Source: http://luminousphoto.blogspot.com/2009/05/difraccion-articulo.html?showComment=1244363907675
Timestamp: 2017-11-25 07:41:22+00:00

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Luminous Photo: ¡¡¡Difracción!!! (Artículo)
¡¡¡Difracción!!! (Artículo)
Antes que nada, es importante saber de qué estamos hablando. El Diccionario de la Real Academia Española nos da la siguiente definición:
(Der. de "diffractus", roto, quebrado). Opt. Desviación del rayo luminoso al rozar el borde de un cuerpo opaco.
Bueno, ahora que la mayoría seguimos igual que estábamos antes de leer la definición, voy a tratar de explicar de forma superficial las causas, consecuencias e implicaciones de este fenómeno físico, que por regla general y salvo excepciones, es poco deseado en fotografía, aunque completamente imposible de eliminar en su totalidad.
Aplicando la definición a la fotografía, podemos decir que la difracción de la luz se produce cuando la luz pasa a través de un agujero (el diafragma del objetivo) de dimensiones comparables a las de su longitud de onda.
Llegados a este punto, muchos fotógrafos pensamos "vale, ¿y a mi qué me importa esto?"... Pues bien, la importancia que tiene este fenómeno se debe a que afecta negativamente a la imagen proyectada en el plano focal (sensor), dado que la onda (luz) se distorsiona tras pasar por el diafragma, formando los llamados "discos de difracción", con lo que el objetivo proyecta una imagen con cierta falta de nitidez que aumenta en forma inversa al diámetro del diafragma que estemos utilizando.
Por regla general, podemos decir que la difracción es apreciable en diafragmas alrededor de f:11 o más cerrados, en la mayoría de los objetivos, aunque la calidad de la imagen final también depende de otros factores como el tamaño del plano focal, dado que cuanto mayor sea su tamaño, menor será la ampliación final que sufrirá la fotografía al pasarla a papel, con lo que la ampliación de los discos de difracción también será menor y menos evidente.
Aunque la apertura del diafragma es principal agente inductor de difracción, en total son cuatro los factores a considerar:
La apertura del diafragma, que como se ha visto, es inversamente proporcional al efecto de la difracción.
La distancia existente entre el plano focal y el propio diafragma, siendo así la magnitud de la difracción directamente proporcional a la distancia entre ambos. Este factor es de vital importancia en macrofotografía con tubos de extensión o fuelle dado que, lógicamente se incrementa la distancia existente entre el diafragma y el plano focal, acentuando (en ocasiones gravemente) el fenómeno de la difracción para una misma apertura de diafragma.
La naturaleza de la luz: como se ha dicho anteriormente, la difracción se produce cuando la luz pasa a través de un agujero de dimensiones comparables a las de su longitud de onda por lo que, para una luz monocromática (esto es un concepto teórico que se refiere a una luz compuesta únicamente por una sola longitud de onda, lo cual es imposible dado que los monocromadores más resolutivos -que, curiosamente son las "redes de difracción"- pueden separar intervalos muy estrechos de longitudes de onda, pero no una sola longitud de onda) el mínimo efecto difractivo se obtendría usando una longitud de onda lo más pequeña posible, que en el espectro de la luz visible corresponde al color azul (luego veremos sus implicaciones), pero dado que en fotografía usamos luz policrómatica (todo el espectro del visible -por regla general, claro-), esto no nos afecta demasiado (salvando dominantes de color y uso de filtros coloreados o similares).
La intensidad de la luz, ya que viene a determinar el número e intensidad de los anillos de difracción (aunque en general, debemos adaptarnos a la luz de que disponemos).
Ahora que ya hemos visto en que consiste la difracción, vamos a tratar de encontrar la forma de sacar el máximo partido a un objetivo (después de lo que nos gastamos en objetivos, es lo mínimo que podemos hacer).
Voy a generalizar, es decir, lo que voy a comentar ahora va a servir para la mayoría de objetivos pero no para todos, ya que entre los distintos objetivos siempre hay variaciones que hacen que se comporten de manera diferente (y evidentemente, estas variaciones tienen mucho que ver con el precio del objetivo).
Primero vamos a empezar con una idealización teórica según la cual de un objetivo perfecto (esos que NO existen), se obtendría la máxima calidad de imagen a su máxima apertura y al cerrar progresivamente el diafragma, la imagen formada iría perdiendo resolución por efecto de la difracción.
Según la fórmula de Abbe (se sobreentiende que para sistemas ópticos ideales o perfectos):
R = 1 / f
Donde podemos observar que R (resolución) es inversamente proporcional a f (número f, que determina la apertura de diafragma).
En resumen, esto significa que al cerrar el diafragma (aumenta f), la resolución decae.
Ahora vamos a hablar de como afecta la difracción en los objetivos reales (y perfectamente imperfectos), en los que además de la difracción, también otros factores (como las aberraciones cromáticas) intervienen en la resolución del objetivo, pero voy a centrarme únicamente en la difracción:
Para obtener la máxima calidad de imagen en un objetivo real, se debe cerrar el diafragma para aprovechar la parte más noble del objetivo (el centro), pero como hemos dicho, al cerrar el diafragma decae la resolución por efecto de la difracción y por tanto, debemos llegar a un punto de equilibrio para obtener la máxima resolución, que en la mayoría de los objetivos (salvo honrosas y costosas excepciones que dan su máxima resolución a diafragmas próximos a su máxima apertura) se encuentra a diafragmas entre f:5,6 y f:11.
Vamos a ver una prueba real que he hecho con un objetivo de 50 mm f:1,8. Primero voy a poner la foto señalando la zona que he seleccionado para mostrarla en recortes 100% y que se puedan apreciar así las diferencias entre ellas a diferentes diafragmas:
La fotografía en la que señalo la zona recortada al 100% en las pruebas:
Con el diafragma muy abierto (f:2) la falta de resolución se debe a los defectos de la óptica:
Con un diafragma intermedio (f:6,3) obtenemos la máxima resolución, siendo éste diafragma el que aprovecha la mejor parte del objetivo sin hacer demasiado patentes los efectos de la difracción:
Con el diafragma muy cerrado (f:22) obtenemos una considerable falta de resolución, debido esta vez al fenómeno de la difracción:
Puntualizaciones: los recortes que presento se han obtenido desde un archivo RAW y han sido pasados a JPG sin aplicar ningún tipo de ajuste como máscara de enfoque o contraste.
Después de ver esto, nos podemos preguntar qué pasaría si lo que queremos obtener es una gran profundidad de campo, pues bien, en este caso no hay muchas opciones disponibles en las que podamos obtener la máxima calidad. Una de ellas es enfocar a la distancia hiperfocal con diafragmas intermedios que no acentúen demasiado la difracción (suele hacerse en fotografía de paisajes con gran-angular) o bien, decidirnos por sacrificar una de las dos variables, sea la resolución o la profundidad de campo, tratando en éste último caso de enfocar lo más perfectamente posible el elemento de mayor interés en la fotografía (por ejemplo, en el caso de los retratos suele ser uno de los dos ojos).
Por otra parte he escuchado muchas veces que en macrofotografía con extensión, bien sean tubos o fuelle, no se pierde calidad de imagen argumentando que "la extensión no es más que un accesorio sin elementos ópticos que solamente separa el objetivo del cuerpo de la cámara, por lo que la calidad de la imagen va a ser la misma que sin la extensión (la calidad propia del objetivo)". Tras lo visto, podemos aseverar que esta afirmación es falsa, pues se debe considerar que además del diafragma, en la difracción también interviene la separación entre el plano focal y el diafragma, que lógicamente se incrementa con la extensión, lo que conduce a una pérdida de resolución para un mismo diafragma.
En el caso de que quisiéramos obtener la máxima resolución en una fotografía y pudiéramos controlar variables como el tipo de iluminación, tras elegir la mejor apertura para el objetivo deberíamos iluminar la zona a fotografiar con una luz lo más monocromática posible de una longitud de de onda lo más corta posible, lo que significa que en el espectro del visible, deberíamos usar luz azul. Aunque en fotografía esto es más raro que un perro verde azul, se trata una técnica bastante utilizada en microscopía óptica.
No todo va a ser malo... también podemos aprovecharnos de la difracción para obtener efectos artísticos como conseguir que los puntos luminosos de una fotografía se conviertan en "estrellas" cuyo número de puntas será relativo al número de palas de que esté compuesto el diafragma del objetivo que estamos utilizando (recordemos que el efecto es función directa de la intensidad de la luz).
Pongo como ejemplo una fotografía que tomé en Bujaruelo y en la que utilicé intencionadamente una apertura muy pequeña (f:22):
Ahora os animo a que hagáis vuestras propias pruebas (ya las dan hechas en Internet, pero así es más divertido) y averigüéis a que diafragma rinden mejor vuestros objetivos (tened en cuenta también la caída de resolución en los bordes de la imagen, dado que un diafragma que dé la máxima resolución en el centro, puede que en los bordes sea demasiado baja, por lo que aquí también hay que encontrar un equilibrio).
Espero que este artículo os sirva para sacar lo mejor de vuestros vidrios.
Publicado por Juan Pablo Navarro en 17:18
Etiquetas: artículo, difracción
Muchas gracias por la explicación: sencilla de entender y amena.
Juan Pablo Navarro dijo...
Si te ha gustado y lo has entendido sin demasiada dificultad, yo contento porque esa es mi intención.
7 de junio de 2009, 17:13
Plizze dijo...
Muy interesante, veo que hay quien tiene muy claro el concepto. Gracias

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