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 M. Rosenberg
  13 ;;;;
  14 ;;;; cl-photo users are granted the rights to distribute and use this software
  15 ;;;; as governed by the terms of the GNU General Public License v2
  16 ;;;; (http://www.gnu.org/licenses/gpl.html)
  17 ;;;;
  18 ;;;; *************************************************************************
  19
  20 (in-package #:photo)
  21
  22 ;; Based on http://www.photostuff.co.uk/dofmstr.htm
  23
  24 (defun coc-format (format &key (lpm 5) (minimum-distance 250)
  25                           (viewing-distance 250)
  26                           (print-size (format-dimensions :8x10in)))
  27   "Returns circle of confusion in mm and print magnification for a format.
  28 Default resolving power is 5 lpm at 25cm."
  29
  30   (let* ((format-size (format-dimensions format))
  31          (format-diagonal (diagonal (car format-size) (cdr format-size)))
  32          (print-diagonal (diagonal (car print-size) (cdr print-size)))
  33          (resolution-factor (/ (* lpm print-diagonal minimum-distance)
  34                                (* format-diagonal viewing-distance)))
  35          (coc (/ 1.0d0 resolution-factor))
  36          (print-magnification (/ print-diagonal format-diagonal)))
  37     (values coc print-magnification)))
  38
  39 (defun coc-sensor (format nx ny)
  40   "Returns circle of confusion based on pixel size."
  41   (let* ((dim (format-dimensions format))
  42          (pixel-width (/ (car dim) nx))
  43          (pixel-height (/ (cdr dim) ny)))
  44     (values (coerce (* 2 pixel-width) 'float)
  45             (coerce (* 2 pixel-height) 'float))))
  46
  47 (defun coc-sensor-camera (camera &key (format :aps))
  48   (let ((dim (sensor-dimensions camera :format format)))
  49     (coc-sensor format (car dim) (cdr dim))))
  50
  51 (defun sensor-dimensions-megapixels (format megapixels)
  52   (let* ((dim (format-dimensions format))
  53          (aspect-ratio (/ (car dim) (cdr dim)))
  54          (width (round (sqrt (* aspect-ratio 1000000 megapixels)))))
  55     (cons width (round (/ width aspect-ratio)))))
  56
  57 (defun sensor-dimensions (camera &key (format :aps))
  58   (etypecase camera
  59     (keyword
  60      (ecase camera
  61        ;; nikon
  62        (:d2x (cons 4288 2848))
  63        (:d2x (cons 2484 1242))
  64        (:d70 (cons 3008 2000))
  65
  66        ;; canon
  67        (:1d (cons 2464 1648))
  68        (:1d2 (cons 3504 2336))
  69        (:1ds (cons 4064 2704))
  70        (:1ds2 (cons 4992 3328))
  71
  72        ))
  73     (number
  74      (sensor-dimensions-megapixels format camera))))
  75
  76 (defun coc-airy-disk (f-stop)
  77   "Return the circle of confusion based on the airy disk."
  78   (let ((airy (/ f-stop 1500)))
  79     (coerce (* 2 airy) 'float)))
  80
  81 (defun dof (focal-length f-stop distance coc)
  82   "Returns depth of field as fives values:
  83 near dof, far dof, total dof, near point, far point.
  84 Circle of confusion can either be a number or keyword designating format."
  85   (let* ((aperature (/ focal-length f-stop))
  86          (numerator (* distance coc (- distance focal-length)))
  87          (factor-1 (* focal-length aperature))
  88          (factor-2 (* coc (- distance focal-length)))
  89          (near (/ numerator (+ factor-1 factor-2)))
  90          (far (/ numerator (- factor-1 factor-2)))
  91          (depth (+ far near)))
  92     (values near far depth (- distance near) (+ distance far))))
  93
  94 (defun dof-feet (focal-length f-stop distance coc)
  95   (multiple-value-bind (near-dof far-dof total-dof near-point far-point)
  96       (dof focal-length f-stop (feet->mm distance) coc)
  97     (values (mm->feet near-dof) (mm->feet far-dof) (mm->feet total-dof)
  98             (mm->feet near-point) (mm->feet far-point))))
  99
 100 (defun dof-meters (focal-length f-stop distance coc)
 101   (multiple-value-bind (near-dof far-dof total-dof near-point far-point)
 102       (dof focal-length f-stop (* 1000 distance) coc)
 103     (values (* 0.001 near-dof) (* 0.001 far-dof) (* 0.001 total-dof)
 104             (* 0.001 near-point) (* 0.001 far-point))))
 105
 106 (defun hyperfocal (focal-length f-stop coc)
 107   (+ focal-length (/ (* focal-length focal-length) (* f-stop coc))))
 108
 109 (defun hyperfocal-feet (focal-length f-stop coc)
 110   (mm->feet (hyperfocal focal-length f-stop coc)))
 111
 112