Esto es algo de lo que me acabo de dar cuenta de que no conozco completamente la respuesta, así que voy a preguntarlo aquí porque creo que es interesante.
En la mayoría de los escritos no científicos sobre la profundidad de campo, los diagramas generalmente muestran la cámara y los sujetos como perfectamente paralelos, p. Ej.
Sin embargo, ¿es esta una representación más precisa del plano focal?
¿Hay formas de alterar ópticamente la forma del plano focal?
Nota: Obviamente, estos diagramas son bidimensionales, pero supongo que en el segundo diagrama la forma sería esférica con el sensor en el centro.
focal-length
optics
depth-of-field
field-curvature
Distracción
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Respuestas:
El efecto se llama curvatura de campo . Una buena discusión viene de Nikon . Es una aberración de la lente que puede reducir la resolución de la lente cuando se combina con un sensor plano. En los viejos tiempos, la película se podía doblar un poco para tratar de seguir el plano de la imagen y reducir el efecto, pero hoy nuestros sensores son rígidos. Se puede reducir con el diseño de la lente.
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Una sola lente convergente con espesor real tiene un campo de enfoque curvo. La mayoría de las lentes ofrecidas por los fabricantes incluyen elementos correctivos para aplanar el campo de enfoque más cerca de un plano focal plano en un grado u otro. Hay algunas lentes bien conocidas y altamente deseadas conocidas por aplanar el plano focal particularmente bien: la serie Zeiss Planar, por ejemplo. También hay lentes conocidas y deseadas por no corregir parte o la totalidad de su curvatura de campo y las fotos de "mirar" tomadas con esas lentes exhiben. La Canon EF 85mm f / 1.2 L II es una de esas lentes.
Una lente de elemento único con superficies normales usando fórmulas ópticas matemáticamente simples demostrará la curvatura del campo. Cuando se proyecta en un sensor / película plana, las distancias variables desde el centro de la lente hasta el centro frente a las esquinas del sensor causarán la pérdida de enfoque en los bordes y en las esquinas si el centro está enfocado correctamente. Si se pudiera construir una película o sensor de manera que todas las partes fueran equidistantes del centro óptico de la lente, todo estaría en el mismo foco. Tal sensor cubriría la misma porción (expresada en grados angulares) de un arco de una esfera como la cantidad de arco cubierto por la lente en el campo de visión de la cámara. El radio de curvatura variaría según el índice de refracción de la lente.
En la práctica moderna, hay pocos, si es que hay alguno, lentes de un solo elemento ofrecidos por los fabricantes y utilizados para fotografía tal como se define dentro del alcance de photo.stackexchange.com. La forma del plano focal, más propiamente llamado campo de enfoque, depende completamente del diseño de la lente. La aberración esférica / curvatura de campo puede dejarse totalmente sin corregir o puede corregirse en gran medida según las decisiones tomadas por los diseñadores de lentes y la efectividad de su diseño.
Cuando se habla de óptica de punto cardinal, se debe tener en cuenta que las lentes de espesor cero no existen realmente. Son teóricos. Del artículo de Wikipedia para Cardinal Point (óptica) :
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Con una lente ópticamente perfecta, el plano focal es paralelo a su sensor y tiene la misma forma, es decir, en realidad es un plano. Con una lente de la vida real, supongo que puede obtener un poco de distorsión del plano, pero esencialmente seguirá siendo un plano. Tiene que ser así para la fotografía de paisajes donde desea que toda la imagen se enfoque al infinito al mismo tiempo, y es el caso de cualquier lente decente.
Su primer diagrama es más correcto que el segundo. En el segundo diagrama, está descuidando el hecho de que las esquinas de su sensor están más alejadas del centro óptico de su lente que el centro del sensor.
Esto es algo a tener en cuenta cuando se usa la técnica habitual de "enfocar y recomponer": al girar la cámara para recomponer, está moviendo el plano focal sin cambiar la distancia al sujeto, y de hecho puede desenfocar al sujeto. Esto es especialmente cierto con una lente gran angular en una gran apertura.
Consulte, por ejemplo, Cómo fotografiar sujetos en movimiento con Panasonic FZ 70/72 para obtener más detalles.
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La forma del plano focal depende de la fórmula óptica. En particular, el Zeiss Planar recibió su nombre por su plano focal particularmente plano que lo hizo bueno para la fotografía de libros, pero en general se parece más a su segundo dibujo.
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Creo que un elemento faltante en las respuestas obvias, por lo demás correctas, se está conectando con la intuición incorrecta en la pregunta.
La intuición en la pregunta proviene (creo) no de alguna pregunta sobre la abberación de la lente, sino de un sentido erróneo de que el plano focal se basa en la distancia desde la lente.
Esta pregunta quizás podría parafrasearse como
La respuesta es "no, no es así como funciona el enfoque". Como dijo Matthew Moy, el plano focal para una lente perfecta es un paralelo al sensor.
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