Come può uno smartphone scattare foto di un paesaggio con tutto a fuoco?

Dopo l'annuncio del nuovo Samsung Galaxy S9 con la nuova fotocamera che cambia apertura, mi sono sorpreso a chiedermi: se gli smartphone hanno un'apertura così ampia (f / 2.8, f / 2.2, ecc.), Come possono gli smartphone scattare foto di paesaggi, rendere tutto nitido con un'apertura ampia fissa? Per quanto ne so, è necessario utilizzare un'apertura più piccola (f / 5.6, f / 7, ecc.) Per ottenere una profondità di campo più ampia e mettere a fuoco tutto il paesaggio. In che modo gli smartphone riescono a farlo con un'apertura ampia fissa?

— paulovlobato
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Possibile duplicato di Come può un obiettivo iPhone 6 Plus super piccolo produrre un DOF significativo?

— Mattdm,

Tranne il possibile duplicato in realtà significa "DOF superficiale" quando si dice "DOF significativo". Apparentemente l'OP pensa che DoF sia sfocato.

— Michael C,

Risposte:

Vale la pena notare che le dimensioni del sensore svolgono un ruolo enorme nella profondità di campo e nel comportamento dell'obiettivo.

Uno smartphone ha un minuscolo sensore per fotocamera, spesso di circa 25 mm quadrati. Questo dà alla fotocamera un fattore di ritaglio di circa 6. (Per il Samsung S9, non sono sicuro delle dimensioni.)

Puoi calcolare la distanza iperfocale (o "profondità di campo") ma puoi anche ottenere una stima abbastanza buona moltiplicando il numero f / per il fattore di ritaglio per sapere qual è il tuo f stop efficace. Su un sensore di circa 25 mm quadrati, la tua F / 2.2 si comporta in modo molto simile all'obiettivo con apertura af / 13.2 su full frame.

— AthomSfere
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ancora più correttamente, ricorda che il carattere / nelle designazioni delle lenti non sembra solo una divisione, ma letteralmente è divisione. per un tipico obiettivo f = 50 mm, f / 10 significa apertura di 5 mm, mentre uno smartphone af / 2 con lunghezza focale di 4 mm ha solo un'apertura di 2 mm. quindi in questo esempio, l'apertura dello smartphone è in realtà più piccola e la profondità di campo è maggiore.

— szulat,

È la lunghezza focale molto più corta necessaria per ottenere una visione angolata ampia con il sensore più piccolo che fa la differenza, non le dimensioni del sensore stesso.

— Michael C

Se per "paesaggio" intendi qualcosa del genere:

allora la risposta è semplice: a distanze molto grandi, la profondità di campo è estremamente grande anche a grandi aperture. Cioè, a qualsiasi apertura se si mette a fuoco su infinito, gli oggetti a 20m, 200m e 2000m da voi saranno nitidi.

Tuttavia, la lunghezza focale dell'obiettivo influenza anche la profondità di campo, vedere le risposte di seguito. I sensori più piccoli avranno obiettivi più corti. Dovresti anche leggere "cosa determina esattamente la profondità di campo"

— aaaaa dice reintegrare Monica
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"Cioè, a qualsiasi apertura se metti a fuoco su infinito, gli oggetti a 20m, 200m e 2000m da te saranno nitidi." Questo semplicemente non è vero. Ad esempio, se si mette un obiettivo 50mm f / 1.4 su una Canon 1D mk IV, DOFmaster riporta una distanza iperfocale di 76,9 m: una conseguenza di ciò è che nulla di più vicino di 76,9 m sarà a fuoco accettabile se si mette a fuoco su infinito. DOF dipende da qualcosa di più della semplice apertura.

— David Richerby,

Questa non dovrebbe essere la risposta accettata.

— Reid

@DavidRicherby Cosa c'è di più vicino alla telecamera di 80 metri nell'immagine di esempio? Oltre a ciò, la fotocamera in questione non è una fotocamera FF con obiettivo 50mm f / 1.4, è uno smartphone con un sensore molto piccolo e una lunghezza focale approssimativa di 3-4mm.

— Michael C

@DavidRicherby ecco perché ho postato un collegamento a una discussione più ampia

— aaaaa dice di ripristinare Monica

@MichaelClark La frase che ho citato non ha alcun disclaimer "in determinate situazioni", quindi dovrebbe essere vera in tutte le situazioni. La risposta afferma che anche se ci fosse qualcosa in quel fotogramma a 20 metri dalla telecamera, quella cosa sarebbe a fuoco. Lo stile in cui è scritta la risposta suggerisce che si riferisce a tutte le telecamere (ad esempio, la risposta collegata riguarda DoF in generale). Sono d'accordo che probabilmente è vero se limitato alle fotocamere degli smartphone e sarei felice se la risposta lo rendesse esplicito.

— David Richerby,

L'apertura è solo un fattore nella profondità di campo. Altri sono: dimensioni del sensore e lunghezza focale. Gli obiettivi per fotocamere di grande formato hanno spesso aperture massime nella gamma f / 4-f / 5, ma producono DOF molto superficiale, poiché entrambi gli elementi fotosensibili sono enormi e la lunghezza focale è lunga (con un angolo di campo comparabile a una fotocamera da 35 mm).

Le fotocamere del telefono hanno sensori minuscoli e lunghezze focali ridotte (come 26 mm per l'S8) per compensare. Anche se si monta un obiettivo da 28 mm su una DSLR, il suo "infinito" inizia a circa 0,5-1 m per obiettivi così corti. Quindi, una volta che hai messo a fuoco lì, tutto da 1m all'infinito reale è a fuoco, rendendo i paesaggi nitidi un gioco da ragazzi.

La regola empirica è: più piccola è la fotocamera, maggiore è la profondità di campo. Ecco perché i fantastici effetti, come la separazione dello sfondo, sono molto difficili da ottenere sui telefoni.

/ modifica: come notato da @hobbs, ciò che quotidianamente chiamiamo "apertura" è in realtà un'apertura relativa . L'apertura assoluta ( pupilla d'ingresso ) è la dimensione effettiva del "buco" che si percepisce quando si guarda nell'obiettivo. L'utente @Nayuki ha scritto un bell'articolo su come le aperture relative e assolute sono correlate alla lunghezza focale e menzionate nella sua risposta .

Puoi facilmente confrontarlo da solo: guardando nell'obiettivo del tuo telefono puoi facilmente vedere che la sua apertura ~ F / 2 è larga solo 2-3mm, mentre un tipico obiettivo 35mm F / 2.8 è così piccolo quando viene completamente abbassato e quando aperto ( puoi tenere premuto il pulsante di anteprima DOF per questo) è largo almeno un cm.

— Agent_L
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C'è praticamente solo un fattore, e questa è un'apertura assoluta (ovvero il diametro della pupilla d'ingresso). il numero f (apertura relativa) è onnipresente perché è utile per calcolare l'esposizione, ma non è "l'apertura", è il rapporto tra apertura e lunghezza focale. Tutto il resto che dipende dall'apertura (come DoF, diffrazione e raccolta della luce totale come predittore della qualità complessiva dell'immagine) non si preoccupa del numero f, ma dipende direttamente dalla dimensione dell'apertura vista dalla parte anteriore del lente. Ecco perché le persone si confondono con tanta confusione cercando di confrontare le f / mele con le f / arance.

— Hobbs

@hobbs La diffrazione dipende dalle effettive caratteristiche fisiche del diaframma, non dalla pupilla d'ingresso. Quando si utilizzano lenti rifrattive per incanalare la luce attraverso il foro effettivo nel diaframma di apertura, le onde luminose non oscillano con un'ampiezza minore, oscillano solo con la stessa ampiezza più vicina alle altre onde luminose.

— Michael C,

@MichaelClark true.

— Hobbs

@hobbs Ho aggiunto un paragrafo

— sull'apertura