Distorsión de la perspectiva

La distorsión de perspectiva es influida por la relación entre dos factores: el ángulo de vista con el cual la imagen es capturada por la cámara y el ángulo de vista con la cual fotografía del motivo es presentada o vista.

Cuando las fotografías son vistas a la distancia de visionamiento normal, el ángulo de vista en el cual la imagen se capturó es responsable de toda aparición de distorsión de perspectiva. La suposición general de que las fotografías no adulteradas no pueden distorsionar una escena es incorrecta. La distorsión de perspectiva se da particularmente en los retratos cogidos con lentes angulares a corta distancia respeto el modelo. Generalmente dan una impresión desagradable, haciendo que la nariz parezca demasiado grande en comparación con el resto de la cara, y distorsionando la expresión facial. Enmarcando el mismo sujeto de forma idéntica utilizando un teleobjetivo moderado o una lente de foco largo (con un ángulo de vista estrechado) da a la imagen una perspectiva más aplanada. Es por esta razón que, por una cámara de 35 mm, las lentes con longitudes focales de aproximadamente entre 85 y 135 mm son generalmente consideradas lentes adecuadas por un retrato. Aun así hay una diferencia, si la fotografía es cogida con lentes para paisaje o retrato. Una lente de 50mm es adecuada para fotografiar personas cuando está orientada al paisaje. Por el contrario, utilizando lentes con longitudes focales mucho más largas para retratos resulta en un aplanamiento más extremo de las características faciales.

Las fotografías son normalmente vistas a una distancia aproximadamente igual a su diagonal. Cuando se observan a esta distancia, los efectos de distorsión creados por el ángulo de visión de la captura son aparentes. Aun así, teóricamente, si uno ve las fotografías que muestran distorsión por extensión (angular) a una distancia más próxima, ensanchando así el ángulo de vista de la presentación, entonces el fenómeno aparece en menor medida. De manera similar, viendo las fotografías que muestran distorsión por compresión (teleobjetivo) desde una distancia más grande, estrechando así el ángulo de visión de la presentación, el efecto también se reduce. En ambos casos, a cierta distancia, la distorsión aparente desaparece completamente.

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En la mayoría de los casos, se puede asumir que el espacio de imagen y el espacio de objeto existen en el mismo medio. Así, para un objeto enfocado, la distancia entre la lente y el plan de imagen ${\displaystyle s_{\text{i}}}$, la distancia entre la lente y el objeto${\displaystyle s_{\text{o}}}$, y la longitud focal ${\displaystyle f}$ están relacionadas por

${\displaystyle {1 \over s_{i}}+{1 \over s_{o}}={1 \over f}.}$

Entonces la magnificación transversal es

${\displaystyle M={s_{\text{i}} \over s_{\text{o}}}={f \over (s_{\text{o}}-f)}.}$

La magnificación axial ${\displaystyle M_{\text{ax}}}$ de un objeto a ${\displaystyle s_{\text{o}}}$

       es el índice de cambio de la distancia entre la lente y la imagen 

${\displaystyle s_{\text{i}}}$ a medida que la distancia entre el objeto y la lente                                    ${\displaystyle s_{\text{o}}}$ varía. Para un objeto de profundidad finita, uno puede entender la media de magnificación axial como la proporción entre la profundidad de la imagen y la profundidad del objeto:

${\displaystyle M_{\text{ax}}=\left|{d \over d(s_{\text{o}})}{s_{\text{i}} \over s_{\text{o}}}\right|=\left|{d \over d(s_{\text{o}})}{f \over (s_{\text{o}}-f)}\right|=\left|{-f \over (s_{\text{o}}-f)^{2}}\right|={M^{2} \over f}.}$

Uno puede ver que si la magnificación se mantiene constante, una lente focal más larga o próxima al teleobjetivo se traduce en una magnificación axial menor, y una longitud focal más corta o próxima al gran angular comporta una magnificación axial mayor.

Por lo tanto, cuando se ajusta progresivamente una longitud focal más larga o próxima a la posición de teleobjetivo mientras la cámara/lente se aleja del objeto manteniendo en todo momento la misma magnificación M, los objetos parecen perder profundidad, y las distancias axiales entre objetos en diferentes profundidades parecen acortarse. El contrario—el aumento de la magnificación axial—se produce cuando se ajusta progresivamente una longitud focal más corta o próxima al gran angular mientras la cámara/lente se acerca al objeto. En este caso los objetos parecen adquirir más profundidad, y las distancias axiales entre objetos situados a diferentes profundidades parecen alargarse a medida que movemos la longitud focal y la cámara/lente.

• Debajo, una serie de tres fotografías muestra la misma escena disparada desde la misma posición con tres lentes diferentes: una lente normal, una lente de gran angular, y una lente de teleobjetivo. Obsérvese que al no cambiar las proporciones de la imagen con el ángulo de vista, si las fotografías hechas con la lente angular y la lente normal fuesen recortadas para contener la misma escena que la fotografía hecha con el teleobjetivo, entonces el contenido de las imágenes sería exactamente el mismo. La diferencia aparente en proporciones resulta solo del contenido añadido alrededor de los bordes del marco de la fotografía de lente normal y la fotografía de angular.

• Las fotos tomadas utilizando una cámara de 35 mm inmóvil a una distancia constante del tema con un 28 mm lento, un 50 mm lento y un 70 mm lento.
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  28 mm
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  50 mm.
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  70 mm

• Debajo, una serie de cuatro fotografías muestra un objeto enmarcado de la forma más similar posible con cuatro lentes diferentes. Como consecuencia del ángulo de vista diferente de cada lente, el fotógrafo se aproximó al objeto con cada fotografía. Nótese que el ángulo de vista cambia de forma significativa (compárese el fondo de cada fotografía), y la distancia entre objetos parece más grande con cada imagen sucesiva. En la cuarta imagen, tomada con la lente más ancha, el edificio detrás del objeto parece mucho más lejano que en la realidad.

• Las fotografías tomadas utilizando una cámara de 35 mm con lentes de 100 mm, 70 mm, 50 mm, y 28 mm, a distancias diferentes del motivo.
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  100 mm
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  70 mm
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  50 mm
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  28 mm