TUTORIAL:APPROFONDIMENTO DI CAMPO
La profondità di campo si riferisce all'intervallo di distanza che appare accettabilmente nitido. Varia a seconda del tipo di fotocamera, dell'apertura e della distanza di messa a fuoco, sebbene anche le dimensioni di stampa e la distanza di visualizzazione possano influenzare la nostra percezione della profondità di campo. Questo tutorial è progettato per fornire una migliore comprensione tecnica e intuitiva per la fotografia e fornisce un calcolatore della profondità di campo per mostrare come varia con le impostazioni della tua fotocamera.
La profondità di campo non cambia bruscamente da netta a non nitida, ma si verifica invece come una transizione graduale. Infatti, tutto ciò che si trova immediatamente davanti o dietro alla distanza di messa a fuoco inizia a perdere nitidezza, anche se questo non viene percepito dai nostri occhi o dalla risoluzione della fotocamera.
CERCHIO DI CONFUSIONE
Poiché non esiste un punto critico di transizione, un termine più rigoroso chiamato "cerchio di confusione " è usato per definire quanto un punto deve essere sfocato per essere percepito come sfocato. Quando il cerchio di confusione diventa percepibile ai nostri occhi, si dice che questa regione sia al di fuori della profondità di campo e quindi non più "accettabilmente nitida ." Il cerchio di confusione di cui sopra è stato esagerato per chiarezza; in realtà questa sarebbe solo una piccola frazione dell'area del sensore della fotocamera.
Quando diventa percepibile ai nostri occhi il cerchio di confusione? Un cerchio di confusione accettabilmente nitido è vagamente definito come quello che passerebbe inosservato se ingrandito a una stampa standard di 8x10 pollici e osservato da una distanza di visione standard di circa 1 piede.
A questa distanza di visualizzazione e dimensione di stampa, i produttori di fotocamere presumono che un cerchio di confusione sia trascurabile se non superiore a 0,01 pollici (se ingrandito). Di conseguenza, i produttori di fotocamere utilizzano lo standard da 0,01 pollici quando forniscono indicatori della profondità di campo dell'obiettivo (mostrato di seguito per f/22 su un obiettivo da 50 mm). In realtà, una persona con una vista di 20/20 o superiore può distinguere i lineamenti per 1/3 di queste dimensioni, quindi il cerchio di confusione deve essere ancora più piccolo per ottenere una nitidezza accettabile.
Si applica anche un diverso cerchio massimo di confusione per ciascuna combinazione di dimensioni di stampa e distanza di visualizzazione. Nel precedente esempio di punti sfocati, il cerchio di confusione è in realtà più piccolo della risoluzione dello schermo per i due punti su entrambi i lati del punto focale, e quindi questi sono considerati all'interno della profondità di campo. In alternativa, la profondità di campo può essere basata su quando il cerchio di confusione diventa più grande della dimensione dei pixel della tua fotocamera digitale.
Si noti che la profondità di campo imposta solo un valore massimo per il cerchio di confusione e non descrive cosa succede alle regioni una volta sfocate. Queste regioni sono anche chiamate "bokeh", dal giapponese (pronunciato bo-ké). Due immagini con identica profondità di campo possono avere un bokeh significativamente diverso, poiché ciò dipende dalla forma del diaframma dell'obiettivo. In realtà, il cerchio di confusione di solito non è effettivamente un cerchio, ma viene approssimato come tale solo quando è molto piccolo. Quando diventa grande, la maggior parte degli obiettivi lo renderà come una forma poligonale con 5-8 lati.
CONTROLLO DELLA PROFONDITÀ DI CAMPO
Sebbene le dimensioni di stampa e la distanza di visualizzazione influenzino la dimensione del cerchio di confusione appare per i nostri occhi, l'apertura e la distanza di messa a fuoco sono i due fattori principali che determinano quanto sarà grande il cerchio di confusione sul sensore della fotocamera. Aperture maggiori (numero F-stop più piccolo) e distanze di messa a fuoco più ravvicinate producono una profondità di campo inferiore. Il seguente test mantiene la stessa distanza di messa a fuoco, ma cambia l'impostazione del diaframma:
nota:immagini scattate con un obiettivo da 200 mm (campo visivo di 320 mm su una fotocamera da 35 mm)
CHIARIMENTO:LUNGHEZZA FOCALE E PROFONDITÀ DI CAMPO
Si noti che la lunghezza focale non è stata elencata come influenza sulla profondità di campo, contrariamente alla credenza popolare. Anche se i teleobiettivi sembrano creare una profondità di campo molto inferiore, ciò è principalmente dovuto al fatto che vengono spesso utilizzati per ingrandire il soggetto quando non è possibile avvicinarsi. Se il soggetto occupa la stessa frazione dell'immagine (ingrandimento costante) sia per un teleobiettivo che per un obiettivo grandangolare, la profondità di campo totale è praticamente* costante con la lunghezza focale ! Ciò ovviamente richiederebbe di avvicinarsi molto con un obiettivo grandangolare o molto più lontano con un teleobiettivo, come mostrato nella tabella seguente:
| Lunghezza focale (mm) | Distanza di messa a fuoco (m) | Profondità di campo (m) |
|---|---|---|
| 10 | 0,5 | 0,482 |
| 20 | 1.0 | 0,421 |
| 50 | 2.5 | 0,406 |
| 100 | 5.0 | 0,404 |
| 200 | 10 | 0,404 |
| 400 | 20 | 0,404 |
Nota:i calcoli della profondità di campo sono di f/4,0 su una fotocamera con un fattore di ritaglio 1,6X,
utilizzando un cerchio di confusione di 0,0206 mm.
Nota come c'è davvero un sottile cambiamento per le lunghezze focali più piccole. Questo è un effetto reale, ma è trascurabile rispetto sia all'apertura che alla distanza di messa a fuoco. Anche se la profondità di campo totale è praticamente costante, la frazione della profondità di campo che si trova davanti e dietro la distanza di messa a fuoco cambia con la lunghezza focale, come mostrato di seguito:
| Distribuzione della profondità di campo | ||
|---|---|---|
| Lunghezza focale (mm) | Retro | Davanti |
| 10 | 70,2% | 29,8% |
| 20 | 60,1% | 39,9% |
| 50 | 54,0% | 46,0% |
| 100 | 52,0% | 48,0% |
| 200 | 51,0 % | 49,0% |
| 400 | 50,5% | 49,5% |
Ciò espone una limitazione del tradizionale concetto di DoF:tiene conto solo della DoF totale e non della sua distribuzione attorno al piano focale, anche se entrambi possono contribuire alla percezione della nitidezza. Nota come un obiettivo grandangolare fornisca una DOF in dissolvenza più graduale dietro il piano focale rispetto alla parte anteriore, il che è importante per le tradizionali fotografie di paesaggi.
Possono inoltre apparire lunghezze focali maggiori per avere una profondità di campo inferiore perché ingrandiscono lo sfondo rispetto al primo piano (a causa del loro angolo di campo più stretto). Questo può far sembrare uno sfondo sfocato ancora più sfocato perché la sua sfocatura è stata ingrandita. Tuttavia, questo è un concetto completamente diverso, poiché la profondità di campo descrive solo la regione nitida di una foto, non le regioni sfocate.
D'altra parte, quando ci si trova nello stesso posto e si mette a fuoco un soggetto alla stessa distanza, un obiettivo con lunghezza focale maggiore avrà una profondità di campo inferiore (anche se le immagini inquadrano il soggetto in modo completamente diverso). Questo è più rappresentativo dell'uso quotidiano, ma è un effetto dovuto a un ingrandimento maggiore, non alla lunghezza focale.
La profondità di campo appare anche inferiore per le fotocamere SLR rispetto alle fotocamere digitali compatte, perché le fotocamere SLR richiedono una lunghezza focale maggiore per ottenere lo stesso campo visivo (consulta il tutorial sulle dimensioni dei sensori delle fotocamere digitali per ulteriori informazioni su questo argomento).
*Nota tecnica :Descriviamo la profondità di campo come virtualmente costante perché ci sono casi limite in cui ciò non vale. Per distanze focali che comportano un ingrandimento elevato o molto vicino alla distanza iperfocale, gli obiettivi grandangolari possono fornire una DoF maggiore rispetto ai teleobiettivi. D'altra parte, ad alto ingrandimento il tradizionale calcolo DoF diventa impreciso a causa di un altro fattore:l'ingrandimento della pupilla. Ciò riduce il vantaggio DoF per la maggior parte degli obiettivi grandangolari e lo aumenta per i teleobiettivi e gli obiettivi macro. Nell'altro caso limite, vicino alla distanza iperfocale, l'aumento del DoF si verifica perché l'obiettivo grandangolare ha un DoF posteriore maggiore e può quindi raggiungere più facilmente una nitidezza critica all'infinito.
CALCOLO DELLA PROFONDITÀ DI CAMPO
Per calcolare la profondità di campo, è necessario prima decidere un valore appropriato per il massimo cerchio di confusione consentito. Ciò si basa sia sul tipo di fotocamera (sensore o dimensione della pellicola) sia sulla combinazione di distanza di visualizzazione/formato di stampa. Inutile dire che sapere cosa accadrà in anticipo spesso non è semplice. Prova lo strumento di calcolo della profondità di campo per aiutarti a trovarlo per la tua situazione specifica.
PROFONDITÀ DI MESSA A FUOCO E VISUALIZZAZIONE DELL'APERTURA
Un'altra implicazione del cerchio di confusione è il concetto di profondità di fuoco (chiamato anche "focus spread"). Si differenzia dalla profondità di campo perché descrive la distanza su cui la luce viene focalizzata sul sensore della fotocamera , al contrario del soggetto:
Diagramma raffigurante la profondità di messa a fuoco rispetto all'apertura della fotocamera. Le linee viola che compongono il bordo di ciascuna regione ombreggiata rappresentano gli angoli estremi a cui la luce potrebbe potenzialmente entrare nell'apertura. L'interno delle regioni ombreggiate viola rappresenta tutti gli altri possibili angoli.
Il concetto chiave è questo:quando un oggetto è a fuoco, i raggi luminosi provenienti da quel punto convergono in un punto del sensore della fotocamera. Se i raggi di luce colpiscono il sensore in posizioni leggermente diverse (arrivando su un disco invece che su un punto), questo oggetto verrà reso come sfocato e sempre più a seconda della distanza tra i raggi di luce.
ALTRE NOTE
Perché non utilizzare semplicemente l'apertura più piccola (numero più grande) per ottenere la migliore profondità di campo possibile? A parte il fatto che ciò potrebbe richiedere tempi di posa proibitivi senza un treppiede per fotocamera, un'apertura troppo piccola ammorbidisce l'immagine creando un cerchio di confusione più ampio (o "Disco arioso ") a causa di un effetto chiamato diffrazione, anche all'interno del piano di messa a fuoco. La diffrazione diventa rapidamente un fattore limitante più della profondità di campo poiché l'apertura si riduce. Nonostante la loro estrema profondità di campo, questo è anche il motivo per cui le "fotocamere stenopeiche" hanno risoluzione limitata.
Per fotografia macro (alto ingrandimento), la profondità di campo è in realtà influenzata da un altro fattore:l'ingrandimento della pupilla. Questo è uguale a uno per obiettivi che sono internamente simmetrici, sebbene per grandangolo e teleobiettivi sia rispettivamente maggiore o minore di uno. Si ottiene una profondità di campo maggiore (di quella che sarebbe normalmente calcolata) per un ingrandimento della pupilla inferiore a uno, mentre l'ingrandimento della pupilla non cambia il calcolo quando è uguale a uno. Il problema è che l'ingrandimento della pupilla di solito non è fornito dai produttori di lenti e si può solo stimarlo approssimativamente visivamente.
ALTRI SITI WEB E ULTERIORI LETTURE
- Norman Koren offre un'altra prospettiva sulla profondità di campo, incluse molte equazioni per calcolare la profondità di campo e il cerchio di confusione
- Il Paesaggio luminoso confronta la profondità di campo per diverse lunghezze focali, fornendo una prova visiva che la profondità di campo non cambia molto con la lunghezza focale.