Profondità di campo: come apertura, distanza, focale e sensore lavorano insieme

Una sola distanza è un punto sul sensore. Diaframma, distanza del soggetto, focale e dimensione del sensore decidono quanto resta nitido davanti a quel punto e dietro.

Che cosa vuoi che faccia la foto?

Mentre scatti non ti servono le formule. Quasi ogni scelta è una di queste tre.

Calcolatore di profondità di campo

Nitidezza
0,030 mm

Fotocamera a sinistra, sguardo verso la scena: vicino, poi il fuoco, poi lontano. Non in scala. Il varco giallo è il circolo di confusione, disegnato più grande di quanto sia.

Profondità totale
4,5 cm
1,978 m – 2,023 m
Davanti / dietro
49,4% (2,2 cm) / 50,6% (2,3 cm)
Iperfocale
172,1 m
Sfuocato sul soggetto
60,7 mm sul soggetto, non sul sensore
Apri queste impostazioni nel simulatore di ritratto 3D

Lo standard è il limite consueto per una stampa o una foto sullo schermo: 0,030 mm sul full frame. Il circolo in uso è 0,030 mm. 12 MP, 24 MP e 48 MP contano un pixel di un file 3:2 (0,0085 mm, 0,006 mm e 0,0042 mm sul full frame), ed è molto più stretto. Gli altri sensori lo scalano con la diagonale.

Perché c'è una zona nitida e non una linea sottile

La luce di un punto del soggetto entra da tutta l'apertura e si stringe a cono. Solo la distanza di messa a fuoco si incontra in un punto sul sensore.

Un punto un po' più vicino o più lontano arriva sul sensore prima o dopo quella punta, e lascia un disco. Finché il disco resta nel circolo di confusione, c = 0,030 mm sul full frame, sembra ancora nitido.

Chiudendo, le lamelle stringono il cono. Un cono più stretto resta sotto c per una distanza più lunga, quindi la zona nitida si approfondisce.

Diaframma, distanza e la regola del terzo

Il diaframma scala la zona in proporzione al numero di diaframma. Da f/2 a f/4 la pupilla d'ingresso si dimezza. A 85 mm e 2 m la zona nitida passa da 6,4 cm a 12,7 cm.

La distanza del soggetto agisce molto di più. A 50 mm f/1.8 la zona è 4,1 cm a 1,0 m e 16,9 cm a 2,0 m. Doppia distanza, zona circa quattro volte più profonda.

La regola «un terzo davanti, due terzi dietro» è una distanza precisa, non una legge. Davanti al soggetto la zona va dal soggetto al limite vicino. Dietro, dal limite lontano al soggetto. Quel rapporto è circa uno a due solo quando il soggetto sta a un terzo della distanza iperfocale. A distanza di ritratto la divisione è quasi pari. All'iperfocale il limite lontano è l'infinito e il limite vicino sta circa a metà di quella distanza.

85 mm su full frame, fuoco a 2,00 m. c = 0,030 mm.
DiaframmaPupilla d'ingressoVicinoLontanoTotaleDavanti / dietroIperfocale
f/1.270,8 mm1,981 m2,019 m3,8 cm49,5% (1,9 cm) / 50,5% (1,9 cm)200,8 m
f/1.460,7 mm1,978 m2,023 m4,5 cm49,4% (2,2 cm) / 50,6% (2,3 cm)172,1 m
f/1.847,2 mm1,972 m2,029 m5,7 cm49,3% (2,8 cm) / 50,7% (2,9 cm)133,9 m
f/2.830,4 mm1,956 m2,045 m8,9 cm48,9% (4,4 cm) / 51,1% (4,5 cm)86,10 m
f/421,3 mm1,938 m2,066 m12,7 cm48,4% (6,2 cm) / 51,6% (6,6 cm)60,29 m
f/5.615,2 mm1,915 m2,093 m17,8 cm47,8% (8,5 cm) / 52,2% (9,3 cm)43,09 m
f/810,6 mm1,881 m2,135 m25,5 cm46,8% (11,9 cm) / 53,2% (13,5 cm)30,19 m
50 mm f/1.8 su full frame. c = 0,030 mm.
Distanza del soggettoVicinoLontanoTotaleDavanti / dietroInquadratura tipica
0,70 m0,690 m0,710 m2,0 cm49,3% (1,0 cm) / 50,7% (1,0 cm)Volto stretto
1,00 m0,980 m1,021 m4,1 cm49,0% (2,0 cm) / 51,0% (2,1 cm)Testa e spalle
1,50 m1,454 m1,548 m9,4 cm48,4% (4,6 cm) / 51,6% (4,8 cm)Mezza figura
2,00 m1,919 m2,088 m16,9 cm47,9% (8,1 cm) / 52,1% (8,8 cm)Ritratto ambientato
3,00 m2,820 m3,204 m38,3 cm46,8% (18,0 cm) / 53,2% (20,4 cm)Figura intera
5,00 m4,518 m5,598 m1,08 m44,7% (48,2 cm) / 55,3% (59,8 cm)Gruppo
10,0 m8,233 m12,734 m4,50 m39,3% (1,77 m) / 60,7% (2,73 m)Strada
A sinistra 35 mm, più vicino alla persona. A destra 85 mm, più lontano, la testa della stessa dimensione. Entrambi a f/2. Apri questa coppia più grande

Una focale più lunga dà meno profondità di campo?

Dipende da se resti dove sei. Una focale più lunga spesso sfuoca di più lo sfondo. Sono due fotografie, non una regola sola.

Resta a 2,0 m e la focale più lunga ingrandisce. Un 24 mm f/2 tiene nitidi 85,7 cm. Un 135 mm f/2 dallo stesso punto tiene nitidi 2,5 cm. La persona diventa molto più grande nel fotogramma, e la zona nitida crolla.

Arretra così la testa resta della stessa dimensione, e la zona intorno alla persona torna. Un 24 mm a 0,96 m e un 135 mm a 5,40 m tengono entrambi circa 18,9 cm–18,7 cm nitidi. Le foto restano diverse. Il 135 mm mostra una fetta più stretta dello sfondo, e il dettaglio lontano appare molto più morbido. Compressione

Full frame, f/2, c = 0,030 mm. La stessa testa corrisponde a un 50 mm a 2,00 m. La colonna dello sfuocato è quella dimensione sul soggetto, non un cerchio sul sensore.
FocaleZona nitida se resti a 2,0 mDistanza per la stessa testaZona nitida a quella distanzaSfuocato sul soggetto
24 mm85,7 cm0,96 m18,9 cmØ 12,0 mm
35 mm38,8 cm1,40 m18,8 cmØ 17,5 mm
50 mm18,7 cm2,00 m18,7 cmØ 25,0 mm
85 mm6,4 cm3,40 m18,7 cmØ 42,5 mm
135 mm2,5 cm5,40 m18,7 cmØ 67,5 mm

Dimensione del sensore, circolo di confusione ed equivalenza

Un sensore più piccolo va ingrandito di più per la stessa stampa, quindi il disco più grande ancora nitido è più piccolo. Il circolo qui è 0,030 mm per la diagonale del sensore divisa per la diagonale full frame.

Lo stesso angolo di un 50 mm full frame chiede una focale più corta, del fattore di crop. La focale è al quadrato nella formula e il circolo si riduce solo con il crop, quindi quella focale più corta allo stesso diaframma tiene più soggetto nitido, circa del fattore di crop. Per eguagliare angolo e profondità, dividi anche il diaframma per il crop.

Fattore di crop 56mm APS-C contro 85mm full frame

Stesso angolo di un 50 mm full frame, fuoco a 2,00 m, tutti a f/2. La focale è la focale reale su quel sensore.
FormatoDimensioniCropCircolo di confusioneFocaleProfonditàIperfocale
1 pollice13,2×8,82,73×0,0110 mm18,3 mm52,7 cm15,30 m
Micro Four Thirds17,3×132,00×0,0150 mm25,0 mm38,2 cm20,86 m
APS-C23,6×15,71,53×0,0197 mm32,8 mm28,9 cm27,33 m
Full frame36×241,00×0,0300 mm50,0 mm18,7 cm41,72 m
Medio formato digitale43,8×32,90,79×0,0380 mm63,3 mm14,7 cm52,82 m
Medio formato 64556×41,50,62×0,0483 mm80,5 mm11,4 cm67,20 m
Medio formato 6×770×560,48×0,0622 mm103,6 mm8,8 cm86,43 m
Grande formato 4×5121×960,28×0,1071 mm178,5 mm4,9 cm148,9 m
Grande formato 8×10240×1900,14×0,2122 mm353,7 mm2,2 cm295,1 m

Distanza iperfocale

Metti a fuoco sulla distanza iperfocale e la zona nitida va da circa metà di quella distanza fino all'infinito. È il massimo di profondità che raggiunge ancora l'infinito.

La tabella è full frame, c = 0,030 mm. A parità di focale e diaframma, un sensore più piccolo spinge la distanza iperfocale più lontano, perché il suo circolo di confusione è più piccolo. A 50 mm f/2 sono 41,72 m sul full frame, 63,65 m su APS-C e 83,36 m su Micro Four Thirds, circa 1,53 volte e il doppio. Dividere per il fattore di crop vale solo nell'altro caso: si accorcia anche la focale per tenere lo stesso angolo. Il controllo del sensore sopra usa la diagonale esatta.

Le quattro formule

  • H = f² / (N c) + f
  • Vicino = H s / (H + s − f)
  • Lontano = H s / (H − s + f), oppure infinito quando s raggiunge H
  • Disco dello sfondo sul soggetto = f / N
Distanza iperfocale su full frame, c = 0,030 mm. Stessa focale su un sensore più piccolo: moltiplica per il fattore di crop. Stesso angolo: dividi per esso.
Focalef/1.4f/2f/2.8f/4f/5.6f/8f/11f/16
16 mm6,11 m4,28 m3,06 m2,15 m1,54 m1,08 m0,79 m0,55 m
24 mm13,74 m9,62 m6,88 m4,82 m3,45 m2,42 m1,77 m1,22 m
28 mm18,69 m13,09 m9,36 m6,56 m4,69 m3,29 m2,40 m1,66 m
35 mm29,20 m20,45 m14,62 m10,24 m7,33 m5,14 m3,75 m2,59 m
50 mm59,57 m41,72 m29,81 m20,88 m14,93 m10,47 m7,63 m5,26 m
85 mm172,1 m120,5 m86,10 m60,29 m43,09 m30,19 m21,98 m15,14 m
135 mm434,1 m303,9 m217,1 m152,0 m108,6 m76,07 m55,36 m38,10 m
200 mm952,6 m666,9 m476,4 m333,5 m238,3 m166,9 m121,4 m83,53 m

Vedi anche il bokeh, Compressione e Come la vista ritratto misura la zona.

Domande

Quale circolo di confusione si usa?

Per una stampa o una foto sullo schermo lo standard è 0,030 mm sul full frame. 12 MP, 24 MP e 48 MP usano un pixel di un file 3:2: 0,0085 mm, 0,006 mm e 0,0042 mm. Il circolo in uso è 0,030 mm. Gli altri sensori lo scalano con la diagonale.

La profondità di campo è sempre un terzo davanti e due terzi dietro?

No. Quella divisione vale quando il soggetto sta a un terzo della distanza iperfocale. A distanza di ritratto la divisione è quasi pari. All'iperfocale il limite lontano è l'infinito e il limite vicino è circa metà della distanza iperfocale.

Una focale più lunga dà meno profondità di campo?

Se resti nello stesso punto, sì. La persona diventa più grande e la zona nitida crolla. Se arretri così la testa resta della stessa dimensione, la zona intorno alla persona resta circa la stessa. Lo sfondo lontano si sfuoca comunque di più, perché la focale più lunga ingrandisce una fetta più stretta.

Che cos'è la distanza iperfocale?

H = f² / (N c) + f. Metti a fuoco lì e la zona va da circa H/2 all'infinito. Più vicino, l'infinito non è più nella zona nitida.

Perché l'APS-C mostra più profondità di campo del full frame?

Lo stesso angolo chiede una focale più corta, e quella allo stesso diaframma tiene una zona più profonda. Per eguagliare angolo e profondità, dividi anche il diaframma per il fattore di crop.