Curso Fundamentos Ópticos en Fotografía
Resumen
Para distancias de enfoque grandes, la imagen se forma a la distancia focal.
A medida que acercamos la distancia de enfoque, la imagen se aleja de la lente y se hace más grande.
Caso 1: distancias de enfoque mucho mayores que la distancia focal
Empezaremos por el caso más típico en Fotografía, que la distancia de enfoque sea mucho mayor que la distancia focal.
Es el caso típico porque, si piensas en un objetivo normal (50 mm) o incluso un teleobjetivo bastante potente (300 mm), esas distancias focales suelen ser mucho más pequeñas que las distancias a las que enfocas.
Por ejemplo, basta con que enfoques a 3 metros para que esa distancia ya sea diez veces la distancia focal en el caso del súper teleobjetivo (3m = 10 x 300 mm); así que imagínate cuando enfocas a lo lejos en un paisaje (cientos de metros o más) con un angular de 18 mm, por ejemplo.
Vamos a calcular el tamaño de la imagen y a qué distancia de la lente se forma la imagen.
Aplicando las dos primeras reglas de la teoría de rayos obtenemos la imagen (figura 1):
Figura 1. Imagen de un objeto muy lejano
Como no es fácil observarlo en dicha figura (pincha sobre ella para verla más grande), la figura 2 representa una ampliación de la zona cerca de la imagen P’; marcamos también la posición del foco F (círculo rojo).
Figura 2. Zoom de la figura 1
Como ves, la imagen se forma en un punto muy cercano a la distancia focal.
Además, tiene un tamaño muy pequeño comparado con el del objeto real. Cuanto más lejos el objeto, más pequeño en la foto.
El caso límite sería enfocar a infinito: la imagen se formaría justo en el foco F. En conclusión, la imagen nunca se puede formar a una distancia de la lente menor que la distancia focal.
Caso 2: distancias de enfoque del orden de la distancia focal
Veamos qué pasa a medida que vamos acortando la distancia de enfoque, es decir, que el objeto se acerca a la lente.
Empezaremos por el caso en que el objeto se encuentra a una distancia exacta de 2f. Calculamos la imagen geométricamente como ya sabemos hacerlo (figura 3).
Figura 3. Distancia de enfoque el doble de la distancia focal
¡La imagen tiene exactamente el mismo tamaño que el objeto! Y se forma a una distancia 2f de la lente.
Es decir, que a medida que acercamos la distancia de enfoque la imagen se aleja de la lente y se va haciendo más grande.
Para distancias de enfoque entre infinito y 2f, las imágenes se forman a una distancia entre f y 2f.
Seguimos enfocando cada vez más cerca. Ahora, un objeto entre 2f y f (figura 4).
Figura 4. Distancia de enfoque entre f y 2f
En este caso, ¡la imagen es más grande que el objeto!
Además, la distancia respecto a la lente donde se forma la imagen sigue aumentando; en este caso, las imágenes se forman siempre a una distancia superior a 2f.
¿Y si colocamos P a una distancia f o menor que f? Pues que no se forma la imagen en la zona imagen (dibújate los rayos y verás que no convergen en la zona imagen, sino en la zona objeto).
Se forma una imagen virtual en la zona objeto que es más grande que el objeto.
Así es como funciona una lupa y está más allá de lo que nos interesa en Fotografía.
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Hola Jorge, me parecen muy interesantes y didácticos tus tutoriales. Siempre eché de menos una explicación clara y sencilla de óptica básica.
Desde hace tiempo he tenido una duda en relación al tamaño de la imagen de un objeto en infinito. Pongamos como objeto la luna o el sol (con un buen filtro). Podemos suponer que estos objetos están casi en el infinito. Sus rayos llegarán muy paralelos a la lente de nuestro objetivo. Todos caerán en el foco principal. ¿Cómo aparece un círculo por pequeño que sea? Los rayos que salen de la parte superior de la luna, al estar en infinito, caerán en el foco principal. Los rayos que salen de la parte inferior de la luna también están en infinito, por lo que deberían caer en el mismo punto. ¿Cómo conseguimos con un 200mm sacar algunos mm de luna en el sensor?
Gracias.
cuando enfocas a infinito la imagen se forma a la distancia focal como bien dices y los rayos llegan paralelos. Pero piensa que el ángulo de visión que te dé la combinación focal/tamaño del sensor es lo que determina el campo de visión una vez conocida la distancia (y nunca hay nada a infinito, por muy lejos que esté la Luna o el sol; lo que importa es el tamaño relativo frente a la distancia, o sea, el ángulo de visión). Si usas una focal/sensor donde la Luna no ocupa un infinitesimal en tu ángulo de visión, en la imagen ocupará el ancho de visión correspondiente, aunque la diferencia en el ángulo de los rayos que llegan de la Luna sea mínima (infinitesimal).
De hecho si haces los cálculos, aunque a ti te parezca que la Luna sale muy grande en tu sensor (cuando debería salir un punto; cierto para infinito, pero no hay nada a infinito), la verdad es que meter la Luna en 24 mm tiene mérito (calcula el factor de magnificación y la focal que necesitarías para esa magnificación). Con rayos es difícil de ver. Pero si miras la figura 2 y piensas en un punto P de mayor altura que el dibujado (más alto que la lente, para que el rayo paralelo al eje no sea captado), también habrá rayos que llegarán paralelos, pero ya no paralelos al eje óptico. Esos rayos entrarán oblicuos por el diafragma y también obtendrás su imagen nítida en el sensor (de nuevo el ángulo de visión final dependerá de la focal y el tamaño del sensor que tengas; si te dibujas un sensor y trazas un rayo que pase por el extremo y el centro óptico y lo a largas hasta infinito tendrás la solución para la lente delgada. Desgraciadamente el modelo de lente delgada no es exacto, pero para entender el concepto basta.
Gracias Jorge por responder.
Tu respuesta me parece muy densa por lo que necesito pensarla despacio. Cosa que haré cuando tenga tiempo, que ahora no tengo.
Un saludo.
Volveré.
Que formula se usa para saber a que distancia tengo que colocar un posadero dependiendo de la focal, la envergadura del ave, el factor de recorte etc…
Muchas gracias
quizás lo más fácil sea que utilices la fórmula de magnificación. Supongo que lo que quieres es rellenar todo el sensor con el ave, así que divide tamaño ave por sensor y ya sabes la magnificación. A partir de ahí tira del hilo de la fórmula de magnificación hasta que des con la distancia de enfoque
Hola, bueno resulta que estoy haciendo un ensayo usando una cámara (manta G 146 C) con un zoom de 9-90 mm y lo que quiero medir en la realidad mide (valga la redundancia) 10 x 10 cm, pero no sé a que distancia ni con cuanto zoom debo colocar la cámara, porque después quiero correlacionar un conjunto de imágenes de mi ensayo, siendo que lo que quiero saber es cuántos mm (con respecto a la realidad de mi muestra) mide cada pixel de las imágenes que obtengo si ocupo toda la resolución de la cámara (1338×1038) a una distancia de 40 cm de mi muestra y con el zoom en 25.
Si pudiera ayudarme u orientarme a como llevar mi problema sería fantástico, Gracias de antemano!
hola. Si tu duda es a qué distancia de la realidad corresponde un píxel del sensor, basta con que dividas el tamaño real por el número de píxeles. Por ejemplo, si haces la foto tal que el objeto que dices de 10 cm cubre toda la foto, como tu cámara es de 1038 píxeles, el tamaño de la realidad que cubre cada píxel será 10/1038 cm. Si quieres averiguar la magnificación de tu foto, divide el tamaño del sensor por el tamaño real (busca en tu cámara el tamaño físico del sensor en mm)
Hola cómo logran el equivalente a 720 mm en una cámara compacta y cuánto mide realmente un tele de 720 mm de zoom.? Para 35 mm…
Gracias
Un objetivo real no sigue el modelo de lente delgada. Realmente se compone de muchas lentes, con lo que hay mucha variedad de diseños de objetivos. Por ejemplo, para un angular suelen «alargar» la distancia para que quepa el espejo (cámaras con espejo, claro), mientras que en teleobjetivos hacen lo contrario para acortar sus dimensiones físicas. Si algún día tengo tiempo escribiré otro tutorial/libro sobre el modelo de lente gruesa que realmente se usa en objetivos (los principios básicos son los mismos, pero en vez de un plano en el centro de la lente se suponen dos planos, de ahí lo de lente gruesa y las complicaciones, porque esos planos pueden incluso caer fuera del objetivo)
Gracias!
como logran un telé de 720mm en una cámara compacta?
Me refiero al largo del lente…como se calcula?
Las compactas como no pueden cambiar el objetivo suelen incluir un zoom muy potente (una cosa es lo que aumentan y otra la calidad; como todo es más pequeño (menos coste) en una compacta es más sencillo hacer grandes zooms). Esos valores tan altos son los equivalentes para un full frame https://fotoigual.com/9-distancia-focal-equivalente-factor-recorte-crop-factor/. Para saber la focal real tienes que dividir por la relación de tamaños de sensor compacta y full frame. En las compactas también es común dar la relación entre focal más grande y más pequeña en forma de aumentos; por ejemplo, si tienen focales reales 4 a 40 mm, es lo mismo que un zoom de 10X
Tengo unahx90 de sony en el máximo zoom a distancias tipo 20m 30m del objeto no sale nítida o sea como fuera de foco…si bajo a 700mm 680 o menos….si sale en foco…
Que puede ser? …conviene mandarla a arreglar?
Gracias
Hola,
Gracias por el blog.
Una cuestión.
Que datos necesitaría en una foto, del dispositivo que lo ha tomado, para obtener las medidas reales de un objeto de esa foto.
Es decir, por ejemplo, una foto de un libro( en planta), como poder inducir su ancho y alto real, a partir de datos de la foto y máquina.
Si es que es posible.
Gracias por anticipado.
Prueba con esta calculadora https://www.scantips.com/lights/subjectdistance.html
alguien me puede ayudar a resolverlo por favor.
calcular la distancia a la que se encuentra un objeto de 71cm si en la retina forma una imagen de 0.5mm. considerar la distancia entre el cristalino y la retina de 2cm
quisiera realizar una fotagrafía en la cual apareciera el ojo de mi hijo y en el cristalino el reflejo de mi nieto vivo en valencia, si alguien lo puede realizar que me escriba sino que me digan el objetivo que hace falta para poder realizar la fotagrafia
Hola estoy por armarme una cámara minutera la de los fotógrafos de plaza y tengo muchas dudas sobre el objetivo. Lo único que sé con seguridad es que el objetivo tiene que ser de una cámara de formato 6×9 o mayor. Creo que esto supone una distancia focal de mas de 10cm, verdad?.
Consegui una camara Agfa Gevaert de plastico de los años sesenta, 6×9. Tiene grabada una leyenda que dice : Foco desde 2,80m al infinito.
Este tipo de cámara de plaza saca una primera toma en negativo y después hay que fotografiar el negativo para lograr el positivo. Esta segunda se hace sobre un soporte plegable que en general , por las fotos, se advierte que es de 30 o 40cm del objetivo. La pregunta crucial es ¿como el objetivo que dice que tiene foco a los 2,80m va a hacer foco sobre una imagen que está a 40cm????. Gracias
Me gustaria saber que camara y objetivo debo usar para que un objeto de 4×4 mm. esté enfocado a 10 cms. de distancia y cubra todo el sensor. Gracias
¡Hola!
¿A partir de cuántas distancias focales se supone que es infinito? ¿Por qué? ¿Qué es lo que define el infinito? Gracias
Salvo en macrofotografía, normalmente la distancia de enfoque siempre es mucho mayor que la focal; por ejemplo, si enfocas a 20 m con un teleobjetivo de 200 mm tienes 100 veces la distancia focal!!! Para un angular, por ejemplo un 18 mm enfocando a la hiperfocal a 0.9 m, tienes 50 veces la distancia focal. Como ves el factor clave es la magnificación, y salvo que te dediques a macro la hipótesis de enfoque lejano respecto a la focal es bastante plausible. Otra forma de comprobarlo: usa mi calculadora de profundidad de campo https://fotoigual.com/calculadora-online-profundidad-campo/, fija el diafragma y focal y cambia la distancia de enfoque; verás que rápido crece la prof de campo por detrás en cuanto aumentas un poco la distancia de enfoque. Si tienes claro el concepto de hiperfocal es otra forma de verlo; por ejemplo, ¿qué diferencia hay de enfocar a la Luna o a la casa que tienes a 2 metros suponiendo que la hiperfocal fuera 1 metro? usa la calculadora para ver las diferencias.
Hola Jorge. He hecho unas fotos de aves con una Nikon y un teleobjetivo de 300mm. Me parece que el teleobjetivo me queda pequeño y quiero saber como hubiesen sido las fotos si las hubiera hecho con un objetivo de 600mm. No veo ninguna pagina web ni nada que me pueda decir aproximadamente con quedarían estas fotos. Ampliando las fotos en el ordenador tampoco te da una indicación cual sería el efecto. Existe una formula o un metodo que me puede decir como serían las fotos con 600mm, 800mm o incluso 1200mm. GRacias
hola. Sí. Tienes un ejemplo de lo que necesitas en este vídeo https://youtu.be/F9NbpaLw1pk. También puedes mirar la relación de triángulos en https://fotoigual.com/4-ecuacion-la-lente/. Cuando enfocas lejos, f=d (la imagen se forma a la distancia focal aproximadamente) y despejando tienes la ecuación que necesitas.
Saludos, dejo este link que ilustra bastante bien lo aquí comentado. también pueden verificarlo en autocad o algún sistema cad. No es necesario asignar dimensiones.
https://ophysics.com/l12.html