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Prefacio

Recientemente fue publicado que el nuevo HTC U12 Life, un gama media, incorpora el ahora ya bastante común efecto bokeh, lo cual fue publicado aquí en Territorio Fotográfico en este artículo. Cuando vemos las especificaciones del teléfono, vemos que posee una apertura de f/2, y, para los que están en fotografía, es bastante conocido que la aperturas grandes -o sea, los números f más chicos- acortan la profundidad de campo, desenfocan el fondo, y dan ese bokeh que tanto nos gusta especialmente en los retratos (de hecho, normalmente el fondo desenfocado suele asociarse al modo “retrato” en las interfaces de las cámaras móviles de teléfonos). Entonces, si los teléfonos vienen cada vez con aperturas más grandes, como por ejemplo f/1.7, ¿Por qué el bokeh debe ser simulado y no puede ser logrado así como así en estos dispositivos, a pesar de tener una apertura aparentemente grande? Para adentrarnos en esta cuestión, debemos interiorizarnos en algunos aspectos, especialmente en tres en particular:

  • Qué es la apertura, ese valor f en la interfaz de la cámara o grabado en el lente (para los que aún utilizan lentes que tienen escalas grabadas)
  • Qué relación tiene ese valor f con el tamaño del sensor y por último
  • Por qué el tamaño del sensor tiene relación con la profundidad de campo

¿Qué es la apertura?

Sintéticamente, el valor f/ es un cociente, o sea una fracción, que divide la longitud focal del lente por un valor determinado (f/1.8, f/2, f/2.8, f/4, f/5.6, etc.). Si dividimos la longitud focal por números cada vez más grandes, el resultado será un número cada vez más pequeño (50/2=25, 50/4=12,5), por ello a número f más chico, la apertura será más grande:

grafico aperturas

Estos valores tienen dos efectos:

  • Por una parte se encuentran estandarizados en relación a la cantidad de luz que dejan pasar sobre una superficie determinada. Es decir, que por ejemplo a f/2, la cantidad de luz que iluminará la superficie es la misma independientemente del formato, por ello estos valores son extrapolables en términos de valores de exposición (de la misma manera que la sensibilidad se encuentra estandarizada, e ISO 100 es ISO 100 en un teléfono o en una réflex).
  • Por otra parte, cambia el tamaño físico de la apertura, y esto sabemos que, además de impactar en la cantidad de luz, impacta en la profundidad de campo. Sabemos que las aperturas cerradas incrementan la profundidad de campo (es decir, más objetos se encuentran en foco).

Ahora bien, veamos entonces la relación que hay entre los diferentes formatos de sensores.

Sensores y longitudes focales

La longitud focal es, técnicamente hablando, la definición más básica de un lente, y es la distancia que hay entre el centro óptico del lente y el sensor cuando el lente está enfocado a infinito. Al proyectar círculos de imagen de diferentes tamaños en cada diferente formato, la longitud focal cambia de acuerdo a cada formato (por ello el “normal” en formato 35mm es un lente de 50mm de longitud focal, mientras que en formato medio, que es más grande, para llegar al mismo ángulo de visión, el lente es de mayor longitud focal, aproximadamente 80mm). Sabiendo esto, sabemos entonces que las longitudes focales en sensores mucho más chicos serán en realidad mucho más cortas. De hecho, mientras que en formato full-frame el normal es 50mm, para mantener el mismo ángulo de visión en APS-C le corresponde la longitud focal 33mm, en Micro 4/3 le corresponde 25mm, y en los tamaños de sensores de teléfonos (sensor de 1/2.5″ o 1/1.7″) las longitudes focales que corresponden a normales serían 7mm y 9.5mm respectivamente.

¿Cómo afecta esto la profundidad de campo? Pues dijimos que la apertura es el cociente entre la longitud focal y el divisor establecido, por ende comparemos la apertura física de un lente normal para celulares y para full frame: mientras que en full frame a f/2 la apertura será de 25mm (50/2), para un telefono será de apenas 4.75mm. Para llegar a esa apertura física en el lente full frame, tendríamos que ponerlo casi a f/11, y sabemos que a f/11, prácticamente todo está en foco, es una apertura que usamos cuando queremos lograr extrema nitidez en todo lo que está en el cuadro en general. Y la pregunta que se desprende de esto es la siguiente: ¿Por qué la apertura física modifica la profundidad de campo?

De la proyección de luz a través de la apertura

Sintéticamente hablando, al pasar los rayos de luz por una apertura determinada, se modifica el ángulo de incidencia de los mismos. Cuando cerramos la apertura, todos los rayos tienden a converger en un mismo punto dado que pasaron casi todos por exactamente el mismo punto (por ello al cerrar la apertura, la profundidad de campo aumenta). Y asimismo, cuando el ángulo de incidencia tiene muy poca diferenciación, todos los rayos de luz tienden a proyectarse en el mismo punto de enfoque, como vemos en este gráfico:

Proyeccion de rayos 2

Por la naturaleza de tener un sensor físicamente pequeño y por ende, una longitud focal real más pequeña, el tamaño físico de la apertura es asimismo más pequeño, y esto determina que los rayos de luz sencillamente se proyecten casi todos en el plano del sensor independientemente de si están lejos o no de la cámara. Por ello, casi siempre veremos que las cámaras compactas y los teléfonos tienden a enfocar todo, por más que posean grandes aperturas como f/1.7, f/1.9 o f/2.

Entonces ¿Alguna vez un teléfono desenfocará en realidad o tendrá un bokeh real?

La realidad es que no, es un fenómeno óptico físico. Por ello, los teléfonos incorporaron algoritmos y procesamientos que simulan un bokeh, pero no son desenfoques reales. Sin embargo, los algoritmos irán mejorando y cada vez las simulaciones probablemente estén más cerca de la realidad. No obstante, si se quiere un bokeh real, deberemos utilizar un sensor de un tamaño suficiente para que la proyección de los distintos puntos del fotograma sobre el plano del sensor tengan la suficiente diferenciación como para percibir algunas cosas en foco, y otras fuera de foco.

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