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- Written by Luca Farris
- Published: 03 December 2019
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Breve ripasso riguardo uno dei fondamenti più importanti del mestiere di fotografo
Per trattare l'argomento della Profondità di Campo è fondamentale intraprendere un breve, ma efficace, percorso che attraversa i temi basilari della tecnica fotografica, e che ci permetterà di comprendere in modo chiaro i meccanismi che portano alla messa a fuoco di un soggetto.
Fotografare, si sa, significa scrivere (o disegnare) con la luce. Lo scrittore utilizza la penna, il pittore usa il pennello... ma quali sono gli strumenti a disposizione del fotografo? vediamoli nel dettaglio.
La Camera Oscura
È un ambiente chiuso fornito di un'unica apertura formata da un foro sufficientemente piccolo (qualche decimo di millimetro) chiamato "foro stenopeico". Dirigendo questa microscopica apertura verso un soggetto ben illuminato si forma, sulla parete interna opposta all'apertura (piano focale), la stessa immagine di dimensioni più piccole e capovolta.
Ciò avviene perché i raggi luminosi, riflessi dal soggetto, attraversano il foro stenopeico in linea retta, poiettandosi in un punto ben preciso del piano focale.
Anche la luce rispetta le regole geometriche, secondo le quali "attraverso due punti passa una, ed una sola, retta".
I raggi luminosi, partendo da un punto, si diffondono in tutte le direzioni; ma attraverso il foro stenopeico ne passa soltanto uno. Questo si posiziona all'interno della camera oscura, proiettando la sua immagine, in un punto preciso del piano focale.
In questo modo (come rappresentato nel disegno), il punto "A" ed il punto "B" vengono proiettati sul piano focale risultando invertiti rispetto alla realtà osservata. Allo stesso modo si comportano tutti gli infiniti punti che formano l'immagine.
Tutti noi, da piccoli e studenti, abbiamo avuto modo di sperimentare questo singolare effetto, a casa o in laboratorio durante l'ora di scienze.
Chi di noi non ha mai costruito il suo primo e rudimentale banco ottico?
Naturalmente questo sistema presenta qualche limite; è bello da un punto di vista didattico, fantastico per l'opportunità di sfidare e comprendere le leggi che regolano il mondo fisico; ma dal punto di vista pratico può non essere particolarmente gratificante: è difficile ottenere un'immagine nitida, è problematico controllare la quantità di luce in entrata e, se le dimensioni del foro non sono quelle giuste, anche la qualità dell'immagine può lasciare molto a desiderare. Questi problemi si risolvono attuando alcuni accorgimenti quali, ad esempio, la sostituzione del minuscolo foro stenopeico con una lente. La "Lente Ottica" è un disco trasparente che permette l'accesso, all'interno camera oscura, di un numero molto superiore di raggi luminosi, ed è costruito in modo tale da proiettare tutti i raggi provenienti dal medesimo punto, nel punto corrispondente del piano focale.
La lente si comporta come un "prisma".
Il Prisma Ottico
Il prisma ottico è un solido di materiale omogeneo, trasparente alla radiazione visibile, limitato da due facce piane e non parallele. L'angolo a formato da queste due facce è detto angolo di rifrangenza del prisma. Se il prisma è più rifrangente del mezzo in cui si trova immerso, un raggio di luce che penetra attraverso la prima faccia, con un angolo di incidenza "i", si rifrange avvicinandosi alla "normale". L'angolo col quale viene deviato il raggio luminoso si chiama angolo emergente "e"
Il prisma ottico viene sfruttato per realizzare più "aperture" al fine di aumentare la quantità di luce proveniente dalla stessa immagine. La sua funzione è quella di deviare i raggi provenienti da un punto esterno, convogliandoli nel medesimo punto equivalente del "Piano Focale" (dove è posizionata la pellicola).
Immaginiamo di poter fruire di 3 aperture poste sul piano ottico attraverso le quali possono passare tutti i raggi luminosi riflessi dal soggetto che stiamo inquadrando: 1 foro stenopeico centrale e 2 prismi ottici sistemati alle due estremità del piano dell'ottica. Il foro stenopeico proietta il raggio diretto del punto di fuoco sul suo equivalente posto sul piano focale, mentre i due prismi deviano i raggi provenienti da A e B attraverso la deviazione generata dall'angolo di incidenza e dall'angolo emergente.
L'immagine accanto, semplificata in modo estremo, mostra come dai punti A e B partano infiniti raggi luminosi, tre dei quali attraversano le tre aperture presenti sul piano dell'ottica. Il foro stenopeico consente il passaggio diretto del raggio luminoso, mentre i due prismi posti alle estremità deviano i raggi facendoli convergere nel medesimo punto del piano focale.
Possiamo dire, semplificando, che la lente ottica (della quale abbiamo fatto cenno poco fa) sia un insieme omogeneo di tanti prismi ottici che dirigono i raggi luminosi all'interno della camera, e che ci permette di scegliere, sistemandola alla distanza opportuna, il piano di fuoco (ossia l'area esterna dove risiede fisicamente il soggetto che intendiamo fotografare).
La Messa a Fuoco
Facendo scorrere il piano dell'ottica avanti o indietro, quindi allontanandolo o avvicinandolo al piano focale, possiamo scegliere il "piano di fuoco", ossia l'area della scena che stiamo inquadrando, riportandola nitidamente sul piano focale (dove risiede la pellicola).
NB: Ho parlato di "area" impropriamente, perché il piano di fuoco è un piano geometrico che contiene tutti i punti che sono a fuoco in un singolo scatto. In altre parole, la fotocamera è in grado di mettere a fuoco solo oggetti ad una distanza ben definita e nient’altro. Una volta messo a fuoco un punto di un piano parallelo al piano focale, tutti gli altri punti appartenenti allo stesso piano saranno a fuoco: quello diventerà il piano di fuoco.
I punti che si trovino anche un milionesimo di millimetro davanti o dietro il piano di fuoco selezionato sono, tecnicamente, fuori fuoco.
Il punto "C" rappresentato nell'immagine qui a sinistra risulta posto in posizione avanzata rispetto al piano di fuoco. In questo caso il punto di intersezione delle linee "FC" (punto focale) non ricade sul piano focale, ma nell'area retrostante. Per questo motivo il punto C non sarà nitidamente distinguibile sul piano focale.
Se si fosse trovato situato posteriormente al piano di fuoco il discorso sarebbe stato lo stesso, con qualche piccola variazione prettamente tecnica.
Il circolo di confusione
Il "Circolo di Confusione" è un effetto ottico determinato dalla capacità del nostro occhio di distinguere cerchi di diametro non inferiore a 0,2mm visti a una determinata distanza; i cerchi di misura inferiore vengono riconosciuti come punti.
Circolo di confusione - per calcolare in maniera standard questa corrispondenza si fa riferimento ad una stampa 20x25cm, osservata da una distanza pari alla diagonale (33cm circa) e tratta da un negativo di formato 20x25cm per contatto diretto, vale a dire senza alcun ingrandimento. Su questa stampa il nostro occhio confonderà con un punto i "cerchietti" di diametro inferiore a 0,2mm.
Il circolo di confusione serve proprio per indicare qual è il limite oltre il quale l’occhio umano considera l’immagine sfocata. In particolare, un occhio umano sano può percepire come distinte linee distanti non meno di 0,2mm tra loro ad una distanza di 33cm.
La Profondità di Campo
Cosa succede, sul piano focale, quando un soggetto è spostato in avanti o indietro rispetto al piano di fuoco?
Molto semplice: si formano dei cerchi.
Il fascio di raggi che convergono oltre il piano focale (formando lì il punto di fuoco) generano un alone circolare sul piano focale. Un cerchio.
Come detto, se questo cerchio non supera una certa dimensione (cioè quella del circolo di confusione) viene interpretato dal nostro occhio come un punto.
Quindi, sebbene il piano di fuoco sia sempre e soltanto uno, anche gli oggetti situati ad una distanza simile, maggiore o minore, per effetto del circolo di confusione saranno sufficientemente nitidi e distinguibili dal nostro occhio. In questo modo abbiamo la sensazione che, man mano che ci si allontana dal piano di fuoco, gli elementi appariranno progressivamente più sfocati.
L’area attorno al piano di messa a fuoco, all’interno della quale si può apprezzare una nitidezza accettabile, è detta profondità di campo ed a seconda delle circostanze può essere più o meno estesa. In alcuni casi essa copre solo pochi millimetri (nella macrofotografia, ad esempio) mentre in altre situazioni può estendersi addirittura all’intera immagine (fotografia paesaggistica).
L'estensione della profondità di campo può essere regolata mediante l'uso del diaframma.
Il Diaframma
è uno degli elementi che, insieme al tempo di scatto e alla sensibilità ISO, determina la quantità di luce che, passando attraverso l’obiettivo, finisce per impressionare la pellicola o il sensore (posti sul piano focale). Tecnicamente è composto da una serie di lamelle sovrapposte che, a seguito del movimento di rotazione, si aprono o si chiudono modificando l'area della lente attraverso la quale passa la luce.
La funzione principale è quella regolare l'esposizione dell'immagine, ma una funzione secondaria (in quanto indiretta e non perché meno importante) è proprio quella di regolare l'ampiezza della profondità di campo. L'apertura del diaframma regola la dimensione del fascio di luce che colpisce il piano focale quindi, a tutti gli effetti, regola la dimensione del cerchio che si genera quando il soggetto è spostato dal piano di fuoco.
Un diaframma completamente aperto genera cerchi molto grandi, e il punto B risulta poco definito o addirittura indistinguibile...
..un diaframma più chiuso genera cerchi più piccoli, e lo stesso punto B dell'immagine (se il cerchio corrispondente rientrasse nelle dimensioni del "Circolo di Confusione") potrebbe apparire nitido al nostro occhio.
