Qual è la causa di questo effetto bokeh non uniforme?

Un mio amico sta pensando di acquistare una fotocamera TLR a pellicola di medio formato usata (una Mamiya C330 ) e mi ha mostrato alcuni degli scatti di prova che aveva realizzato con essa. Sono stato colpito dal bokeh curiosamente non uniforme in alcune delle foto, come questa:

^{_{(Il viso del soggetto è sfocato per motivi di privacy, dal momento che non sono miei figli.)}}

Se guardi lo sfondo, in particolare gli alberi nella parte superiore dell'immagine, puoi vedere chiaramente che il bokeh non è circolare ma ellittico e che l'asse lungo dell'ellisse sembra essere ortogonale alla linea dal centro del Immagine. Sembra quasi un mosso circolare, come se la fotocamera fosse ruotata durante lo scatto, ma la mancanza di sfocatura in primo piano chiarisce che non lo è.

Mi piace piuttosto l'effetto, in particolare il modo in cui attira l'occhio al centro dell'immagine. (Non è così efficace in questo scatto particolare, dato che non c'è nessun soggetto centrale forte per l'occhio da trarre a , ma in alcune delle altre foto con una composizione più centrale ha funzionato molto bene.) Quello che mi chiedo, però, è quello che sta causando, e c'è un nome per questo?

Posso vedere come potrebbe derivare dal modo in cui la luce viaggia in diagonale attraverso l'iride vicino ai bordi dell'immagine, enfatizzata dal formato cinematografico relativamente grande (la mia macchina fotografica, con la quale non ho mai notato un tale effetto, è una reflex digitale Nikon con un sensore APS-C relativamente piccolo), ma è davvero tutto quello che c'è da fare o c'è qualcosa di più complicato in corso? E come potrei deliberatamente ottenere lo stesso effetto , a parte il passaggio al medio formato me stesso?

Ps. Ecco un primo piano della parte superiore della foto sopra (clicca per ingrandire):

La foto è stata scattata con l'obiettivo Mamiya-Sekor 80mm f / 2.8. Sfortunatamente, non conosco le esatte impostazioni di apertura e velocità dell'otturatore utilizzate.

La forma del bokeh è correlata alla forma apparente dell'apertura dell'obiettivo.

Dritto, questo produrrà un bokeh che è approssimativamente un cerchio. Mentre il soggetto si allontana dal centro del campo, il bokeh inizia a sembrare un frammento del cerchio.

Ciò può essere ridotto arrestando l'obiettivo.

Maggiori informazioni su questo possono essere lette su Shape of the blur patch ed effetto occhi di gatto .

Per ottenere questo effetto, è necessario un campo visivo più ampio nell'obiettivo (un obiettivo lungo non vedrà mai l'apertura da un angolo ripido) e scatta a tutta apertura.

L'ottica di ciò può essere compresa osservando i raggi di luce attraverso il sistema di lenti:

Tuttavia, non è così semplice in quanto la stessa costruzione dell'obiettivo gioca anche nella forma del bokeh.

L'unica differenza tra le quattro immagini è l'obiettivo. Ogni obiettivo ha una dimensione della pupilla anteriore e posteriore diversa, conteggio e forma della lama dell'obiettivo. Se questo effetto non fosse causato dall'obiettivo, indicherebbe alcuni altri fenomeni. Ma invece, vediamo una differenza tra diversi obiettivi sulla stessa fotocamera che indica che la costruzione dell'obiettivo è la causa della forma e del luogo in cui si dovrebbe cercare di capire la natura di questo bokeh.

In definitiva, il bokeh dell'occhio di gatto è una forma di vignettatura meccanica simile a quando il paraluce è troppo lungo per l'obiettivo e blocca parte della scena.

Questo tipo di bokeh può anche essere visto nell'apparente cambiamento della forma nei filtri di forma bokeh fai-da-te:

Nota la forma del cuore e del topolino sul bordo della cornice. Se uno dovesse andare a guardare l'obiettivo da quelle sorgenti luminose puntiforme, vedrebbe che la forma del cuore o del topolino sulla fotocamera è la forma del bokeh (con alcune regolazioni aggiuntive per la forma apparente della pupilla) .

Questa è la curvatura del campo . Le lenti semplici proiettano naturalmente un campo curvo, non piano per adattarsi ai sensori di pellicola o digitali. Le lenti moderne tentano di correggere questo, ma molti modelli più vecchi non lo fanno. In effetti, a volte viene chiamato "effetto Petzval" dopo un design classico famoso per questo look.

È interessante notare che proprio questa settimana Sony ha mostrato i prototipi di un sensore digitale curvo progettato appositamente per questo motivo: curvando il sensore, l'obiettivo può essere molto più semplice e tuttavia produrre una nitidezza su tutto il fotogramma.

Ci sono ulteriori informazioni su (ed esempi di) curvatura di campo nella mia risposta a Quali caratteristiche di qualità dell'immagine rendono un obiettivo buono o cattivo? e ulteriori dettagli tecnici su Cosa significa "Focalizzazione su campo piatto"? e Gli obiettivi hanno piani focali o sfere / ellissoidi focali?

Esiste una teoria diffusa di Internet secondo cui ciò è dovuto principalmente alla vignettatura ottica - come dice la risposta attualmente accettata qui, "In definitiva, il bokeh dell'occhio del gatto è una forma di vignettatura meccanica simile a quando il paraluce è troppo lungo per il obiettivo e blocca parte della scena ". Sembra ragionevole, ma contraddice ciò che ho visto da fonti non Internet. Fortunatamente, tuttavia, la situazione "paraluce troppo lungo" è facilmente replicabile, quindi ho deciso di fare un semplice test.

Ho un obiettivo da 23mm f / 1.4, e capita che anche il paraluce di un obiettivo da 56mm si adatti fisicamente. Così, ho fatto una serie di immagini, senza: nessun paraluce, il paraluce da 23 mm abbinato, il paraluce da 56 mm e il paraluce da 56 mm si estendevano ancora di più attraverso un pezzo di carta da costruzione nera e un nastro di gomme sempre a portata di mano. In ogni caso, imposta l'obiettivo su f / 1.4 e concentrati sul mio piccolo assistente di fotografia, Beefy , per alcuni evidenti artefatti di sfondo. I risultati:

Possiamo vedere che ci sia un impatto sui cerchi bokeh, e negli ultimi due immagini, si può vedere un grado di "swirl", in particolare nel caso di carta tubo. Ma l'effetto non è molto forte rispetto all'immagine campione qui (o a quella in questa altra domanda ), anche se gli angoli sono visibilmente bloccati dal cappuccio da 56 mm - o completamente bloccati dal tubo. In effetti, se non fossi propenso a cercare "vortice", qui, potrei invece descriverlo come "compresso attorno al bordo del cerchio". La teoria della vignettatura fisica non è adeguata; Qualcos'altro sta succedendo nelle lenti che producono questo look senza perdere del tutto gli angoli.

Inoltre, controlla questo ritaglio dal bordo in alto a destra del cerchio visibile dal test dell'ombra della carta. Le forme evidenziate si spostano rapidamente da quasi circolari a mezzelune. Sono le linee esterne di quelle mezzelune che causano l'effetto vortice in questa immagine. In questo esempio è difficile dirlo , ma nella maggior parte delle immagini con l'effetto Petzval, la transizione è più graduale. E, nonostante il diagramma lineare che illustri altrimenti, queste forme non sono chiaramente "occhio di gatto". Ancora una volta, qualcos'altro sta causando questo - ed è la curvatura del campo.

Quindi, per replicare davvero questo effetto, potresti provare ad estendere il paraluce, ma per risultati migliori, puoi trovare un vero obiettivo classico con il design Petzval o alcuni obiettivi Helios dell'era sovietica più recenti ma ancora "vintage" , oppure prendi l' obiettivo Petzval Lomography lanciato di recente per montature Canon EF o Nikon F.

Per basarsi sulle altre risposte, questo è effettivamente causato da una lente con petzval non corretto. È anche vignettato, ma più su un piano che sull'altro. Qui puoi vedere un diagramma di intercettazione del raggio per un obiettivo tessar di grande formato, questi sono anche noti come diagrammi RIM o curve H'-TanU '. Su un grafico RIM della linea è troncato, indica la vignettatura. Noterai che questo esempio è vignettato sul piano tangenziale, ma non sul piano sagittale. Questo fa sì che il punto e, quando sfocato, il bokeh sia più grande sul piano sagittale rispetto al piano tangenziale.

Questa è la stessa condizione che ha il tuo esempio, quindi credo che il particolare obiettivo abbia sottovalutato petzval e vignettatura "asimmetrica", come potrei chiamarlo.