dof.lisp

   1 ;;;; -*- Mode: LISP; Syntax: ANSI-Common-Lisp; Base: 10; Package: photo -*-
   2 ;;;; *************************************************************************
   3 ;;;; FILE IDENTIFICATION
   4 ;;;;
   5 ;;;; Name:          dof.lisp
   6 ;;;; Purpose:       Depth of field functions for cl-photo
   7 ;;;; Programmer:    Kevin M. Rosenberg
   8 ;;;; Date Started:  April 2005
   9 ;;;;
  10 ;;;; $Id$
  11 ;;;;
  12 ;;;; This file, part of cl-photo, is Copyright (c) 2005 by Kevin Rosenberg.
  13 ;;;; Rights of modification and redistribution are in the LICENSE file.
  14 ;;;;
  15 ;;;; *************************************************************************
  16
  17 (in-package #:photo)
  18
  19 ;; Based on http://www.photostuff.co.uk/dofmstr.htm
  20
  21 (defun coc-format (format &key (lpm 5) (minimum-distance 250)
  22                           (viewing-distance 250)
  23                           (print-size (format-dimensions :8x10in)))
  24   "Returns circle of confusion in mm and print magnification for a format.
  25 Default resolving power is 5 lpm at 25cm."
  26
  27   (let* ((format-size (format-dimensions format))
  28          (format-diagonal (diagonal (car format-size) (cdr format-size)))
  29          (print-diagonal (diagonal (car print-size) (cdr print-size)))
  30          (resolution-factor (/ (* lpm print-diagonal minimum-distance)
  31                                (* format-diagonal viewing-distance)))
  32          (coc (/ 1.0d0 resolution-factor))
  33          (print-magnification (/ print-diagonal format-diagonal)))
  34     (values coc print-magnification)))
  35
  36 (defun coc-sensor (format nx ny)
  37   "Returns circle of confusion based on pixel size."
  38   (let* ((dim (format-dimensions format))
  39          (pixel-width (/ (car dim) nx))
  40          (pixel-height (/ (cdr dim) ny)))
  41     (values (coerce (* 2 pixel-width) 'float)
  42             (coerce (* 2 pixel-height) 'float))))
  43
  44 (defun coc-sensor-camera (camera &key (format :aps))
  45   (let ((dim (sensor-dimensions camera :format format)))
  46     (coc-sensor format (car dim) (cdr dim))))
  47
  48 (defun sensor-dimensions-megapixels (format megapixels)
  49   (let* ((dim (format-dimensions format))
  50          (aspect-ratio (/ (car dim) (cdr dim)))
  51          (width (round (sqrt (* aspect-ratio 1000000 megapixels)))))
  52     (cons width (round (/ width aspect-ratio)))))
  53
  54 (defun sensor-dimensions (camera &key (format :aps))
  55   (etypecase camera
  56     (keyword
  57      (ecase camera
  58        ;; nikon
  59        (:d2x (cons 4288 2848))
  60        (:d2x (cons 2484 1242))
  61        (:d70 (cons 3008 2000))
  62
  63        ;; canon
  64        (:1d (cons 2464 1648))
  65        (:1d2 (cons 3504 2336))
  66        (:1ds (cons 4064 2704))
  67        (:1ds2 (cons 4992 3328))
  68
  69        ))
  70     (number
  71      (sensor-dimensions-megapixels format camera))))
  72
  73 (defun coc-airy-disk (f-stop)
  74   "Return the circle of confusion based on the airy disk."
  75   (let ((airy (/ f-stop 1500)))
  76     (coerce (* 2 airy) 'float)))
  77
  78 (defun dof (focal-length f-stop distance coc)
  79   "Returns depth of field as fives values:
  80 near dof, far dof, total dof, near point, far point.
  81 Circle of confusion can either be a number or keyword designating format."
  82   (let* ((aperature (/ focal-length f-stop))
  83          (numerator (* distance coc (- distance focal-length)))
  84          (factor-1 (* focal-length aperature))
  85          (factor-2 (* coc (- distance focal-length)))
  86          (near (/ numerator (+ factor-1 factor-2)))
  87          (far (/ numerator (- factor-1 factor-2)))
  88          (depth (+ far near)))
  89     (values near far depth (- distance near) (+ distance far))))
  90
  91 (defun dof-feet (focal-length f-stop distance coc)
  92   (multiple-value-bind (near-dof far-dof total-dof near-point far-point)
  93       (dof focal-length f-stop (feet->mm distance) coc)
  94     (values (mm->feet near-dof) (mm->feet far-dof) (mm->feet total-dof)
  95             (mm->feet near-point) (mm->feet far-point))))
  96
  97 (defun dof-meters (focal-length f-stop distance coc)
  98   (multiple-value-bind (near-dof far-dof total-dof near-point far-point)
  99       (dof focal-length f-stop (* 1000 distance) coc)
 100     (values (* 0.001 near-dof) (* 0.001 far-dof) (* 0.001 total-dof)
 101             (* 0.001 near-point) (* 0.001 far-point))))
 102
 103 (defun hyperfocal (focal-length f-stop coc)
 104   (+ focal-length (/ (* focal-length focal-length) (* f-stop coc))))
 105
 106 (defun hyperfocal-feet (focal-length f-stop coc)
 107   (mm->feet (hyperfocal focal-length f-stop coc)))
 108
 109