¿Por qué las cámaras fotográficas pierden el foco cuando haces zoom, cuando las cámaras de película o TV lo mantienen?

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En las cámaras fotográficas, es decir (D) SLR, cámaras digitales, etc., cuando enfoca un objeto y luego hace zoom (acercar o alejar), el objeto se desenfoca. Por otro lado, en las películas o cámaras de TV, el enfoque se mantiene en todo el rango de zoom. Incluso es la mejor práctica enfocar al máximo para que el enfoque sea lo mejor posible, y luego alejarlo según sea necesario.

¿Cuál es la diferencia en la construcción de las lentes para cámaras fotográficas en comparación con las cámaras de cine / TV? ¿O se logra este efecto de otra manera que no sea la construcción de lentes?

zegkljan
fuente
De vuelta en la Edad Media, el curso de introducción en el departamento de RTF en UT Austin se propuso enseñarnos a enfocar una lente de zoom con el zoom completo, luego alejar, y nuestro objetivo de enfoque permanecería enfocado.
John R. Strohm
@ JohnR.Strohm O, más exactamente, el error de enfoque introducido por el zoom permanecería dentro de la profundidad de campo dada por las aberturas estrechas que la mayoría de las lentes de zoom tenían en ese momento. Por favor, vea ¿ Por qué hay tantos lentes de kit parafocales si es una característica costosa? para más.
Michael C
Las lentes de cámara @MichaelClark Cinema fueron diseñadas para dar al cinematógrafo un control completo sobre TODO, para que esas cosas puedan ser utilizadas con efectos artísticos. Hay un movimiento de cliché, donde utiliza una configuración de profundidad de campo poco profunda y luego cambia la distancia de enfoque, de modo que un punto en la escena lejana se enfoca mientras un punto en la escena cercana se desenfoca. Los directores usan habitualmente este para cambiar el punto de vista de la audiencia de un lugar a otro. (Una de las películas de "Misión: Imposible" utilizó este truco con muy buenos resultados.)
John R. Strohm
@ JohnR.Strohm Mis disculpas. Tomé su comentario anterior para referirse al uso de lentes que no son de Cine. ¿Qué significa 'RTF' en el contexto de su comentario?
Michael C

Respuestas:

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El nombre del efecto es parfocalidad, estamos hablando de lentes parafocales . Las lentes que cambian su enfoque al hacer zoom se llaman lentes varifocales.

Al igual que la reducción de la respiración focal (el cambio de enfoque también cambia la distancia focal) , la parfocalidad es una característica premium. Dado que los fotógrafos generalmente trabajan con enfoque automático y dado que los fotógrafos tienden a no recomponer la imagen mientras toman una foto, los fotógrafos generalmente no quieren pagar la tarifa premium por estas características. O eso creo.

La verdadera parfocalidad (es decir, absolutamente ningún cambio en el enfoque) no se puede lograr (o solo con un esfuerzo extremo) : se trata de la parfocalidad percibida, ya que en "aparentemente no cambia el enfoque, por lo tanto es parfocal".


¿Cómo lograr la parfocalidad?

Aquí hay un diagrama que robé del artículo de PetaPixel sobre este tema, que es una captura de pantalla del video de YouTube de Vistek sobre el tema :

Diferencia lente varifocal vs lente parafocal Tenga en cuenta que este diagrama es solo ejemplar: no todas las lentes están construidas de la misma manera. De todos modos, ya que explica, lentes de parfocales por lo general tienen un grupo de lentes de enfoque independetly móvil que carecen de cristales progresivos - por lo general para mantener los costos, el peso y / o dimensiones del objetivo (como en length*diameter) baja.

Algunas lentes relativamente baratas (al menos en comparación con las de Angénieux ) logran un efecto similar con trucos, como la Canon 24-105 f / 4L IS USM (I) :

"Hay una cámara dentro [...] que está diseñada para mantener un enfoque preciso cuando el objetivo se acerca desde la tele a gran angular". (Chuck Westfall, Canon, EE. UU.)

Además, algunas lentes con enfoque por cable (como las lentes STM de Canon ) pueden intentar mantener el enfoque automáticamente. Por ejemplo, cuando filmé con una Sony FS700 prestada y su kit de lentes (18-200 mm f / 3.5-6.3), noté que cuando acerqué / alejé lentamente, pude ver el motor de enfoque funcionando para mantener el punto de enfoque Donde fue. Sin embargo, al acercar / alejar más vigorosamente, el punto de enfoque "se soltó" porque el motor no pudo mantener el ritmo al que cambió el punto de enfoque.


¿Cada lente de video es parafocal?

A partir de mi ejemplo con el FS700 anterior, también podemos ver que ni siquiera todas las lentes que se comercializan como lentes de TV y cine son parfocales . Entonces, si compra una lente zoom muy barata que se comercializa como "video", es muy poco probable que sea una lente parafocal (a menos que así lo indique).

Desde mi experiencia limitada, una buena regla general para determinar si una lente es parafocal o no parece ser la existencia de un enfoque posterior ajustable: tenga en cuenta que el enfoque posterior, en términos de video, no significa lo mismo que en la fotografía: se refiere a La distancia focal de la brida .


El sitio web XY dice que mi lente es parafocal, pero creo que no lo es. ¿Mi lente está defectuosa?

Su lente probablemente no está rota. La parfocalidad absoluta no se puede lograr, sino que se trata de la parfocalidad percibida .

Para entender eso, necesitamos entender la relación entre la resolución espacial y la "nitidez" percibida de una imagen.

Por ejemplo, en días analógicos, la mayoría de las personas usaban películas estándar y nunca miraban sus fotos a más de, por ejemplo, 20x30 cm (8x12 "). Incluso se dice que las buenas películas tienen aproximadamente la misma resolución espacial que un sensor digital de 20 MP y 20x30 cm no es lo que estamos viendo hoy: una EOS 5D MkIII toma fotos con una resolución de 5760 × 3840 px, así que en mi monitor de 1920x1200 px 24 ", cuando miro una escala del 50% de la imagen, tengo una imagen Tamaño de más de A2. Esto significa que puedo ver cosas que no podía ver en mi impresión analógica. Ahora piense en un retrato: me enfoqué por error en la nariz del sujeto en lugar de en su ojo. Puedo ver claramente que al 100%, mientras que a una escala del 10% (~ 15x10 cm), ya ni siquiera me molestará.

Lo mismo ocurre con la parfocalidad: si la imagen es tan pequeña que no puedo distinguir entre 5 cm delante (o detrás) del plano focal y el plano en sí, la foto aparentemente está "enfocada" entre ± 5 cm del plano focal. Por lo tanto, si el enfoque cambia tanto como lo permite la tolerancia visual, se puede decir que la lente es parafocal.

Gracias a Jannik Pitt y Michael Clark .


Compré la lente XY y aparentemente es parafocal, aunque todos parecen estar en desacuerdo. ¿Quién es correcto?

Es lo mismo que el capítulo anterior: Percibes tu lente como parafocal, solo que ahora es debido a la profundidad de campo (DOF) .

Probablemente haya utilizado una apertura muy pequeña / un número de apertura muy grande (por ejemplo, f / 16) y / o alguna lente (ultra) gran angular (f / 16 no será suficiente para 400 mm, por ejemplo) y / o centrándose en algo muy distante.

Si la lente cambia su enfoque a una velocidad lo suficientemente pequeña, no puede percibir eso; esto es especialmente cierto cuando se aleja, ya que esto aumentará el DOF. Técnicamente, no es parfocal, pero lo percibirás como parfocal, que, como sigo escribiendo aquí, es todo lo que importa.

Gracias a Michael Clark .

flolilo
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También se desea con telescopio y oculares. Si cambia el ocular para acercar, es genial si no tiene que enfocar nuevamente.
Eric Duminil
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Además, mira ese diagrama. Esa lente parafocal parece más pesada que la lente varifocal.
Loren Pechtel
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¿No podría uno simplemente medir el cambio de enfoque con el zoom y luego compensarlo automáticamente mientras hace el zoom para que incluso con lentes varifocales no obtenga un efecto de desenfoque? En cuanto a la tecnología, suena tan simple de hacer. El enfoque automático debería poder saber exactamente qué hacer para cada nivel de zoom.
Trilarion
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@Trilarion como se dijo, las lentes de motor paso a paso podrían hacer eso. Sin embargo, es difícil hacerlo ya que el cambio no es lineal; Por ejemplo, al hacer zoom de 24-35 mm, el enfoque se desplazará hacia atrás en 0,5 cm / mm, entre 35-50 mm, cambiará en 5 cm / mm, etc.pp. En mi humilde opinión, es por eso que la lente de Sony no pudo hacer frente al zoom rápido. Además, las lentes fotográficas normales generalmente no se preocupan por esto, ya que se supone que está recomponiendo su imagen entre tomas, no en una toma, y ​​que, por lo tanto, simplemente comenzará a enfocarse nuevamente, ya que de todos modos esto será más preciso. . Además, esto consumirá menos energía.
flolilo
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Dicho esto, incluso las lentes comercializadas como parafocales a veces no son parafocales. Tanto mi f4L de 17-40 mm como mi f4L de 70-200 mm cambian de enfoque al hacer zoom.
Jannik Pitt el
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Se dice que una lente que mantiene la misma distancia de enfoque que el zoom es parafocal . Esta es una cualidad altamente deseable en una lente si se está filmando una película o video y se desea mantener el enfoque al acercar o alejar durante una toma continua.

Puede parecer que algunas lentes de zoom que no son realmente parafocales, particularmente aquellas con aperturas máximas más pequeñas, actúan como si fueran parafocales si el error de enfoque introducido por el zoom es menor que la profundidad de campo en la apertura más amplia de la lente .

Roger Cicala recientemente abordó el tema en su entrada de blog Mythbusting: Parfocal Photo Zooms (Tipo en negrita agregado por mí).

Aproximadamente dos veces por semana recibo una llamada de un camarógrafo que quiere saber qué lentes de zoom fotográfico en una determinada distancia focal son parafocales (permanece enfocado mientras se cambian las distancias focales). Es comprensible por qué preguntarían; un excelente zoom fotográfico es 1/10 del costo de un buen zoom de video.

Se enojan mucho cuando les digo que ninguno de ellos lo está. A menudo, me dirán que saben que esta lente es o esa es, porque LensGuruGod1232 en su foro favorito dispara con esta lente y dice que sí. Incluso pueden, si han investigado un poco, extraer un artículo antiguo que escribí hace años enumerando algunas lentes fotográficas que eran parafocales y agregarlo al argumento.

Tengo que decirles que el artículo ya no cuenta. Por un lado, parfocal no es una definición absoluta. Lo que es aceptable como parofocal para una persona en una situación es inaceptable en otra. Además, el equipo ha cambiado. Una lente que podría haber aparecido parafocal en un pequeño sensor que filma un video de definición estándar obviamente no es parafocal en un gran sensor moderno que graba un video 4k. Finalmente, me he hecho mayor y más sabio. Algunas cosas que escribí hace años, ahora me doy cuenta, son, um, bueno, menos correctas de lo que me hubiera gustado.

Continúa señalando que una copia de un modelo de lente específico puede demostrar más o menos parfocalidad que otra copia del mismo modelo de lente.

Del mismo modo, la mayoría de las lentes de cine también demuestran muy poca o ninguna respiración focal . La respiración focal es un cambio en el campo de visión de la lente a medida que cambia la distancia focal . Esta es también una característica deseable para lentes de cine, de modo que la distancia de enfoque se puede cambiar en una toma continua mientras se mantiene exactamente el mismo encuadre.

Las lentes diseñadas para fotos fijas se usan generalmente para tomar fotografías con una resolución mucho más alta que las lentes diseñadas para video. Aún así, los fotógrafos generalmente se preocupan por la calidad de imagen absoluta más que si una lente es parafocal o no demuestra la respiración focal.

El énfasis en las lentes fijas es la calidad absoluta de la imagen óptica. El énfasis en las lentes de video que no son de calidad cinematográfica, particularmente aquellas en los mismos rangos de precios que las lentes destinadas principalmente a la fotografía fija, es estar 'lo suficientemente cerca' de los parafocales y no demostrar la respiración focal mientras es 'suficientemente bueno' ópticamente para video HD o 4K .

Ver también:

Michael C
fuente
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Las lentes deben estar especialmente diseñadas para mantener el mismo punto de enfoque al hacer zoom. Hacer lentes de esta manera es más complejo y cuesta más, por lo que tales lentes son más caros.

Esta característica generalmente no es importante para los fotógrafos, por lo que las lentes destinadas para uso fotográfico generalmente no hacen esto. Pero las lentes de video generalmente tienen esta característica, ya que permite el zoom mientras se graba sin que la imagen se desenfoque, lo que le brinda al camarógrafo una gama más amplia de efectos creativos que pueden usar.

Sin embargo, hay algunos objetivos fotográficos que tienen esta característica, aunque son más caros y generalmente están dirigidos a un mercado específico que los necesita. No es raro ver telefotos con esta función, ya que es muy útil cuando se filman eventos deportivos con un teleobjetivo para no tener que volver a enfocar todo el tiempo, y la menor profundidad de campo con un teleobjetivo hace que el reenfoque sea aún más importante.

Otra característica que verá en las lentes de video es la capacidad de enfocar la lente sin cambiar la distancia focal. Este efecto es menos notable y tiene poco impacto en el fotógrafo, pero nuevamente es muy útil para el video, ya que permite cambiar el punto de enfoque durante la grabación y es bastante común ver este efecto utilizado en video.

TL; DR Hacer lentes que pueden hacer zoom sin perder el enfoque es más costoso. Por lo general, no es necesario que las lentes de fotografía tengan esta característica, pero es muy útil para lentes de video.

Micheal Johnson
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