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iPhone 18 Pro, diafragma iris físico, y difracción

Apple presume de incorporar diafragma iris físico, mecánico, en sus iPhone 18 Pro, y con ello consigue lo que probablemente busca: una primicia y obligar a la competencia a mover ficha; también, hacer que «influencers» «yutufers» y otras subespecies del ecosistema propio a los terminales móviles trabajen en ello. Hasta uno mismo –«boomerfluencer»– (1) se ve obligado a vencer su pereza y contar ciertas cosillas que  a priori parece ser no se tienen en cuenta. Veamos.

La novedad fundamental radica al parecer en lo que respecta a la cámara principal del artefacto: esa cámara volcaría, sobre un sensor de 1/1.28" (2) y 48 Megapíxeles imágenes mediante un objetivo de 6,8 mm de focal y apertura máxima a f/1,48. Ello supone, respecto al formato Barnack de 24 x 36 mm una focal equivalente aproximada de 24 mm.

Esa novedad –más allá de un sin duda interesante incremento de «luminosidad» del entorno de medio punto (de f/1.8 a f/1.48) consiste en que un diafragma iris mecánico de seis palas nos ofrece la opción de ajustar para aberturas de f/1.8, f/2.8 y f/4.

Con ese conjunto de variables, podremos obtener un «pelín» más de enfoque selectivo (*) a la plena apertura de f/1.48 respecto a la f/1.8 (el «bokeh» es otra cosa...) y obtener una mayor profundidad de campo si optamos por alguno de los otros dos ajustes ahora disponibles.
Además, a más de uno le encandilarán –nunca mejor dicho– esas «estrellitas» o «sunstars»  de seis puntas que se ha comprobado aparecen en las altas luces puntuales, al menos a ese valor de f/4.

Como referencia, en lo que se refiere a efectos de profundidad de campo, comparando con un formato Barnack (24 x 36 mm), los valores equivalentes –sólamente aproximados– serían:
  • f/1.48 ≈ f/5.2
  • f/1.8 ≈ f/6.4
  • f/2.8 ≈ f/10
  • f/4 ≈ f/14
En lo que respecta a la calidad de la imagen fotográfica, la difracción es un monstruo de fea cabeza... © Valentín Sama


¡Halleluja fratres sororesque!

Pero... ¡oh, wait!

Hoy en día, mientras sigamos con la Óptica Física actual, hay ciertas leyes que todavía no se han podido «domeñar» y una de ellas es la que se refiere a la difracción. (3)

¡Ay, la difracción!

En óptica, el efecto de difracción se produce cuando un haz de luz se ve forzado a pasar por un orificio de un diámetro (Ø) muy reducido o una rendija muy fina. El efecto –un defecto– supone pérdida de contraste y nitidez si hablamos de un haz de luz formador de imagen.
Y recordemos que –para un valor de diafragma dado, cuanto más corta es la focal, menor es el diámetro efectivo, real, físico, de la abertura de ese diafragma. (4) Ello supone un problema potencial para focales cortas, independientemente del tamaño de fotograma a cubrir por parte del objetivo.

Efecto de difracción por un diafragma de pequeño diámetro de abertura

La difracción podría explicarse razonablemente bien mediante un símil hidráulico: un chorro de agua (equivalente al haz central formador de imagen) se «rompe» al rozar los bordes de un orificio muy estrecho. De hecho, «difracción» vendría del latín: «diffringere» o «romper en pedazos».
La difracción es el comportamiento de la luz que más nos sugiere la naturaleza cuántica, corpórea, de esta energía electromagnética.

Respecto a la difracción en los objetivos fotográficos existe una regla práctica, muy poco conocida, pero también extremadamente fiable.
No tiene nada de esotérico; se trata de matemáticas; de puras dimensiones físicas, incluidas las de las longitudes de onda de la luz: si dividimos la focal de un objetivo por cuatro, y el resultado lo redondeamos al valor de abertura de diafragma más próximo, podemos esperar –temer, en realidad– que ya a partir de ese valor de diafragma tendremos pérdidas de rendimiento por difracción.

Nada como un buen ejemplo con el clásico objetivo de 50 mm como muestra: 50/4 = 12,5 (aprox. f/11)
En la práctica, ello quiere decir que si cerramos a f/11-16 ya sufriremos con total seguridad de difracción. Algo que he podido comprobar repetidamente, con una temible caída de calidad para f/22.

Ejemplos de efectos de difracción sobre un tren de ondas © VectorStock

Veamos un ejemplo para otra focal clásica, la de 28 mm: 28/4 = 7. Esto es, un valor de f/5.6-8 es el último «seguro» para utilizar, siendo f/11 ya potencialmente problemático. Por ello, muchos objetivos de esa focal –para réflex y telemétricas– no «cerraban» cautelarmente más que a f/16, y en muchas compactas digitales –con focales forzosamente cortas por sus pequeños sensores– hasta f/9.

Minox AIIIs (1954): en su primera versión, concebida en Riga; Enteramente metálica y mecánica; 82,5 x 28,4 x 16,5 mm para 71,5 gramos (cargada), de precisión germana © Valentín Sama

Un ejemplo muy expresivo sería el de la cámara subminiatura Minox, la cámara «espía» de la Guerra Fría para fotogramas de 8 x 11 mm. Destinada primordialmente a copiar planos y documentos, su objetivo «Complan» opera a una apertura fija de f/3,5 y la exposición se gobierna sólo mediante el tiempo de obturación.
La razón no es otra que, por un lado «no podemos» –por difracción– arriesgarnos a perder detalles finos y contraste de un esquema, quizá de un arma secreta de destrucción masiva... y por otro porque su objetivo tiene una focal de 15 mm. Así pues, 15/4 = 3,75. ¡No sabía nada, Walter Zapp, el creador de la Minox!

Al puro valor físico del citado Ø de la abertura, se añaden factores clave, tales como el perfil (borde) de las palas del diafragma, la mayor o menor perfección de su acabado a nivel microscópico y su «mateado». Se dice que las de los iPhone 18 están realizadas en polímero y cortadas a láser. (5)

Esto es, en realidad un «render», no una imagen real, por lo que, si bien podemos hacernos una idea de la supuesta forma y distribución de las palas del diafragma, no podemos evaluar su calidad de acabado. © Apple 
Un ejemplo de un diafragma brillantemente ejecutado. © Valentín Sama


Huuhhhmmm.... © Valentín Sama

¡Hey, CEOs de Apple!

Pues bien, apreciados John Ternus y Tim Cook... ¿qué hacemos ahora con esa focal de –aproximadamente 6,8 mm– del objetivo de la ya famosa y flamante cámara principal de los iPhone 18 Pro y su diafragma que cierra a f/4?

A priori «la situación» es transparente, y según nuestra regla antes citada, «la cosa» no pinta excesivamente bien: 6,8/4 = 1,7
Esto significa, en la práctica, que ya desde la opción de valor de abertura de diafragma de f/1.8 entraríamos en zona de difracción, que sería notablemente más grave para los valores de f/2.8 y f/4 respectivamente.
Esto es: el uso de ese flamante nuevo diafragma físico y mecánico de los iPhone 18 Pro producirá, inapelablemente merma en la calidad de imagen, «sunstars» o «estrellitas» aparte, y ello bajo la forma de pérdida de contraste y nitidez. Sin hablar de mayor dispersión de color por el comportamiento de las distintas longitud de onda de la luz formadora de imagen.

«Fotografía Computacional»: «El Séptimo de Caballería»

Ya hace más de una década, Fuji (film) nos presentó un software que se supone compensaba los efectos de la difracción producidos en algunos de sus objetivos de corta distancia focal destinados a sus –entonces– numerosas cámaras compactas. Dicho software se incorporaba en el propio firmware de las cámaras en cuestión.
Lo probamos en nuestro laboratorio y... no quedamos precisamente impresionados. Lo abandonaron o al menos no volvieron a hablar del mismo.

En la actualidad, partiendo de la base de que las imágenes resultantes –finales– obtenidas mediante terminales móviles son un «puro invento», consecuencia de aplicar –entre otros recursos–  la práctica de apilar numerosas tomas consecutivas, aplicación de filtros y ahora el nuevo «Bálsamo de Fierabrás» que es la IA... pues resultaría interesante llevar a cabo una prueba técnica seria de esos aspectos de difracción y examinar cómo los compensan –si es el caso– los astutos sistemas internos del artefacto iPhone 18. Porque los efectos –defectos– están ahí. Seguro.
Se me ocurren muchos «trucos» (trampas) posibles... pro no voy a dar ideas, que incluso pueda ser que se estén ya aplicando.

¡Disfruten de los viejos nuevos gadgets y argumentos comerciales de venta!


Por razones técnicas los eventuales comentarios no deben exceder en extensión las 500/600 palabras. Todos los comentarios están sujetos a moderación.

(*) Con una focal equivalente aproximada de 24 mm y un valor equivalente aproximado de f/5.2 no podemos esperar un dramático foco selectivo salvo aplicación de filtros computacionales...
(1) He llegado a la conclusión de que soy «influencer, malgré moi» desde hace aproximadamente cuatro décadas...
(2) Supuestamente un Sony IMX905, o quizá un LYTIA828, con un tamaño de fotodiodo de 1.22mµ.
(3) Por redundar: un valor de f/4 para una focal de 6,8 mm supone un orificio de diámetro extremadamente menor que un  valor de f/4 para una focal, de –por ejemplo– 100 mm.
(4) Afortunadamente, a la Óptica Física todavía no se le «cuelan» los llamados «Decretos Ómnibus», tan queridos por algunos gobiernos.
(5) No dispongo de medios para opinar sobre su calidad, pero en la fabricación de estenopos, una vez pasado el primer entusiasmo por los orificios fabricados por láser, se comprobó que el acabado de los bordes a nivel microscópico era de superior calidad en los realizados por medio de brocas de precisión.
Y... «no Virginia»: el grado de mayor o menor «desenfoque» atribuible a la profundidad de campo, no se refiere sólo a «por detrás» del plano enfocado», sino «a por delante y por detrás del mismo». Aunque en distinto grado... 

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