domingo, 18 de noviembre de 2012

Otra forma de entender el diafragma curiosa y diferente a los que se piensa


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Otra forma de entender el diafragma curiosa y diferente a los que se piensa

Voy hablar del diafragma pero no como siempre se habla: de que si la profundidad de campo es esta o la otra , o que si el desenfoque es mejor con más o menos palas del diafragma, o si la distancia hiperfocal se calcula de esta manera o de la otra, no, voy a entrar en algunas ideas interesantes y curiosas que seguro a alguno ya se le ha ocurrido acerca del diafragma y no ha tenido respuesta, o quizás lo ha pensado, le ha parecido curioso y lo ha dejado ahí pero aparcado pensando "a ver si algún día lo sé".

En este artículo presento otra visión del diafragma que quizás os aclare a más de uno alguna idea que podaís tener no bien formada, acerca del diafragma. Si alguno os habéis fijado, el diafragma para un mismo valor de número f: es de diferente tamaño de "agujero". ¿por que un mismo número f tiene en objetivos de diferentes focales diferentes aperturas?, bueno pues aqui si lo leeis quizás podáis descrubirlo. 

La verdad es que de esto que voy a hablar también me lo plantee hace ya mucho tiempo, cuando simplemente me di cuenta echando una simple multiplicación. Me puse a investigar pensando cómo era posible esto que pasaba, porque la idea que tenia era otra.

Creo que muchos de nosotros cuando hablamos de que si un diafragma es de 8, pensamos que es una cantidad fija, que es un agujero por donde pasa la luz y si pongo 8 es de un tamaño determinado en todos los objetivos  y focales, y claro esto puede despistar un poco si se piensa en cantidad de luz, porque no es cierto, el agujero que presenta el diafragma varia con la focal y hasta con el objetivo,, que no el número "f" y claro aquí si no vamos más allá se nos caen las ideas, porque podemos pensar que no puede ser.

Unas fotos demuestran lo que digo, la primera muestra el diafragma puesto a 5,6 pero con un objetivo a 24mm de focal, se puede ver delimitado el diafragma por las flechas blancas.



Y esta segunda muestra el diafragma abierto a 5,6 para 105mm




Como se ve parece que es así lo que ocurre.
Para aclarar este embrollo para algunos, tengo que empezar explicando que es el número f, aunque seguro que muchos lo conocéis mejor que yo.

La apertura del diafragma en función de la distancia focal permite construir una escala relativa de luminosidades y esta escala es el número f que se define de forma muy sencilla así:

f = F/D

Donde F es la distancia focal del objetivo y f es el diámetro de la apertura.

Esto quiere decir que si tenemos un objetivo, por ejemplo, de 50mm de distancia focal y tenemos además una apertura de 12,5mm de diámetro tendremos una luminosidad de f:4, la situación es esta.





Pero veamos ahora en un 100mm que pasa, calculo lo mismo.




¡¡¡¡¡Vaya!!!! Resulta que si hago la misma operación, 100mm de distancia focal y f:4 tenemos una apertura de 25 mm de diámetro, esto es tenemos el mismo F:4 pero el agujero es más grande, vamos es el doble en diámetro.

Ósea que un F:4 en un objetivo de 50mm no tiene la misma apertura de diafragma que un F:4 en un objetivo de 100mm, esto es algo que en principio muchos creemos que es igual, y ya mostré con las fotos, que no es asi.

¿Y en superficie cuanto es más ese agujero en uno que en otro? pues como sabemos que la superficie de un círculo es : Pi* Radio del circulo al cuadrado.

En el de 50mm es:

Superficie apertura 50mm = Pi*R*R = 3,14*12,5*12,5 = 490,625mm2

y en el de 100mm es:

Superficie apertura 100mm = Pi*R*R = 3,14*25*25 = 1962,5mm2

Si dividimos una entre otra nos da justamente 4 veces más de superficie

Ósea que está entrando mucha más luz en uno que en otro, curioso efecto, parece que esto va a descontrolar a la cámara, porque claro alguien se puede preguntar ¿tendré con un objetivo una sobreexposición sobre el otro??? ¿Por qué no se hace un lio la cámara? Son algunas preguntas que algunas personas se pueden hacer, pero tranquilos que la cosa tiene solución y por eso se crearon los números f.

Para eso vamos a estudiar qué pasa con la luz dentro del objetivo cuando pasa por el diafragma.

La luz que llega al sensor  pasa por el diafragma, esta luz tiende a separar los rayos al aumentar la distancia.

A esto no me podéis decir que no, o ¿es que no habéis visto estado en un cine?, la luz del proyector sale de un punto de  la pared y se va abriendo hasta cubrir toda la pantalla y debido a esto la intensidad de luz va decreciendo con la distancia. SI la pantalla estuviese a 100m no se vería nada.

Hay una ley de la óptica (de la naturaleza) que dice que la luz disminuye o se atenúa con el cuadrado de la distancia, que llevándolo a números y distancia, podemos decir que la cantidad que le llega al sensor de luz es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia focal ósea esto:

 I =1 / F2

Voy a hacer ahora un dibujo para entenderlo mejor con nuestras distancias focales de 50mm y 100mm



Como veis si le llega a 50mm una intensidad de luz "I", al doble de la distancia le llega una intensidad de luz "I/4", bueno pues ya os podéis imaginar por donde voy, una pequeña deducción nos sacará del lio inicial que os planteaba y es:

 Si para 50mm de distancia focal con una apertura de 12,5 mm de diámetro tengo un Intensidad de luz que pasa por el diafragma y la llamo "I" (de intensidad de luz)

 He demostrado por otra parte que para F:4 y para 100mm, la apertura del diafragma es cuatro veces más de superficie y doble de diámetro 25mm que la de 50mm, esto es entra 4 veces más de luz. ( 4*I)

 Pero también hemos visto que a 100mm por haber más distancia al sensor doble que la de 50mm se atenúa la luz 4 veces más que a 50mm. y llega al sensor una intensidad de luz de ( I/4)

Conclusión: esto significa que al sensor le llegara la misma intensidad de luz para F:4 sea 50mm o 100mm, ya que se compensa el sistema, esto es, por un lado en 100mm entra cuatro veces más de luz que a 50mm y por otro se atenúa 4 veces la luz, la resultante por tanto es la misma que en 50mm. Y esto pasa con cualquier focal.

Luego ya no debe extrañarnos que el diafragma se abra diferente para un mismo F en objetivos de diferentes focal. Y tampoco ya nos debe extrañar que un objetivo de 1,8 sea relativamente pequeño a 10mm de focal y en cambio a 500mm sea un enorme cilindro.

Hay que tener en cuenta un punto que no he dicho, y es que esto es cuando todo es ideal, pero ocurre que los objetivos más largos suelen tener más pérdidas añadidas, por lentes, absorciones de luz en el camino, etc. de ahí que si ponemos en un objetivo de 50mm muy bueno con apertura de 4 y medimos la velocidad de obturación para una cierta exposición, la velocidad probablemente será más rápida que en las mismas condiciones de F:4 en un 100mm, porque tiene más lentes o hay reflexiones internas en el camino hasta el sensor.

Esto es así, porque todo no es ideal, esa diferencia también está definida mediante un número que se llama "T" y que define la luminosidad total del objetivo real. Cuando T= F ocurre lo que e comentado en este post, es lo ideal,  pero si T>F ocurrirán las cosas que he hablado, no dará el fotómetro una lectura igual a F:4 en el objetivo de 50mm que en el de 100mm. por pérdidas adicionales, que las podéis cuantificar simplemente por el decremento de la exposición en el de 100mm.

Esto significa que un objetivo luminoso fijo a diafragmas altos como F:8 puede seguir siendo más luminoso que otro a F:8 igualmente ajustado (esto ya es para nota y para que lo penséis).

En fin espero que haya podido dejar claro este temapara algunos :-)