La Profondità di Campo

La profondità di campo (DoF) è la distanza tra gli elementi più vicini e più lontani in una scena che appaiono “sufficientemente nitidi” in un’immagine. La distanza tra la fotocamera e il primo elemento considerato sufficientemente nitido è chiamato, in inglese, DoF near limit. La profondità di campo è un elemento compositivo chiave in molte, se non nella maggior parte delle fotografie. È uno degli strumenti più importanti che un fotografo può utilizzare per creare immagini suggestive

Quindi, come accennato, 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.

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.

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 D_L  (distanza dell’estremo lontano del campo nitido) e  D_V (distanza dell’estremo vicino) :

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.

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.

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 sulla profondità di campo

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).

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  p_min e la distanza massima p_MAX alla quale le dimensioni del cerchio dell’immagine sono uguali alle dimensioni del circolo di Confusione (quindi immagine messa a fuoco “al limite”).

   p_min=p^.f² / [f²+(f-p)r_min^.F]

                             p_max=p^.f² / [f²-(f-p)r_min^.F] (se f²>(f-p)r_min^.F e p_max=infinito)

Nella formula F è l’apertura del diaframma,  r_min    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:

•     r_min=15 micron per il formato APS-C (16×24 mm²)
•     r_min=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=p_MAX-p_min

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.

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.

Dimensione del sensore

Le dimensioni del sensore influenzano anche la profondità di campo. In poche parole, le fotocamere con sensori più piccoli hanno una profondità di campo maggiore. Tuttavia, bisogna fare attenzione a come si fa il confronto. Bisogna guardare le fotocamere con obiettivi che hanno la stessa lunghezza focale effettiva, in modo che i campi visivi siano gli stessi. Se si scatta alla stessa distanza tra fotocamera e soggetto, con gli stessi diaframmi, si scoprirà che i sensori più grandi hanno una profondità di campo più bassa. Questo è il motivo per cui molti ritrattisti professionisti amano usare fotocamere full frame. Ecco un esempio. Una fotocamera full frame con obiettivo da 120 mm, una APS-C con obiettivo da 80 mm e una Micro 4/3 con obiettivo da 60 mm (tutti con lo stesso campo visivo) sono impostate ciascuna con un’apertura di f/9 e una distanza soggetto-fotocamera di 5,0 m. Questa tabella riassume l’aspetto del DoF in ogni immagine.

Una domanda comune, però, è se è possibile scattare immagini simili, con gli stessi DoF, utilizzando telecamere con sensori di dimensioni diverse? La risposta è sì. Tuttavia, è necessario dividere le aperture per il fattore di ritaglio per ottenere la stessa profondità di campo. Utilizzando le stesse fotocamere e gli stessi obiettivi nell’esempio precedente, ma impostando un’apertura di f/18 sulla fotocamera a pieno formato, f/12** sul sensore di dimensioni APS-C e f/9 sulla fotocamera Micro 4/3, si otterranno immagini che non solo riprendono nello stesso campo visivo ma hanno all’incirca lo stesso DoF.

Determinazione della profondità di campo

Molte DSLR hanno un pulsante di anteprima della profondità di campo. Se si preme questo pulsante mentre si guarda attraverso il mirino, la fotocamera si ferma lungo l’obiettivo e si vede come apparirà l’immagine reale. Tuttavia, a piccole aperture, il mirino diventerà molto scuro e sarà difficile vedere l’anteprima!

La visualizzazione dal vivo può essere utilizzata anche su alcuni modelli di fotocamere per vedere in anteprima l’aspetto del DoF. Controllate il vostro manuale di istruzioni per vedere se la vostra DSLR è in grado di farlo.

I tiratori senza specchio hanno potenzialmente un vantaggio rispetto ai tiratori DSLR perché ciò che vedono attraverso il mirino digitale, o sul display LCD, è come la foto sarà in genere.

Profondità di campo nella ritrattistica

La ritrattistica spesso consiste nell’evidenziare i tratti del viso di qualcuno. La messa a fuoco superficiale degli occhi del soggetto può essere importante quando, ad esempio, si vuole che lo spettatore si colleghi direttamente con il soggetto nella foto. Una profondità di campo ridotta può anche aiutare ad eliminare i dettagli che distraggono lo sfondo. Ma “c’è un’enorme quantità di “hit or miss” quando si usa una bassa profondità di campo nella ritrattistica, aggiunge Klise: se la profondità di campo è bassa, ma la messa a fuoco è solo sul naso del soggetto, si è mancato il segno, e si è oscurato il collegamento dello spettatore con il soggetto.

Se si sta scattando un ritratto in un ambiente poco illuminato, potrebbe essere necessario aprire il diaframma a f/1,4 per ottenere una luce ambientale sufficiente per ottenere una buona esposizione. Ma questo porta ad una bassa profondità di campo, che potrebbe rendere il soggetto sfuocato. È possibile combattere questa involontaria bassa profondità di campo aprendo il diaframma a f/5,6 o f/8 per garantire che la persona sia completamente a fuoco. Ma a questa apertura, probabilmente avrete bisogno di un’illuminazione artificiale supplementare per ottenere un’esposizione adeguata. Il direttore artistico e fotografo Alex Tan suggerisce che i principianti “comprendono e imparano la modificazione artificiale dell’illuminazione, come le luci stroboscopiche e la luce continua”. Non lasciatevi travolgere dal mondo dell’illuminazione artificiale, è solo un’opportunità per imparare. E avere a disposizione gli strumenti di illuminazione corretti aiuta a comporre lo scatto migliore e ad ottenere la profondità di campo bassa o profonda che si sta cercando.

Conclusione

A mio parere, non vale la pena di rimanere appesi per quanti centimetri è il DoF (dept of field, come detto, in inglese, significa Profondità di Campo)  in una foto. Questo toglierebbe completamente il piacere della fotografia. È molto più importante sapere quando serve un piccolo DoF e come crearlo. E lo stesso vale quando si ha bisogno di un grande DoF. Il bello del digitale è che si può scattare una foto e poi rivederla sul display LCD. Rivedere rapidamente la propria immagine è molto più facile che tirare fuori il telefono e calcolare il DoF! Se non si ottiene il risultato che si sta cercando, cambiare la distanza della fotocamera o l’apertura dell’obiettivo per ottenere l’effetto desiderato.

Per ottenere un DoF più basso è possibile avvicinarsi al soggetto o aprire il diaframma. Per ottenere un DoF maggiore, allontanatevi dal soggetto o chiudete il diaframma. Potete anche usare una lunghezza focale più lunga per ottenere una profondità di campo più bassa “percepita”.

Capire quali fattori influenzano la profondità di campo in una fotografia vi darà la libertà artistica di realizzare le immagini che volete creare. Imparerete il massimo dalla pratica. Prendetevi il tempo di sperimentare con la vostra macchina fotografica; imparate a conoscerla meglio. Provate obiettivi con lunghezze focali diverse, cambiate le aperture, muovete i piedi per cambiare la vostra prospettiva. Analizzate le vostre fotografie in modo da sapere come funziona la vostra attrezzatura. Poi, quando sarà il momento di scattare le foto che contano davvero, sarete pronti.

Aggiornato Novembre 2020