Apertura e profondita´ di campo

Apertura e profondita´ di campo: due concetti molto importanti soprattutto in Landecape photography.

In fotografia l´ampiezza dell´apertura del diaframma, espressa in f-stop, controlla due fattori importanti:

1. Profondita di campo (DOF = Deep of Field)): indica la porzione di immagine che e´perfettamente a fuoco; e´delimitato dal punto piu´vicino e piu´lontano che rimangono a fuoco.
2. Quantita´di luce che colpisce il sensore, responsabile della luminosita´dell´immagine, espressa in termini di stops.

Apertura e profondita´ di campo

Indice

• Apertura, Lunghezza focale e F-Stops
• Tipologie di obbiettivi
• Exposure Stops e F-Stops
• Profondita´di campo
• Come scegliere la corretta Apertura e profondita´ di campo

Apertura, Lunghezza focale e F-Stops

Definiamo innanzitutto alcuni concetti di base.

Apertura: indica il diametro (espresso in mm) dell´otturatore aperto
(cioe´quando viene premuto il pulsante di scatto). E´ possibile variare tale valore agendo sull´apposito selettore della fotocamera.

Lunghezza focale: è la distanza (espressa in mm) fra il centro ottico dell’obiettivo e il piano di messa a fuoco (cioè il sensore).
Per questo si chiama anche distanza focale.
Si tratta di una caratteristica dell´obbiettivo (e come tale viene riportata
sull´obbiettivo stesso); per obbiettivi a focale fissa sara´un valore fisso, mentre per obbiettivi zoom, potremo variare questo parametro agendo sulla ghiera dello zoom, incrementando o diminuendo tale valore.

F-Stops: indica il rapporto tra la lunghezza focale e l´Apertura.
E´un numero adimensionale espresso con la notazione f/x

F-Stop (f/x) = Lunghezza focale/Apertura

^{Fonte: Wikipedia}

Come si puo´notare dall´immagine, mantenendo inalterata la lunghezza focale e variando l´apertura otterremo valori di F-Stop differenti.
Da notare inoltre come aumentando i valori di apertura (cioe´diaframma piu´aperto) i valori di F-Stop diminuiscano (i due valori sono inversamente proporzionali).

Molte volte i termine F-Stops e Apertura vengono usati come sinonimo, ma non e´corretto.

Tipologie di obbiettivi

Altro fattore che entra in gioco nel determinare la profondita´di campo e l´ottica utilizzata.

La visone umana ha all´incirca una lunghezza focale di 50mm.
Se paragonate alla visione standard:

• lunghezze focali maggiori di 50mm tenderanno ad ingrandire la scena producendo un campo visivo minore
• lunghezze focali minori di 50mm cattureranno scene piu´ampie producendo un campo visivo maggiore

Possiamo quindi classificare gli obbiettivi in tre categorie:

• Grand´angolo: produce un campo visivo maggiore di quello della visione umana e hanno comunemente una lunghezza focale compresa tra gli 8mm e i 35mm
• Standard: producono un campo visivo simile a quello della visione standard e hanno una lunghezza focale compresa tra i 40mm e i 60mm
• Teleobiettivo: producono un campo visivo maggiore di quello della visione standard e hanno una lunghezza focale dai 70mm a salire

Come detto in precedenza tali valori di lunghezza focale sono indicati come specifiche dell´obbiettivo utilizzato e possono essere variati (per ottiche zoom) utilizzando l´apposita ghiera.
Attenzione pero´ che i valori indicati sono riferiti al formato Full Frame; nel caso si utilizzasse una fotocamera con sensore differente, tali valori devono essere moltiplicati per il corrispettivo valore di crop (Vedi: Dimensioni del sensore & qualita´della foto).

Facciamo un esempio: abbiamo una fotocamera con sensore APSC con fattore di crop 1,5 e utilizziamo un´ottica  con lunghezza focale 70-200mm; in questo caso la reale lunghezza focale sara´: 70-200 x 1,5 = 105-300mm.

Altro fattore che caratterizza le ottiche e´il valore di F-Stop (che indirettamente indica l´apertura che il diaframma puo´raggiungere).
Alcuni obbiettivi presentano un valore di F-Stop identico per tutta la lunghezza focale (generalmente sono obbiettivi di qualita´ superiore e quindi piu´costosi), mentre altri presenteranno un valore minimo e massimo (in corrispondenza dei due valori di lunghezza focale) e rappresentano i valori di F-Stop minimi che l´ottica
e´in grado di gestire a quella lunghezza focale.
I valori di F-Stop possono essere variati con l´apposito selettore della fotocamera, ma non potranno mai essere inferiori al valore minimo consentito dall´ottica a quella lunghezza focale.

Molte volte il valore minimo di F-Stop viene anche indicato come “velocita´della lente“: indica l´apertura massima del diametro dell´otturatore (o il valore minimo di F-Stop) a cui la lente puo´operare  per una determinata lunghezza focale.

Exposure Stops e F-Stops

Cerchiamo di chiarire questo concetto che, soprattutto per chi si avvicina a mondo della fotografia per la prima volta, puo´generare confusione.

Le macchine fotografiche hanno al loro interno un sistema di misurazione (detto metering) con il quale determinano la quantita´di luce che dalla scena colpisce il sensore.

Un Exposure stop (E-Stop abbreviato stop) indica una scala universale per misurare  l´incremento/decremento in luce che colpisce il sensore come conseguenza di variazioni di Shutter speed e F-Stop.

Per gli ISO, un Exposure stop produce un incremento/decremento di amplificazione del segnale, cioe´la quantita´di  luce necessaria per ottenere un´esposizione ottimale (Vedi: ISO e ISO invariance).

In pratica gli stops forniscono un modo semplice per incrementare o ridurre la luminosita´ dell´immagine o di modificare uno dei tre parametri (ISO, Shutter speed, Apertura) del triangolo dell´esposizione.

^{Tabella del triangolo dell´esposizione}

Profondita´di campo

Ora che abbiamo chiari questi concetti base, vediamo come questi vanno ad influire sulla profondita´di campo.

Per un dato valore di Apertura, incrementando la lunghezza focale otterremo dei valori di F-Stop maggiori che comporteranno un incremento della profondita´di campo (e viceversa).
Pero´ per ottiche con elevata lunghezza focale (Teleobiettivi) per una data Apertura, variando la lunghezza focale, avremo poca variazione della profondita´di campo ma la profondita´di campo sara´ limitata.  

Per una data lunghezza focale, incrementando l´Apertura (quindi riduzione dei valori di F-Stop) avremo una riduzione della profondita´di campo, in quanto una maggiore quantita´di luce colpira´ il sensore riducendo la porzione di immagine che rimarra´ a fuoco. Per contro riducendo l´apertura (maggiori valori di F-Stop) una quantita´minore di luce colpira´ il sensore garantendo una porzione di immagine a fuoco maggiore.

Va infine ricordato che la profondita´di campo e´anche dipendente dalla distanza del soggetto ripreso rispetto al punto di ripresa. 
Per avere una visualizzazione di quanto detto, potete usare ad esempio l´App Photopills che vi fornisce due possibilita´:

Inserendo modello di fotocamera e lunghezza focale utilizzata, fornira´ i valori di Profondita´di campo in funzione del valore F-Stop utilizzato e della distanza del soggetto

oppure

Inserendo i valori di lunghezza focale, F-Stop e distanza del soggetto, restituira´i valori di Profondita´di campo e distanza iperfocale.

Come scegliere la corretta Apertura e
profondita´ di campo

Per capire come scegliere i valori di F-Stop corretti per ottenere la profondita´di campo desiderata, e´necessario comprendere il concetto di Shutter speed e ISO.

Questi tre parametri costituiscono il Triangolo dell´esposizione.

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