Che cos'è la profondità di campo e come si verifica?

Molte cose contribuiscono alla qualità estetica di un'immagine. Una cosa, in particolare, è la profondità di campo. I fotografi esperti sanno come manipolare questo aspetto per ottenere l'aspetto che stanno cercando.

Ma c'è molta disinformazione là fuori su cos'è la profondità di campo e cosa la causa.

Questo articolo spiegherà tutto ciò che devi sapere sulla fisica della profondità di campo.

Cos'è la profondità di campo?

La profondità di campo si riferisce alla zona di messa a fuoco all'interno di un'immagine. Questa è l'area dell'immagine a un livello di nitidezza accettabile. Le aree davanti e dietro a quest'area appariranno sfocate o sfocate.

Una profondità di campo ridotta si riferisce a quando questa zona di messa a fuoco è molto sottile, mentre una profondità di campo più profonda può avere la maggior parte dell'immagine a fuoco.

Una profondità di campo ridotta, come mostrato nell'immagine di due fiori sui tasti del pianoforte, ha una minuscola striscia della fotografia a fuoco, mentre il resto dell'immagine è fuori fuoco. Più è lontana dall'area di messa a fuoco, più l'immagine diventa sfocata o sfocata.

Al contrario, una profondità di campo più profonda come mostrato nel paesaggio sottostante ha più o meno ogni parte dell'immagine a fuoco.

La scienza della profondità di campo

La fisica alla base del motivo per cui le telecamere producono la profondità di campo è relativamente complicata. Può essere spiegato usando il concetto di cerchi di confusione.

In ottica, un cerchio di confusione è il punto che si forma quando la luce non è perfettamente focalizzata.

In una fotocamera, la luce entra in una lente che la focalizza sul sensore della fotocamera. Ripensa a essere un bambino e usare una lente d'ingrandimento per focalizzare la luce sulla carta, facendola prendere fuoco.

Nell'immagine sopra, il diagramma centrale mostra un cono di luce perfettamente a fuoco che risulta in un cerchio molto piccolo. È qui che i due raggi di luce esterni si uniscono e significa che la luce è focalizzata, proprio come con la lente d'ingrandimento.

I diagrammi sopra e sotto raffigurano la luce che è stata focalizzata in modo imperfetto, risultando in cerchi più grandi di confusione, che apparirebbero sfocati.

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L'obiettivo è fare in modo che l'obiettivo focalizzi la luce sul sensore in cerchi più piccoli della dimensione dei pixel poiché questa sarebbe la parte più nitida dell'immagine. Ma le fotocamere possono mettere a fuoco solo in un punto. Qualsiasi cosa davanti o dietro quel punto produrrà cerchi più grandi di confusione e renderà quelle parti dell'immagine sfocate.

Quindi, la profondità di campo è l'area in cui i raggi luminosi producono cerchi sul sensore più piccoli dei pixel.

Che cosa causa la profondità di campo?

La profondità di campo è determinata da quattro fattori: il diametro dell'apertura, la distanza dal soggetto, la lunghezza focale e la dimensione dei pixel.

Dimensione pixel

Poiché qualcosa è nitido in un'immagine se la luce focalizzata rende un cerchio più piccolo della dimensione dei pixel, ne consegue che pixel più grandi significano che più è a fuoco. Quindi, aumentando la dimensione dei pixel aumenta la profondità di campo e viceversa.

Apertura

Come spiegato sopra, l'apertura, o F-stop, è la larghezza dell'obiettivo che consente alla luce di entrare nel sensore.

L'apertura di una lente può essere allargata o ridotta per consentire l'ingresso di più o meno luce. Man mano che l'apertura si riduce (numero F-stop più alto), una parte maggiore dell'immagine sarà a fuoco. In altre parole, un'apertura più piccola si traduce in una profondità di campo più profonda e viceversa.

Questo è rappresentato nelle seguenti due immagini. A f1.4 (un'apertura molto ampia, in alto), solo una piccola parte dell'immagine è a fuoco:

Nel frattempo a f22 (un diaframma molto chiuso, in basso) gran parte dell'immagine è a fuoco:

Ciò si verifica perché, a diaframmi più grandi, più luce viene fatta entrare nell'obiettivo. Per definizione, meno di quella luce sarà in linea con l'obiettivo. La luce deve piegarsi di più per colpire il sensore e, per questo motivo, gran parte dei raggi di luce si incontrerà prima o dopo il sensore, il che significa che è sfocato.

Distanza dall'obiettivo

Più sei vicino al soggetto, minore è la profondità di campo. Più è lontano, più profonda è la profondità di campo. Ad un certo punto, tutto ciò che oltre un punto particolare sarà a fuoco - questo è noto come distanza iperfocale.

Questo accade nello stesso modo del diaframma. Più sei vicino a un soggetto, più angolati sono i raggi di luce che entrano nell'obiettivo. Come sopra, ciò significa che la luce deve piegarsi di più prima di incontrarsi, il che significa che la profondità di campo sarà più stretta.

Lunghezza focale

La lunghezza focale è la distanza tra il punto nodale posteriore (una parte complessa dell'obiettivo che rifrange la luce) e il sensore di immagine. La lunghezza focale è importante perché è la lunghezza necessaria per piegare i raggi di luce in un punto focale. Minore è la lunghezza focale, più nitidi sono i raggi di luce piegati. Ciò significa che le sezioni sfocate sono più vicine al piano dell'immagine (il sensore) e meno sfocate.

Lunghezze focali più brevi hanno una profondità di campo più ampia e lunghezze focali più lunghe hanno una profondità di campo più stretta. Quindi, se hai un obiettivo da 50 mm e uno da 600 mm entrambi alla stessa distanza dal soggetto, l'obiettivo da 600 mm avrà una profondità di campo inferiore.

Smartphone e fotografia computazionale

Anche se gli smartphone hanno aperture molto spalancate, fanno fatica a creare la stessa profondità di campo raggiunta dalle reflex digitali con grandi obiettivi. Ma, poiché hanno una lunghezza focale così piccola, hanno una profondità di campo davvero ampia, il che significa che gran parte dell'immagine sarà a fuoco.

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Entra nella fotografia computazionale. Il software ha raggiunto il punto in cui può simulare la profondità di campo elaborando l'immagine.

A differenza della fotografia tradizionale, la fotografia computazionale crea una "mappa di profondità" dell'immagine che cerca di determinare dove si trovano tutti gli oggetti nella scena. Quindi, utilizza sofisticati algoritmi per creare sfondi sfocati convincenti, che è più difficile di quanto sembri!

Su cosa concentrarsi

Alla fine della giornata, l'ottica che causa l'esistenza della profondità di campo è un argomento relativamente complicato. Si spera che questo articolo ti abbia aiutato a capire cos'è la profondità di campo, come è causata e come manipolarla.

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