¿Qué es la difracción?

Cuando el otro día hablábamos de cómo obtener la máxima nitidez posible en nuestras fotografías, os comenté que los objetivos tenían un rango focal en el que daban su rendimiento más óptimo y que si nos salíamos del mismo perderíamos algo de definición en la imagen obtenida.

Pues bien, resulta que aunque los objetivos profesionales (que son, por lo general, los más caros) están diseñados para dar una nitidez tremenda incluso empleando las aperturas más grandes, ningún modelo por muy de gama alta que sea se libra de un fenómeno físico inherente a la propia naturaleza ondulatoria de la luz y que hace que en las aperturas más cerradas perdamos bastante definición: la difracción.

Trasera Nikkor 50mm 1.8D (f/22)

Objetivo Nikon 50mm AF f/1.8 D con su diafragma cerrado a f/22

¿Qué es la difracción?

La difracción es un fenómeno que tiene lugar cuando las ondas que forman la luz atraviesan un orificio estrecho, ya que estas se deforman y a partir de ese punto no avanzarán en forma de haz; sino que “se abrirán” como los faros de un coche en mitad de la noche debido a que el orificio actúa como un nuevo emisor. Y claro, como ya os estaréis imaginando esto es lo que ocurre cuando empleamos las aperturas más pequeñas disponibles en un objetivo, puesto que estamos obligando a pasar a la luz por un agujero diminuto de un modo muy similar a lo mostrado por la siguiente imagen.

Difracción de una onda al pasar a través de un orificio de pequeño tamaño

Por tanto, la difracción hace que la luz ya no se concentre en un punto preciso, sino que se va a dispersar formando lo que se conoce como un disco de Airy; que no es más que la representación de esa deformación de la onda que veíamos en la figura anterior pero tal y como se proyectaría sobre el plano (el sensor de la cámara en este caso) perpendicular a su dirección de avance.

Disco de Airy

Siempre os digo que en fotografía todo es cuestión de equilibrio; así que si necesitamos capturar una imagen con una gran profundidad de campo para que todo aparezca enfocado, no todo es cerrar el diafragma a tope y disparar. Es verdad que cuanto más cerremos el diafragma más cosas aparecerán enfocadas en la fotografía, pero no es menos cierto que llegará un momento a partir del cual cerrar más el diafragma va a dar lugar a una pérdida general de nitidez por lo que os comentaba anteriormente.

Comparación visual: f/5.6 vs f/14

Fijaos en los siguientes dos recortes sin escalar de la zona central de una imagen que capté hace unos días con mi Nikon D40 y el objetivo Nikkor AF-S DX 35mm f/1.8 G. La primera está disparada a f/5.6 (apertura a la que, en teoría, esta óptica da la máxima nitidez) y en ella podréis ver que se aprecian todas las imperfecciones y los detalles del óxido presente en una valla de acero sobre la que daba el sol directamente:

Nikkor AF-S DX 35mm f/1.8 G @ f/5.6

Sin embargo, si hacemos esa misma fotografía a f/14 podréis comprobar que la pérdida de detalle es bastante notoria. Y que conste que todavía hice una fotografía más cerrando el diafragma a f/22 que ofrecía aun menos detalle, pero entre toma y toma el trípode se me desplazó un pelo y ya las fotografías no quedaron exactamente igual encuadradas, por lo que opté por usar la toma a f/14 para ilustrar la pérdida de nitidez porque el efecto de la nitidez ya era tan patente que se podía apreciar a simple vista.

Nikkor AF-S DX 35mm f/1.8 G @ f/14

La difracción en función del tamaño de sensor y su resolución

En función del tamaño del sensor de las cámaras y su resolución va a haber una determinada apertura a partir de la cual comenzaremos a notar el efecto de la difracción. Vamos a comprobar que cuanto más pequeño es el sensor y más alta la resolución la difracción aparecerá a aperturas cada vez mayores; pero en cualquier caso, estos valores no han de tomarse como una frontera infranqueable, sino como una apertura orientativa sobre la que nos podemos mover con tranquilidad si necesitamos profundidad de campo pero que no deberíamos superar ampliamente si pretendemos mantener el nivel de nitidez de la fotografía resultante.

Paisaje costero

Como vais a ver en la siguiente relación calculada gracias a una aplicación web disponible en Cambridge in Colour, tendremos más “margen de maniobra” en sensores de igual tamaño cuando su resolución es menor; y de ahí que las cámaras compactas con muchos megapixels presenten difracción practicamente en todas las aperturas (por ese mismo motivo no suelen cerrar el diafragma más allá de f/8).

Por cierto, tal vez esteis pensando que el tamaño de la apertura del diafragma es más pequeño cuanto más corta es la distancia focal del mismo; pero aunque esto es así (el diámetro de la apertura del diafragma viene dado por el cociente “distancia focal / número f” ) tened en cuenta que la distancia entre el diafragma y el sensor es mayor cuanto más larga es la distancia focal (pensad en lo largo que es un teleobjetivo de 300 mm y lo corto que es un gran angular, por ejemplo) y esa distancia provoca que el disco de Airy se proyecte sobre el sensor de una forma más difuminada de tal modo que una cosa se compensa con la otra y al final la difracción sólo es producto de la apertura empleada.

Bueno, vamos con los ejemplos que os decía antes y las respectivas aperturas a partir de las cuales comenzaría a aparecer la temida difracción:

  • Sensor Full Frame (36 x 24 mm) de 24 Mpixels: f/9.6
  • Sensor Full Frame  de 12 Mpixels: f/13.6
  • Sensor Nikon DX (24 x 16 mm) de 12 Mpixels: f/9
  • Sensor Nikon DX de 6 Mpixels: f/12.7
  • Sensor Canon APS-C (22 x 15 mm) de 18 Mpixels: f/7
  • Sensor Canon APS-C de 10 Mpixels: f/9.3
  • Sensor 4/3 (17 x 13 mm) de 12 Mpixels: f/7.2
  • Sensor de 1/1.8″ (7 x 5 mm; habitual en compactas) de 12 Mpixels: f/3

Como veis, el tener una cámara con un montón de megapixels no siempre es lo mejor, ya que superando una cierta relación superficie / resolución la difracción aparecerá cada vez a aperturas más amplias con la merma que ello supone de cara a la calidad de las imágenes (fijaos en el ejemplo de la compacta de 12 Mpixels). De hecho, los fotógrafos profesionales especializados en moda y naturaleza suelen emplear cámaras de medio formato cuyos sensores son mucho más grandes que el negativo “estándar” de 35mm y que están en otra dimensión en cuanto a calidad de imagen, resolución y precio.

De todos modos, volveremos a este interesante tema de resolución vs. calidad de imagen en un futuro artículo que estoy comenzando a preparar. Mientras tanto, haced muchas fotos y disfrutad de estos días de sol.

Más información (en inglés)

Wikipedia (Diffraction)

Wikipedia (Airy disk)

Ken Rockwell

Cambridge in colour

* Todos los artículos de este tipo en https://luipermom.wordpress.com/fotografia

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17 pensamientos en “¿Qué es la difracción?

    • Bueno, puesto que siempre escribo para que la gente comprenda los temas con facilidad, considero que es importante colocar algunos enlaces donde se trata el tema a un mayor nivel por si quieren profundizar en el asunto.

      ¡Un saludo y gracias por comentar! 😉

  1. Muy bien explicado Luis, y me alegra ver este articulo ya que hay mucha gente que piensa que por cerrar muchisimo el diafragma las fotos salen mejor o simplemente se quejan de que su objetivo esta defectuoso… yo siempre explico el tema de la difraccion como pareja (en el lado opuesto) de la refraccion, para que se entienda lo que pasa en los extremos. Asi que supongo que hablaras de ella…(si no has hablado ya…que tengo la cabeza…).
    Muy buen articulo Luis!
    Un saludo
    PD te sigo, auqnue ya estoy trabajando (despues del accidente) y tengo menos tiempo para contestar y eso, pero te sigo leyendo…ya no puedo desengancharme jejej

    • Hola Curilla:

      Veo que ya me conoces, puesto que el artículo de la refracción (aunque yo prefiero llamarla dispersión) está en pleno proceso de maduración, jejeje. A ver si no tardo mucho en sacarlo a la luz porque será un buen complemento a éste.

      En cuanto a lo del accidente, el hecho de que hayas vuelto al trabajo es una buena señal y me alegro por ello.

      ¡Un saludo!

  2. El artículo es genial 😉

    Yo muchas veces tengo la tentación de cerrar el diafragma al máximo para los paisajes, y no sabía que podía ser tan contraproducente!

    En los paisajes no lo había notado tanto como en el primer plano de la valla oxidada. A partir de ahora me fijaré mucho más!

    Un saludo!

  3. Que pasaría, entonces, con la macrofotografía, que necesita de grandes aperturas?
    Habría pérdida de nitidez si se utiliza, por ejemplo, la Nikon D800 0 D800E?
    Veo que los comentarios de esta web son ya de más de un año atrás. Ojalá veas el menaje y me puedas dar una respuesta. Gracias anticipadas.Jumi

  4. Pingback: LECCIÓN 3: El diafragma. ¿Porqué esto está desenfocado? – San Sebastian Surf

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