Profondità di campo

Sensori e profondità di campo (DoF)

Una profondità di campo selettiva è utile per evidenziare il soggetto sfocando gli elementi di disturbo dello sfondo. La scelta della profondità di campo in una fotografia, costituisce un elemento fondamentale nella composizione, con cui il fotografo può agire creativamente sull'immagine.

Nelle immagini di seguito due esempi di fuoco selettivo ... i modelli sono sempre gli stessi, abbiate pazienza

Questo elemento fondamentale della composizione viene fortemente limitato con l'uso di fotocamere dotate di sensori di ridotte dimensioni e ottiche zoom di bassa apertura relativa.

La profondità di campo è inversamente proporzionale alla dimensione del sensore

Sensori Full Frame hanno una ridotta profondità di campo mentre i sensori minori hanno una elevata profondità di campo.

Questo avviene perché, per ottenere lo stesso campo inquadrato da una Full Frame, un sensore di minori dimensioni utilizza un obiettivo di lunghezza focale inferiore proporzionalmente alle sue dimensioni e la profondità di campo è inversamente proporzionale alla lunghezza focale dell'obiettivo, i teleobiettivi hanno una ridotta profondità di campo mentre i grandangoli hanno una elevata profondità di campo.

Un ritratto a figura intera utilizzando un teleobiettivo moderato, 85mm f/5,6 su sensore full frame (Canon EOS 6D), viene realizzato con le stesse proporzioni da un 15mm su sensore 1/2,3” (Sony HX300), ma rispettivamente una profondità di campo di 1,8m e 35,4m.

La focale della seconda fotocamera è talmente corta da non permettere alcuna selettività nella profondità di campo, in quanto appare tutto sempre nitido ed è impossibile staccare il primo piano dallo sfondo.

DoF - Depth of Field Profonditá di campo calcolata sulle fotocamere della pagina precedente con 85mm equivalente e apertura f/5,6

Per calcolare la profondità di campo, è stato introdotto un parametro detto “cerchio di confusione” - CoC (Circle of Confusion).

Un singolo punto posto alla corretta distanza di messa a fuoco viene registrato dal sensore come un punto. Ma un punto che si trova su un piano diverso viene espanso come un piccolo cerchio, detto "cerchio di confusione".

Più il punto è lontano dalla corretta distanza di messa a fuoco più grandi saranno i cerchi che si formano sul sensore. Quando un cerchio è sufficientemente piccolo, nella foto risulterà praticamente indistinguibile da un punto. Questo genera la zona di “accettabile nitidezza” che chiamiamo "profondità di campo" (DoF - Depth of Field).

Prima che fosse applicato alla fotografia, il concetto di circolo di confusione è stato applicato a strumenti ottici quali telescopi. Henry Coddington nel 1829 quantifica un cerchio di minor confusione per una superficie riflettente sferica.

Thomas R. Dallmeyer nel 1892, in un estensione di un articolo del 1874 pubblicato dal padre John Henry Dallmeyer, formula la prima definizione di riferimento:

“alla distanza normale di visione di 12-15 pollici della stampa a contatto di una lastra 8x10 pollici, circoli di confusione sono visti come punti se non superano l'1/100 di pollice di diametro”.

Ed effettivamente più tardi verrà dimostrato che l'occhio umano, in condizioni ottimali di contrasto, può distinguere alla distanza minima di messa a fuoco (20-30 cm) fino ad un massimo di 5 coppie di linee per millimetro (lp/mm), Il circolo di confusione (CoC) corrisponde al reciproco di 5, quindi 0,2 millimetri.

Convenzionalmente é stato ridefinito nella metrica decimale:

"osservando una stampa di 20×25 cm (8×10 pollici) da una distanza di circa 32 centimetri (diagonale del formato 20x25), tutti i cerchietti di diametro pari o inferiore a 0,2 millimetri ci appariranno come puntiformi.

Il concetto di cerchio di confusione CoC si applica alla stampa finale, sul supporto di registrazione, le cose cambiano, dobbiamo considerare il numero di ingrandimenti necessario per raggiungere le dimensioni di 20x25 cm.

Ad esempio, un'immagine registrata su sensore Full Frame (24x36 mm) deve essere ingrandita di 7,56 volte, calcolato sulla diagonale, per raggiungere il formato 20x25 cm usato come termine di paragone. Il circolo di confusione sarà 0,2 mm/7,52 = 0,026 mm (26µm) poiché i formati di ripresa sono quanto mai vari. ogni formato ha il suo cerchio di confusione per un sensore digitale di 1/2,3”scendiamo addirittura sotto 5µm.

- Fotografie con ingrandimenti inferiori al 20x25 sono leggibili anche se leggermente sfocate, ma se vengono ingrandite risultano evidentemente sfocate. Quando vengono visualizzate con la risoluzione medio-bassa del monitor di computer, la rilevabilità della sfocatura sarà limitata dal mezzo di visualizzazione piuttosto che dalla visione umana.

- Se l'immagine deve essere vista solo su un dispositivo a bassa risoluzione, un CoC più grande può essere accettata, tuttavia, se l'immagine può anche essere vista in un mezzo ad alta risoluzione, come ad esempio una stampa, i criteri sopra menzionati dovranno essere rispettati.

- Le aziende fotografiche utilizzano questi valori per la progettazione degli obiettivi e scelgono valori diversi del circolo di confusione per produrre obiettivi con diversa qualità.

Calcolo della profondità di campo (DoF = Depth of Field)

In rete esistono diversi siti web che mettono a disposizione ottimi calcolatori on line per il calcolo della DoF, trovo ottimo quello di Cambridge in Colour

per il calcolo della DoF, iperfocale, limite vicino e limite lontano di nitidezza accettabile sono calcolati utilizzando le seguenti equazioni (da Greenleaf, Allen R., Photographic Optics, The MacMillan Company, New York, 1950, pp. 25-27):

H distanza iperfocale, mm

f lunghezza focale dell'obiettivo

s distanza del fuoco

D_n limite vicino

D_f limite lontano

N diaframma

c cerchio di confusione CoC

E' nell'animo umano cercare l'origine delle cose:

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