Profondità di campo
# Profondità di campo

In fotografia, la profondità di campo rappresenta la zona in cui gli oggetti nell'immagine appaiono ancora nitidi e sufficientemente focalizzati, nonostante il piano a fuoco sia uno soltanto.

Gergalmente in pubblicazioni tecniche viene spesso abbreviata con l'acronimo PdC (o DoF dall'inglese Depth of Field) ed è nota anche come profondità di campo nitido.

## Descrizione

Viene misurata con le unità di misura della lunghezza: piedi, metri, centimetri, millimetri, ecc: la profondità di campo nella macrofotografia è notevolmente ridotta (qualche millimetro), rispetto a quella tipica della fotografia paesaggistica (qualche chilometro).

Nel caso in cui la lente sia parallela al sensore, la messa a fuoco è possibile esclusivamente su di un unico piano ortogonale all'asse ottico, per cui la PdC può essere considerata come la quantità dei piani ripresi, i quali mantengono una sufficiente apparenza di nitidezza.

La profondità di campo dipende da vari fattori, tra cui:

* L'apertura del diaframma.
* La distanza di messa a fuoco.
* La lunghezza focale dell'obiettivo.
* Il diametro del circolo di confusione (CdC o CoC).

Per ogni impostazione dell'obiettivo c'è un'unica distanza a cui gli oggetti appaiono nitidi: quando combaciano con il piano focale. La zona di "corretta messa a fuoco" è in effetti millimetrica rispetto a quella apparente, e quindi la profondità di campo è per lo più solo un effetto ottico che svanisce ingrandendo l'immagine. Allontanandosi dal piano di fuoco, i vari punti immagine tenderanno ad allargarsi sfocando sempre di più e l'effetto creato sarà maggiormente visibile sui punti luce.

La nitidezza diminuisce gradualmente sui vari piani dell'asse ottico, allontanandosi dal piano focale, in avanti (verso il fotografo) e indietro verso l'infinito.

Il "campo nitido" è quell'intervallo di distanze davanti e dietro al soggetto a fuoco in cui la sfocatura è impercettibile o comunque ancora tollerabile; la profondità di campo si dice essere maggiore se questo intervallo è ampio e minore se è ridotto. Per motivi legati all'angolo d'incidenza dei raggi luminosi, il campo nitido è sempre più esteso dietro invece che davanti al soggetto a fuoco.

Un punto al di fuori del campo nitido (sfocato) produce sulla pellicola un circolo di confusione, il cui diametro cresce man mano che ci si allontana dal campo nitido stesso. Aprire il diaframma, avvicinare gli oggetti da mettere a fuoco e/o aumentare la focale, farà diminuire la profondità di campo e farà aumentare la dimensione dei circoli di confusione di tutti i punti dell'immagine.

## Sviluppo della profondità di campo

Lo sviluppo della profondità di campo può essere diviso schematicamente in due parti, distinte dal piano focale: la parte tra ottica e soggetto focalizzato (in genere con minor estensione) e la parte tra soggetto ed infinito (generalmente maggiore).

Il rapporto matematico tra le due parti incrementa ruotando la ghiera del fuoco verso l'infinito e/o chiudendo il diaframma: con valori vicini a 1:1 alla minima distanza di messa a fuoco e a grandi aperture (es. f/1), fino a superare rapporti di 1:35, focalizzando gli oggetti a 10÷20 m con diaframmi chiusi (es. f/16).

La profondità di campo dipende da:

### Lunghezza focale

Si usa dire che con obiettivi di lunghezza focale maggiore (come i teleobiettivi) si produca una profondità di campo ridotta, e viceversa. In effetti questa affermazione richiede una precisazione, in quanto il rapporto fra PdC e focale deriva più che altro dall'uso tipico che se ne fa (focali lunghe per riprendere oggetti distanti e focali corte per soggetti vicini), piuttosto che dalle reali proprietà fisiche delle lenti.

Questo concetto può essere chiarito con un esempio: come si può verificare tramite l'utilizzo di uno dei DoF calculator (calcolatori di profondità di campo) presenti in rete, utilizzando (nel caso di sensore digitale Full-Frame) una focale di 400 mm ad un'apertura del diaframma di f/2,8, per riprendere un soggetto a 10 metri di distanza la profondità di campo è di 10 cm,

Sempre dal risultato restituito dal DoF calculator si nota come usando invece una focale di 50 mm sempre a f/2,8, per lo stesso soggetto ripreso sempre a 10 m di distanza, la profondità di campo passa da 10 a 762 cm confermando apparentemente la menzionata affermazione sul rapporto fra profondità di campo e lunghezza focale.

Tuttavia bisogna considerare che volendo ricomporre l'immagine in modo che il soggetto occupi lo stesso spazio di prima nel fotogramma, ovvero lo stesso rapporto di riproduzione, dato che il rapporto tra soggetto ripreso e area del fotogramma raddoppia al dimezzamento della lunghezza focale di ripresa, e viceversa, ci si dovrebbe avvicinare al soggetto fino ad una distanza di 1,25 m.

A questo punto, la profondità di campo tornerebbe ad essere praticamente la stessa, come si può facilmente verificare sempre tramite l'ausilio di un calcolatore di PdC, ovvero di circa 10 cm.

In realtà, sulla profondità di campo influisce anche la collocazione del diaframma dentro l'obiettivo. Più precisamente la posizione della "pupilla di uscita" rispetto al secondo "piano principale": nei grandangolari con schema "retrofocus" (chiamati anche "teleobiettivi invertiti") la pupilla di uscita è diversamente spostata, rispetto a quanto avviene nei "teleobiettivi"; pertanto risulta che, a pari ingrandimento e pari apertura relativa, la profondità di campo sia addirittura leggermente inferiore con un grandangolare retrofocus, rispetto ad un teleobiettivo.

### Distanza di messa a fuoco

Tra tutti gli altri, la distanza di messa a fuoco è il fattore più rilevante ed influente, nella variazione della profondità di campo. Più la messa a fuoco viene regolata per un soggetto lontano dall'obiettivo e più aumenta la profondità di campo, ma fino a raggiungere la distanza iperfocale, ossia la distanza dove si ottiene la massima profondità di campo possibile (chiamata appunto punto di iper-focalizzazione); oltre questo punto, la profondità di campo comincerà a ridursi di nuovo.

### Apertura del diaframma

Maggiore chiusura del diaframma corrisponde a maggiore profondità di campo a fuoco (maggior focalizzazione globale dell'immagine). Aprire il diaframma diminuisce la profondità di campo e aumenta la sfocatura davanti e dietro al soggetto messo a fuoco.

Nella maggior parte dei casi, gli obiettivi danno i migliori risultati ad aperture intermedie tra la massima e la minima disponibili (in genere f/8), ma spesso è sufficiente chiudere di due o tre stop la massima apertura, per trovare già un'ottima resa della lente.

Quando chiudiamo l'apertura di vari stop, dovremo compensare con il tempo di esposizione.

## Formule

Esiste la "credenza" che la pdc si sviluppi sempre 1/3 davanti e 2/3 dietro al soggetto focalizzato; ma non è così.

Per calcolare la profondità di campo in maniera semplificata è necessario conoscere la distanza iperfocale dell'obiettivo, in funzione del diaframma di lavoro e del diametro del CdC:

Iperfocale = focale^2 / (Diaframma x CdC)

Sia I la distanza iperfocale, S la distanza di messa a fuoco scelta, F la lunghezza focale, sia $D_L$ la distanza dell'estremo lontano del campo nitido, e $D_V$ la distanza dell'estremo vicino:

    $D_{L}={\frac {(I)(S)}{I-(S-F)}},$
    $D_{V}={\frac {(I)(S)}{I+(S-F)}}.$

## La profondità di campo nella composizione

Nella fotografia di reportage e di documentazione (comprese ad esempio le fotografie di compleanno) è fondamentale avere un'ampia profondità di campo, per poter focalizzare bene e facilmente il soggetto e contemporaneamente contestualizzarlo nell'ambiente, con uno sfondo possibilmente nitido e riconoscibile. Per questo motivo alcune fotocamere compatte selezionano automaticamente delle impostazioni di diaframma e tempo di esposizione che massimizzano la profondità di campo.

Al contrario, nella tecnica fotografica avanzata, la scelta di una precisa profondità di campo, in base alla situazione, costituisce uno dei mezzi fondamentali con cui il fotografo può agire creativamente sull'immagine, per farla diventare rilevante dal punto di vista artistico. Per esempio, una profondità di campo molto stretta può servire ad enfatizzare il soggetto, "nascondendo" eventuali elementi di disturbo dello sfondo, in un alone di sfocato; questo è uno dei motivi per cui l'uso del teleobiettivo moderato è spesso consigliato nel ritratto.

Ci sono obiettivi particolarmente luminosi (intorno a f/1) che, data la ridotta profondità di campo (nell'ordine di qualche centimetro), creano un effetto di "evidenziazione estrema del soggetto", mentre il resto dell'ambiente viene sfocato in maniera consistente. La sorta di flou, che caratterizza tutto ciò che si trova davanti o dietro il piano di messa a fuoco, viene chiamato bokeh, termine mediato dalla lingua giapponese.

## Nel cinema

Una delle caratteristiche principali, dalle origini del cinema, fu l'utilizzo di un'ampia profondità di campo. Pensiamo per esempio a L'arrivo di un treno alla stazione di La Ciotat dei Fratelli Lumière: qui sono a fuoco sia il treno che arriva (lo vediamo in campo lungo) sia i passeggeri che in seguito scendono (li vediamo in vari piani di ripresa).

L'uso della profondità di campo venne in seguito ulteriormente esaltato dal cinema muto (Griffith, Chaplin, Stroheim, Lang, Murnau, Flaherty, ecc.), fino all'avvento del sonoro.

L'impiego dei microfoni sul set portò ad una diminuzione della profondità di campo: l'eliminazione delle luminose ma molto rumorose lampade ad arco e la conseguente diminuzione della luce sulla scena (set), ha comportato la necessità di "aprire" il diaframma e l'uso di ottiche sempre più luminose. Dalla seconda metà degli anni trenta, grazie alle lampade più potenti ed alle pellicole più sensibili, fu recuperata la profondità di campo in funzione della narrativa (tra gli altri, Welles-Toland, Ford-Toland, Renoir, Carné ecc.).

La recente tecnologia 3D riduce fortemente la profondità di campo, dando risalto quasi esclusivamente ai soggetti in primo piano.

