Comment un objectif minuscule iPhone 6 Plus peut-il produire une DOF importante?

Selon les spécifications d'Apple, l'épaisseur de l'iPhone 6 Plus est de 0,28 pouce (7,1 mm) et la longueur de l'objectif n'est qu'une partie de cela. Et selon un article que j'ai trouvé, la profondeur de champ est fonction de "l'ouverture (c'est-à-dire le diamètre de l'objectif), la taille de l'objectif, les rapports de distance et la taille d'impression".

Pourquoi un objectif très court avec un petit diamètre dans un iPhone 6 Plus a-t-il un DOF comme celui-ci, avec tellement de bokeh visible?

Voici le lien vers l'échantillon original en taille réelle, pour vérifier les informations EXIF. Toutes les images d'exemple de l'iPhone 6 Plus semblent être f = 2,2.

Remarque: DOF peut être ajouté de manière logicielle (de la même manière que PhotoShop / Gimp "Objectif / Flou de mise au point"), à condition que le logiciel sache ce qu'il doit y avoir et ce qui est flou. Je ne vois pas non plus d'artefacts sur les limites du focus trahissant l'application de filtre sans retouche.

Bien que les principes physiques soient toujours les mêmes, je pense que c'est un peu différent du Comment puis-je obtenir un DOF peu profond dramatique avec un objectif en kit? question car l'objectif du smartphone est beaucoup plus petit (par rapport à un objectif de kit DSLR moyen), n'a pas de fonction de zoom optique pour jouer, et même la taille de l'ouverture est fixe (en fonction de ce que j'ai trouvé sur Internet) .

Le milieu de la branche dans l'image ci-dessus (pourrait être une sorte de sorbier) pourrait être à environ 30-50 cm (12-20 pouces) et l'arbre le plus proche pourrait être à environ 5m (16 pieds). Ainsi, le rapport de distance pourrait être d'environ 1:10 ou 1:20.

Je viens de prendre une photo avec mon ancien téléphone Nokia Asha 206 où le rapport main / arbre le plus éloigné pourrait être supérieur à 1: 100 et pourtant - tout est au point!

Pour reformuler un peu ma question: je ne suis pas intéressé par un "bokeh cool". Je suis simplement curieux de savoir comment un iPhone 6 Plus peut produire des images DOF ​​peu profondes tandis que quelques autres smartphones que j'ai vus malgré des dimensions similaires de l'objectif prennent des photos "tout au point" ?

La construction de l'objectif ou le processeur d'image ont-ils changé?

De nombreuses caméras de téléphone plus anciennes ou moins chères utilisent un objectif à «mise au point fixe». c'est-à-dire qu'il est toujours réglé pour faire la mise au point à une distance spécifique de la caméra. Ceci est généralement réglé sur la " distance hyperfocale ", c'est-à-dire que tout, de la moitié de cette distance jusqu'à l'infini, est au point.

Cela dépend de ce qui est acceptable comme «au point». Mais la plupart des photos de ces caméras seront suffisamment nettes, elles auront toujours une grande profondeur de champ. Mais ils peuvent ne pas être capables de se concentrer sur des choses à quelques centimètres de distance.

La plupart des appareils photo de téléphone récents et de meilleure qualité utilisent un objectif avec mise au point automatique. par exemple pour l'iPhone, tous les modèles depuis le 3GS ont une mise au point automatique (au moins pour la caméra arrière). Ils peuvent se concentrer à une distance spécifique, ce qui peut donner des photos beaucoup plus nettes. Ainsi, vous pouvez vous concentrer sur quelque chose près de l'appareil photo et avoir plus de flou en arrière-plan, c'est-à-dire une profondeur de champ plus faible.

Les caméras des téléphones se sont également améliorées de différentes manières. Plus précisément, la taille du capteur. par exemple, l'iPhone 6 a un capteur de 1/3 de pouce. Ce n'est pas si grand par rapport à un reflex numérique ou à certains appareils photo compacts, mais il est beaucoup plus grand que de nombreux téléphones-appareils photo plus anciens. Un capteur plus grand peut permettre une profondeur de champ plus faible (pour une distance focale et une ouverture équivalentes).

La réponse simple est que vous pouvez obtenir une faible profondeur de champ (d'où le bokeh) avec n'importe quel système de caméra si vous vous concentrez suffisamment.

La profondeur de champ finie résulte de l'impossibilité de focaliser la lumière entrant sous différents angles dans le même plan. Lorsque la lumière est focalisée à la mauvaise distance, apparaît comme un point la forme de l'ouverture, au lieu d'un point.

Les grandes ouvertures créent des taches plus grandes, c'est là que l'ouverture entre en jeu. Cependant, une mise au point rapprochée entraîne une plus grande variabilité angulaire, c'est là que ce facteur entre en jeu. Imaginez un objet à 100 mètres et un autre objet à 101 mètres. L'angle entre le haut de l'objet et la caméra sera presque le même dans les deux cas, et les deux objets seront mis au point (dans la profondeur de champ). Imaginez maintenant un objet à 2 mètres et un objet à 1 mètre. Les angles sont maintenant totalement différents et vous ne pourrez plus vous concentrer sur les deux, bien que les objets soient à la même distance les uns des autres dans les deux cas. Une mise au point plus rapprochée a réduit la profondeur de champ. Imaginez maintenant s'ils sont encore plus proches.

Donc, quelles que soient vos valeurs d'ouverture possibles, si vous pouvez vous concentrer suffisamment près, vous atteindrez toujours un point où votre profondeur de champ devient trop petite et vous obtenez des objets / arrière-plans flous.

Vous avez mentionné quatre facteurs de votre lecture (diamètre de l'objectif, taille de l'objectif, rapports de distance et taille d'impression), mais les seuls qui comptent vraiment sont les deux premiers - ou, plus précisément, l'iris de l'objectif (le diamètre de l'ouverture qui permet la lumière, pas le diamètre physique de l'objectif) et la distance focale de l'objectif (la distance entre le centre de l'objectif et le capteur). Le rapport de ces derniers est le f / stop, et plus il se rapproche de 1, plus vous obtiendrez d'effet bokeh (flou).

Comme vous le mentionnez, les données EXIF ​​de la caméra stockées dans l'en-tête jpeg montrent le f / stop pour chaque prise de vue, et à f / 2.2, vous obtenez une bonne quantité de bokeh (comme vous le voyez) - lorsque vous passez au-dessus de f / 4 ou f / 8 vous commencez à voir un effet plus "tout est net", et à f / 16 il restera peu de bokeh.

IOW, c'est le rapport du diamètre et de la longueur qui compte, pas les dimensions réelles. Ainsi, un petit objectif est OK tant qu'il est adapté à un petit capteur et est ouvert à un réglage de grand iris. Cette ouverture est contrôlable sur un reflex, mais pas tellement sur un iPhone.

Si un appareil photo est mis au point à l'infini, la taille du cercle de flou pour un objet à une distance donnée est la même que la taille de l'ouverture de l'objectif. Donc, si la caméra de l'iPhone a une ouverture d'objectif de 1 mm de diamètre et si la mise au point est réglée à l'infini, alors chaque objet est flou au niveau de 1 mm: ce qui n'est pas détectable sur un arbre à une centaine de mètres, mais est détectable sur les cerises juste devant l'objectif.

Par conséquent, pour obtenir des cerises nettes, vous devez définir la distance focale sur cette plage. En conséquence, tout à grande distance aura un cercle de flou qui a la même taille angulaire (c'est-à-dire le nombre de pixels) qu'un cercle de 1 mm sur les cerises fortement focalisées.

Notez que ce n'est pas le rapport de distance qui importe (si la Lune est au point, les étoiles seront au point, même si elles sont un milliard de fois plus éloignées), mais le rapport de l'ouverture de l'objectif aux objets en question.