Aprendendo sobre o que é profundidade de campo

Profundidade de campo

Primeiramente, profundidade de campo é a gama de distâncias em torno do plano focal na qual há nitidez aceitável. A profundidade de campo depende dos tipos de câmera, aberturas e distâncias.

Apesar disso, também é influenciada pelo tamanho da impressão e pela distância de visualização da imagem.

Esta matéria foi pensada para ajudar a melhorar a compreensão intuitiva e a técnica de profundidade de campo aplicada na fotografia.

Ela não muda em nenhuma região da imagem de modo abrupto, ou seja, em nenhum ponto observa-se transição de nitidez total para desfoque, sempre ocorre uma transição gradual.

Na verdade, tudo imediatamente em frente ou atrás do plano de foco já começa a perder nitidez. Nesse sentido, mesmo que não percebamos com nossos olhos ou pela resolução da câmera.

Círculo de confusão

Não existe um ponto crítico de transição, um termo mais rigoroso chamado de ‘círculo de confusão’ é usado. Este termo define quanto um ponto precisa estar borrado para ser visto como desfocado.

A região onde o círculo de confusão se torna perceptível está fora da profundidade de campo e então não é mais ‘aceitavelmente nítida’, isto é, está fora de foco.

O círculo de confusão acima teve o tamanho exagerado para ficar mais claro; na realidade ele teria um tamanho equivalente a uma pequena fração da área do sensor da câmera.

Quando que um círculo de confusão se torna perceptível aos nossos olhos?

É aceitavelmente nítido quando é definido de uma maneira não muito rigorosa como um que não é percebido se observado a uma distância de 30 cm e numa impressão padrão de 20×25 cm.

Considerando essas distância e tamanho, os fabricante de câmera assumem que um círculo de confusão é irrelevante quando não é maior que 0.2mm. Como resultado, os fabricantes de câmera usam esse padrão quando mostram os marcadores de profundidade de campo em lentes.

Na realidade, alguém com uma visão ‘normal’ pode discernir elementos com 1/3 desse tamanho ou menores, assim, o círculo de confusão deve ser ainda menor do que 0.2mm para produzir nitidez aceitável.

Há um círculo de confusão máximo diferente para cada tamanho de impressão e distância de visualização da mesma.

O círculo de confusão é menor que a resolução da sua tela para os dois pontos mais próximos ao ponto de foco. Por isso, é considerado dentro da profundidade de campo.

Em outras palavras, é baseada em onde o círculo de confusão se torna menor que o tamanho de um pixel do sensor da sua câmera digital.

O que é Bokeh?

Note que a profundidade de campo só determina um valor máximo para o círculo de confusão, e não o que acontece em regiões fora de foco. Essas regiões são chamadas de ‘bokeh’ (do japonês, pronuncia-se ‘bou’-‘quei’).

Duas imagens com profundidade de campo idênticas podem ter bokeh muito diferentes uma da outra, já que isso depende da forma do diafragma da lente.

Na realidade, o círculo de confusão não é um círculo, mas normalmente pode ser aproximado por um já que é pequeno próximo ao ponto de foco. Quando ele se torna grande, a maioria das lentes geram uma forma poligonal com algo entre 5 a 8 lados.

Controlando a profundidade de campo

Apesar do tamanho de impressão e a distância de visualização serem fatores importantes, pois influenciam na aparência do círculo de confusão para os nossos olhos; ainda assim, a abertura e a distância focal são dois elementos chave. São eles que determinam quão grande o círculo de confusão será no sensor da sua câmera.

Aberturas maiores (F menores) e distâncias de foco mais próximas produzem profundidades de campo mais rasas. O seguinte teste foi feito variando-se a abertura, mas com a distância de foco fixa e com uma lente de 200mm numa câmera digital com um sensor com fator de corte de 1.6X (ou seja, a lente é equivalente a uma de 320mm em uma câmera de 35mm):

Esclarecendo: distância focal e profundidade de campo

Não mencionamos que distância focal influencia, como um fator, a profundidade de campo. Mesmo que as câmeras teleobjetivas aparentem criar uma profundidade de campo muito mais rasa. Frequentemente, por ser usada para fazer com que o sujeito da foto aparente, ser maior quando o fotógrafo não consegue se aproximar dele.

Se o sujeito ocupar a mesma fração do visor da câmera (magnificação constante) para ambos uma lente grande angular e uma teleobjetiva, a profundidade de campo total é praticamente a mesma com a distância focal!

Um pouco mais de Informação sobre Distância Hiperfocal

Nesse interim, descrevemos a profundidade de campo como ‘quase’ constante pois há casos limite onde isso não é verdade. Distâncias de foco que resultam em maior magnificação, ou seja, muito próximas da ‘distância hiperfocal’, têm nas lentes grande angulares uma profundidade de campo maiores que teleobjetivas.

Por outro lado, para situações de grande magnificação, os cálculos tradicionais de profundidade de campo se tornam imprecisos pelo fator: magnificação da pupila. À primeira vista, age contra o aumento de profundidade de campo para a maioria das grandes angulares, e a favor para as teleobjetivas e macro.

Macro Fotografia

No outro caso limite, próximo da distância hiperfocal, o aumento da profundidade de campo surge devido ao fato das grandes angulares terem maior profundidade de campo atrás do plano de foco, e assim podem alcançar nitidez maior no infinito para qualquer distância de foco.

Fica claro, e obriga a uma proximidade muito maior com a lente grande angular ou uma distância muito grande com a teleobjetiva, como é demonstrado na seguinte tabela:

Obs.: Os cálculos de profundidade de campo foram feitos usando-se como referência uma Canon 20D (fator de corte 1.6X), uma abertura de f/4.0 e um círculo de confusão de 0.0206 mm.

Mudanças sutís, efeitos reais.

Devemos perceber que há realmente uma sutil mudança para as menores distâncias focais. Isso é um efeito real, mas é desprezível quando comparado com a abertura e a distância de foco.

Mesmo a profundidade de campo total sendo praticamente desprezível, a fração de profundidade de campo que está em frente e atrás da distância de foco muda com a distância focal, como vemos abaixo:

Isso mostra uma limitação do conceito tradicional de profundidade de campo. Notadamente, ele só leva em conta a profundidade de campo total e não sua distribuição em torno do plano de foco. Seja como for, mesmo que ambos contribuam para a percepção de nitidez.

Uma lente grande angular tem uma transição mais gradual da profundidade de campo atrás do plano de foco do que na frente, o que é importante para fotografias de paisagens.

Distância focal

Em suma, objetos numa distância fixa é focado à partir de um mesmo local, uma objetiva com distância focal maior terá uma profundidade de campo menor. Afinal, apesar das imagens aparentarem algo completamente diferente.

Isso é mais próximo ao uso diário dos diferentes tipos de lentes, mas é um efeito devido a magnificação e não distância focal. Lentes com distâncias focais maiores também aparentam ter uma profundidade de campo menores pois eles achatam a perspectiva.

Isso resulta em fundos muito maiores relativamente ao primeiro plano, mesmo se não tendo maior detalhamento. Notamos também que aparenta ser menor para câmeras SLR do que para compactas digitais. Ainda mais, pois as SLR necessitam menores distâncias focais para atingir o mesmo espaço de visão.

Calculando a profundidade de campo

Quando calculamos a profundidade de campo é necessário decidir valores para o máximo círculo de confusão permissível. Notadamente, Isso se baseia tanto no tipo de câmera, quanto na combinação entre a distância de visualização e o tamanho da impressão.

Normalmente, estes cálculos assumem que é necessário haver elementos com tamanho de 0.02cm para uma nitidez aceitável. Em outras palavras, como discutido anteriormente, as pessoas com visão 20/20 podem ver elementos com 1/3 desse tamanho.

Se você usar esse padrão, lembre-se que as partes próximas aos limites do campo podem não estar aceitavelmente nítidas.

Profundidade de foco

O conceito de profundidade de foco, também chamado de espalhamento de foco. O círculo de confusão difere pois descreve a distância sobre a qual a luz é focalizada no sensor. Assim em oposição a quanto do sujeito da foto está em foco.

Por quê não utilizar a menor abertura (maior número F) para alcançar a maior profundidade de campo?

A princípio, isso requer tempos de exposição muito longos e proibitivos sem tripé. Aberturas muito pequenas suavizam as imagens criando um círculo de confusão grande. Ou seja, devido a um efeito chamado de difração, mesmo dentro do plano de foco.

A difração se torna um efeito limitante quando as aberturas diminuem. Notadamente, o fator “magnificação da pupila” influencia na fotografia macro. Esse é igual a um para lentes que são simétricas internamente, mas para teleobjetivas é muito menos e para grandes-angulares é muito mais que um.

Instagram: @helinho.cabelera

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