Circolo di confusione e profondità di campo

Il circolo di confusione è un parametro ottico relativo alla nitidezza delle immagini.

Possiamo immaginare il fascio di luce che trasforma l’informazione relativa ad un punto dell’immagine come un cono che parte dal soggetto e arriva alla lente, la quale ha il compito di “ribaltare” il cono facendo riconvergere il fascio ad un punto proiettato sul sensore o sulla pellicola.

Il soggetto è a fuoco quando il cono termina esattamente sul sensore, disegnando un punto. Gli elementi posti a distanze diverse proietteranno invece dei cerchi con un raggio che varia in funzione della distanza dalla linea di fuoco (vedi figura).

Come abbiamo già detto quando abbiamo parlato di iperfocale, l’occhio umano ha un certo margine di tolleranza all’interno del quale può considerare una immagine molto nitida come messa a fuoco, anche se in realtà ingrandendo si può notare una certa sfocatura, ossia anziché un punto si scorge un piccolo cerchio. Il circolo di confusione è appunto il più piccolo cerchio che l’occhio umano può percepire come tale, ossia dotato di un certo raggio, da una certa distanza. Cerchi più piccoli verrebbero visti come punti privi di dimensioni.

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 0,2 mm tra loro ad una distanza di 25 cm.

Quando osserviamo una foto lo facciamo sempre o su una stampa o su un monitor e non sulla pellicola o sul sensore, situazioni in cui l’immagine è stata fortemente ingrandita rispetto appunto alla sorgente. Quindi bisogna valutare, per un supporto, qual è il fattore di ingrandimento rispetto al sensore/pellicola e dividere il circolo di confusione per questo fattore di ingrandimento. Ad esempio, se il sensore è un APS-C da 22.2×14.18 mm e vogliamo stampare la foto su un comune 15×10 cm (150×100 mm) significa che il fattore di ingrandimento è circa di 6.7 volte e quindi il circolo di confusione da usare dovrebbe essere 0.2 / 6.7 = 0.029 mm.

Considerazioni circa la profondità di campo

Il circolo di confusione è molto usato specialmente da chi fabbrica obiettivi, come fattore che ne determina la qualità. Inoltre, è un importante concetto che sta alla base della teoria della profondità di campo, in quanto si capisce perché per ridurla o aumentarla, è necessario in fondo agire proprio sui circoli di confusione, rispettivamente allargandoli o restringendoli.

Prendiamo ad esempio il diaframma: allargandolo o restringendolo, andiamo proprio ad allargare o restringere i coni di proiezione sul sensore / pellicola, per cui andiamo a diminuire o ad aumentare la quantità di punti che effettivamente vengono proiettati come tali sul supporto impressionabile rispetto ai cerchi. In che modo? Se si guarda lo schema sottostante, si capisce subito che i circoli disegnati sul sensore si allargano molto più velocemente mano a mano che ci si allontana dal piano di fuoco quando il cono è più largo, il che dimostra che allargare il diaframma riduce la profondità di campo.

Oltre al diaframma, sappiamo bene che uno dei fattori che incide sulla profondità di campo è la lunghezza focale, che ricordiamo essere la distanza tra la lente e il piano di proiezione. Se riconsideriamo lo schema di prima, però, possiamo intuire facilmente che se si allontana il piano di proieizione dalla lente il cono di luce si stira longitudinalmente, diminuendo il raggio e quindi il raggio dei circoli portandoci alla conclusione contraria alle nostre aspettative: la lunghezza focale incide positivamente sulla profondità di campo (anche se molto meno del diaframma).

Perché però nella realtà quotidiana sperimentiamo esattamente l’effetto inverso?

Questo è dovuto al fatto che le ottiche “lunghe” si usano in modo molto diverso dalle normali o dai grandangoli. Se consideriamo a titolo di esempio un obiettivo da 200mm confrontato con un 50mm, con il primo riusciamo ad isolare un dettaglio piuttosto lontano da noi, il quale occuperà una buona area dell’immagine finale; con il secondo obiettivo, se fotografassimo alla stessa distanza otterremmo un’immagine molto diversa. Potremmo dunque avvicinarci fino ad ottenere lo stesso rapporto tra il soggetto e l’area complessiva della foto che avevamo ottenuto col 200mm e allora noteremmo che effettivamente la profondità di campo è un po’ diminuita. Infatti qui ritroviamo un altro concetto che l’esperienza ci insegna molto bene: più il soggetto che mettiamo a fuoco è vicino alla lente, più si stringe la profondità di campo.