La Profondità di Campo

La Profondità di Campo

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La profondità di campo è sicuramente uno dei due elementi più importanti che caratterizzano una fotografia, dopo una corretta inquadratura.  La profondità di campo è l’area davanti e dietro al soggetto messo a fuoco che appare nitida. Per grandi linee possiamo stimare che, data l’area di messa a fuoco, la profondità di campo si estende per 1/3 dinanzi al soggetto messo a fuoco e per i restanti 2/3 alle spalle.

Quest’area è fortemente variabile in funzione di vari parametri ed in primis la distanza  dal soggetto della nostra fotografia: più il soggetto è lontano più sarà l’area messa a fuoco e quindi più ampia sarà la profondità di campo.  L’esempio classico è quello delle foto panoramiche dove l’area di messa a fuoco è particolarmente ampia: impostando la messa a fuoco su infinito possiamo essere tranquilli che l’intera foto risulterà perfettamente a fuoco.

Un altro parametro fondamentale è ovviamente l’obiettivo impiegato: ogni obiettivo è infatti caratterizzato da una lunghezza focale e questa inciderà in maniera drastica sull’area messa a fuoco. Un grandangolare, per esempio, avrà una lunghezza focale piccola: questo amplifica di fatto l’area messa a fuoco. Al contrario, un teleobiettivo è dotato di una lunghezza focale molto lunga e quindi il risultato sarà una foto con una profondità di campo molto ridotta (i tele spesso vengono usati nella ritrattistica proprio per questa caratteristica: la scarsa profondità di campo permette di isolare un volto dal resto, generando al limite l’effetto bokeh).

L’ultimo dei parametri che influenza pesantemente la profondità di campo è l’apertura del diaframma. Aprendo e chiudendo il diaframma  abbiamo la possibilità di ridurre o ampliare la profondità di campo  modificando pesantemente la fotografia.

priorità campo 1 La Profondità di Campo
Come varia la priorità di campo in funzione di f

 

Come funziona la priorità di campo

Un punto messo a fuoco ha la dimensione di un minuscolo cerchio sulla superficie del sensore. L’obiettivo della “messa a fuoco” è far si che quel minuscolo cerchio sia sufficientemente piccolo da ingannare l’occhio umano e far si che al nostro cervello venga interpretato come un punto: la dimensione minima di questo cerchio deve essere inferiore al circolo di confusione (ovvero la minima dimensione che il nostro occhio è in grado di percepire) che viene normalmente definito come il cerchio di diametro 0,25mm osservato ad una distanza di 25cm. Maggiori dettagli a fine articolo.

circolo confusione big La Profondità di Campo
Il circolo di confusione

All’aumentare e al ridursi del diaframma, il circolo di confusione tenderà proporzionalmente ad aumentare e a diminuire: diaframmi quindi più chiusi tenderanno a ridurre il circolo di confusione e di conseguenza aumenteranno l’area messa a fuoco.

La profondità di campo può facilmente essere calcolata una volta noti i parametri base della nostra fotocamera: definita I la distanza iperfocale, S la distanza del soggetto dalla fotocamera, F la lunghezza focale del nostro obiettivo avremo che DL  (distanza dell’estremo lontano del campo nitido) e  DV (distanza dell’estremo vicino) :

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Nella foto di seguito vediamo un esempio di come la profondità di campo si modifica a seconda del diaframma: la fotografia scattata con f/2 presenta solo alcune delle bottiglie in primo piano a fuoco, mentre con f/22 è praticamente tutto a fuoco.

prioirtà campo 11 La Profondità di Campo
Profondità di campo al variare di f

Anche nella sequenza che segue è evidente come al variare di f vari pesantemente l’effetto sulla foto finale, permettendoci di decidere come e cosa mettere a fuoco. In fin dei conti l’area di messa a fuoco è uno dei punti fondamentali della composizione in quanto, modificandola, possiamo dare alla fotografia qualunque significato.

priorita campo 5 La Profondità di Campo
focale 50mm, distanza 0.4m, F2.8 messa a fuoco a sx
prioirtà campo 6 La Profondità di Campo
focale 50mm, distanza 0.4m, F2.8 messa a fuoco a dx
prioirtà campo 7 La Profondità di Campo
focale 50mm, distanza 0.4m, F2.8 messa a fuoco al centro
prioirtà campo 9 La Profondità di Campo
focale 50mm, distanza 0.4m, F22 messa a fuoco al centro

Le prime tre fotografie presentano f2,8 e abbiamo la possibilità di definire un punto ben preciso di messa a fuoco. A seconda del soggetto, la foto cambia in maniera radicale. Nell’ultima fotografia si è invece usato f22: l’intera fotografia è messa a fuoco.

Questo concetto, come accennato in precedenza, è usato soprattutto nell’ambito della ritrattistica ed in particolare quando si vuole realizzare l’effetto bokeh: usando f molto piccole e tirando parecchio lo zoom si riesce a ridurre talmente tanto la profondità di campo da rendere pressoché indistinguibile lo sfondo della fotografia, dando quindi risalto esclusivamente al volto ripreso.

Riepilogando, quindi abbiamo che un valore basso di f-stop corrisponde a:

  1. una maggiore apertura di diaframma
  2. una più stretta profondità di campo
  3. un maggiore effetto sfumato

Al contrario, un valore alto di f-stop corrisponde a:

  1. una minore apertura di diaframma
  2. una più larga profondità di campo
  3. un minore effetto sfumato

Ancora qualche nozione

Torniamo un attimo alle formule presentate in precedenza per il calcolo della profondità di campo. Se ipotizziamo, in estrema sintesi, che il nostro gruppo ottico sia rappresentato da una lente sottile, che non ci siano aberrazioni e che il diaframma sia tarato su aperture non esagerate, vale la legge dei punti coniugati: questa legge lega direttamente la lunghezza focale f con la distanza s dal soggetto e la distanza del piano immagine p  dalla nostra lente.

La formula della legge dei punti coniugati è:

1/s+1/p = 1/f

Avete mai giocato con le lenti di ingrandimento? Se siete sui 40 probabilmente si: avvicinando l’oggetto d’interesse alla lente, la sua immagine si più lontano mentre allontanando la lente si forma più vicino.

In fotografia questo si traduce così: se mettiamo a fuoco il soggetto a distanza S solo i punti presenti sul piano che dista P (che è il piano di messa a fuoco, parallelo alla lente) saranno a fuoco. I punti antecedenti il piano a distanza P saranno messi a fuoco OLTRE il sensore, i punti posizionati dopo il piano a distanza P saranno invece messi a fuoco PRIMA del sensore. Il motivo, come accennato in precedenza, è che un raggio luminoso colpisce il sensore formando un cerchio che tende a stringersi o allargarsi a secondo della messa a fuoco fino a giungere al circolo di confusione, la minima dimensione di quel cerchio per cui il nostro occhio lo confonde con un punto (e quindi lo mette a fuoco).

confusione La Profondità di Campo

Nel disegno di sopra il punto A è sul piano di messa a fuoco che dista P dalla nostra lente. Se ipotizziamo che A sia messo a fuoco, allora sul sensore avremo il punto A’ “puntiforme”. La luce proveniente da A deve percorrere il tratto P+Q essendo Q la distanza tra la lente ed il sensore. Il punto B che è ad una distanza inferiore ad A rispetto alla lente, dovrà percorrere nuovamente la distanza P+Q: ne deriva che andrà a fuoco dietro al sensore e sul sensore avremo il cerchio di cui parlavo prima. Il Punto B quindi, sul sensore, non sarà a fuoco, almeno ipoteticamente.

Ipoteticamente in quanto non ho ancora considerato l’inesattezza del nostro occhio, ovvero il circolo di confusione: possiamo definire, tramite una semplice formula, la distanza minima  pmin e la distanza massima pMAX alla quale le dimensioni del cerchio dell’immagine sono uguali alle dimensioni del circolo di Confusione (quindi immagine messa a fuoco “al limite”).

   pmin=p.f2 / [f2+(f-p)rmin.F]

                             pmax=p.f2 / [f2-(f-p)rmin.F] (se f2>(f-p)rmin.F e pmax=infinito)

Nella formula F è l’apertura del diaframma,  rmin    è la dimensione del circolo di confusione e P è la dstanza di messa a fuoco.

Per quanto riguarda il circolo di confusione, questi sono i due valori che si prendono di default con le macchine half frame e full frame:

  •     rmin=15 micron per il formato APS-C (16×24 mm2)
  •     rmin=26 micron per il formato  135 (24×36 mm2)

Di conseguenza, come per la formula di inizio articolo, abbiamo che la Profondità di Campo o Profondità di Fuoco è uguale a:

PdF=pMAX-pmin

Dalla formula si evince quindi che la profondità di campo aumenta con la distanza di messa a fuoco, aumenta con l’apertura del diaframma, diminuisce con la focale della lente.

Un metodo alternativo per calcolare la profondità di campo

Se non abbiamo tempo o voglia di prendere carta, penna e calcolatrice, esiste un modo più rapido per stimare la profondità di campo, leggendo i valori riportati sull’obiettivo.Occhio che oramai sono sempre meno gli obiettivi che riportano tali dati: vuoi per lo scarso interesse della massa, vuoi per la riduzione dei costi.

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Data la minima apertura di diaframma f/22 e la distanza focale a 1,5 metri, l’obiettivo ci dice che la profondità di campo varia tra 1 metro e 3 metri. Semplice e diretto!

Per ulteriori informazioni sulla profondità di campo rimando all’articolo sulla distanza iperfocale.

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