Jump to content
Nagno

Chiarimento sull'apertura del diaframma

Recommended Posts

Ciao a tutti,

da un po' di tempo mi ronza in testa una domanda alla quale non riesco a darmi una risposta, anche documentandomi in internet.

Premetto che possiedo solo una bridge Sony DSC-HX400V (ottica zoom fissa 4,3-215mm F2,8-6,3 con sensore da 1/2,3") e non ho quindi la possibilità di valutare di persona la differenza che avrei su una reflex ad esempio FF.

La domanda è: il valore di apertura (f/stop) ha "valenza" universale?

Mi spiego meglio... so che il valore di apertura esprime il rapporto tra il diametro del diaframma e la lunghezza focale, e quindi è relativo all'ottica utilizzata, ma l'effetto che ha sulla quantità di luce (ovviamente a parità di tempo di esposizione e valore ISO) e sulla profondità di campo è sempre lo stesso a prescindere da altri parametri (ad esempio la dimensione del sensore o la lunghezza focale)?

Ad esempio, so che la qualità dell'ottica nel suo insieme ne determina la luminosità finale, ma vorrei sapere se una foto scattata a F2,8 sulla mia bridge con un sensore di dimensioni ridicole sarà esposta (più o meno) come la stessa foto scattata sempre a F2,8 con una FF e se la profondità di campo sarà la stessa o può cambiare sensibilmente a seconda della fattura della lente o di altri parametri.

Lo stesso dicasi per le fotocamere degli smartphone: lenti e sensori tanto piccoli, daranno lo stesso risultato a parità di f/stop rispetto alla mia bridge?

Spero possiate schiarirmi le idee.

Grazie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Diciamo che la risposta è un po' complicata da spiegare.

Dipende se il "test" lo fai inquadrando lo stesso soggetto o lasciando fissa la posizione di scatto.
Dico questo perchè al diminuire del sensore aumenti il fattore di crop e con esso riduci l'angolo di campo, quindi a parità di focale, man mano che dimuisce il sensore inquadri una porzione sempre più piccola della scena.

A sentimento direi che la profondità di campo aumenta con l'aumentare del sensore.
Ho fatto alcune prove con questo sito ed impostando i seguenti paramentri:

Focal Lenght: 80mm
Selected f/stop: 2.8
Subject distance: 5m

Usando una 5D, quindi FF, ho questi risultati:

Depth of field 
Near limit  4.69 m
Far limit  5.35 m
Total  0.66 m

 

Mentre usando una 7D, quindi APS-C, ho questi:

Depth of field 
Near limit  4.8 m
Far limit  5.22 m
Total  0.41 m

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 ore fa, AlFaver dice:

Ho fatto alcune prove con questo sito ed impostando i seguenti paramentri:

Focal Lenght: 80mm
Selected f/stop: 2.8
Subject distance: 5m

Usando una 5D, quindi FF, ho questi risultati:

Depth of field 
Near limit  4.69 m
Far limit  5.35 m
Total  0.66 m

 

Mentre usando una 7D, quindi APS-C, ho questi:

Depth of field 
Near limit  4.8 m
Far limit  5.22 m
Total  0.41 m

Ciao,

ho utilizzato il sito che hai segnalato e ho fatto delle prove anche io immaginando però di mantenere fisso il punto di scatto e l'inquadratura (quindi adattando la lunghezza focale al sensore in uso, è corretto?). Ho cercato di simulare una situazione in cui mi trovo spesso a scattare, con la lunghezza focale al minimo per avere la massima apertura e il soggetto più vicino possibile (nei casi di seguito ho utilizzato 50cm per motivi di approssimazione dei risultati attuata del sito):

  • Camera: Sony DSC-HX200V (non è la mia, ma il sensore è lo stesso 1/2.3")
  • Focal length: 4.3
  • f-stop: f/2.8
  • Subject distance: 0.5m

Risultato:

Depth of field 
  Near limit          0.36 m
  Far limit            0.81 m
  Total                 0.44 m

mentre con una full frame:

  • Camera: 5D (FF)
  • Focal length: 24.3 (dovrebbe essere più o meno l'equivalente del mio 4.3)
  • f-stop: f/2.8
  • Subject distance: 0.5m

Risultato:

Depth of field 
  Near limit          0.47 m
  Far limit            0.54 m
  Total                 0.07 m

Quindi quello che dici tu, cioè che il DoF è proporzionale al sensore, è corretto ma solo considerando fissa la lunghezza focale. Se invece voglio fotografare il profilo di un volto a mezzo metro di distanza con una data inquadratura, con la mia bridge ho una profondità di 44cm (includo tutta la testa e anche le spalle), mentre con una FF di 7cm (poco più della larghezza di un occhio).

Giusto?

Grazie

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 minuti fa, Nagno dice:

Cut

A calcoli si ... ma qualcosa in testa mi dice che non è corretto.

In teoria aumentanto il sensore, dovrebbe aumentare la pdc in quanto sfrutti una porzione di immagine maggiore.
Con un sensore croppato, la pdc dovrebbe diminuire dato che "zoommi" e quindi ti avvicini al soggetto.

Purtroppo non so darti una risposta precisa, ma devo però ammettere che difficilmente quei calcoli sbagliano.
Aspettiamo uno un po' più esperto, sono curioso anche io.

Share this post


Link to post
Share on other sites
28 minuti fa, il signor mario dice:

Il concetto è semplice: ritagliando uno scatto 24x36 fino al formato APS cambia la profondità di campo? 

In teoria no, però da qualche parte avevo letto che lo stacco dei piani (che forse è una cosa diversa) aumenta sulle FF

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 ore fa, AlFaver dice:

In teoria no, però da qualche parte avevo letto che lo stacco dei piani (che forse è una cosa diversa) aumenta sulle FF

Lo stacco dei piani o tridimensionalità dell'immagine è più che altro un dato percettivo dovuto ai migliori passaggi tonali del 24x36.nel medio formato è ancora più percepibile, la profondità di campo di fatto è la stessa indipendentemente dal formato del supporto sensibile, ovviamente a parità di condizioni

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 ore fa, il signor mario dice:

Il concetto è semplice: ritagliando uno scatto 24x36 fino al formato APS cambia la profondità di campo? 

No, ma "ritagliare" uno scatto equivale (e non ne sono convinto, infatti i test fatti da AlFaver dicono che c'èuna differenza) ad utilizzare la stessa FL con i due sensori.

Se voglio mantenere la stessa scena devo "adattare" una delle due FL e dai miei test risulta che la profondità di campo in questo caso cambia parecchio. A meno che non abbiamo sbagliato a considerare qualche fattore.

E per quanto riguarda la quantità di luce? Anch'essa sarà proporzionale al sensore? A logica mi viene da dire che a parità di apertura (f-stop) un diaframma più aperto (diametro) fa entrare più luce e quindi dipende molto dalla dimensione fisica del gruppo ottico. Mami chiedo come possa uno smartphone fare foto molto luminose con gruppi ottici mimoaturizzati.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Forse è meglio mantenere separate le due domande che poni che, in estrema sintesi, sono:

  1. l’esposizione con lo stesso valore d’apertura su obiettivi diversi si mantiene uniforme?
  2. da cosa dipende la profondità di campo?

Risposta 1

L’apertura relativa è data dal rapporto fra la lunghezza focale dell’ottica e l’apertura fisica del diaframma; questa definizione è stata introdotta proprio allo scopo di rendere “universali” i valori dell’apertura del diaframma ossia per fare in modo che uguali valori del numero N producano un ugual effetto sull’esposizione, indipendentemente dall’obiettivo impiegato. Se così non fosse, il calcolo dell’esposizione diventerebbe molto problematico e potremmo utilizzare solo letture TTL (dovremmo pure buttar via gli esposimetri esterni). Quindi diciamo pure che, impostando lo stesso numero N su obiettivi differenti, otterremo lo stesso effetto sull'esposizione.

Nonostante ciò, il tuo dubbio è legittimo: perché solo gli obiettivi “ideali” trasmettono il 100 percento della luce inquadrata; nei sistemi ottici reali, invece, esistono molti fattori che provocano la dispersione dei raggi luminosi al loro interno (ad esempio il numero di lenti, la bontà del trattamento antiriflesso, la qualità del vetro ottico e così via). Poiché queste caratteristiche variano da obiettivo ad obiettivo, potremmo effettivamente temere che due obiettivi diversi, pur regolati sullo stesso valore di apertura, facciano arrivare sul sensore delle quantità di luce non perfettamente identiche. Molto tempo fa, prima dell’introduzione del trattamento antiriflessi, questo problema era realmente presente e non a caso a quei tempi, in luogo del numero N, si utilizzava il numero T il quale considerava pure la cosiddetta trasmettività dell’obiettivo al fine di portare in conto quelle frazioni di luce  assorbite dal vetro o perse per riflessione sulle superfici delle lenti. Oggi però, grazie al perfezionamento del trattamento antiriflesso, il numero T è caduto praticamente in disuso: viene usato ancora in cinematografia, mentre in fotografia viene adoperato solo su alcune ottiche speciali (come quelle contenenti elementi ottici d’apodizzazione) o anche dai laboratori di misura per valutare le prestazioni di un’ottica (ad esempio per verificare se l’apertura massima dichiarata dai costruttori corrisponda al vero).

Risposta 2

Dalla formula della profondità di campo si evince che questa grandezza aumenta:

  • alla chiusura del diaframma (ossia per i numeri N più alti);
  • al crescere della distanza dal soggetto;
  • al diminuire della lunghezza focale.

Le variazioni della distanza dal soggetto e della lunghezza focale impattano sulla profondità di campo in misura maggiore di quanto non faccia il diaframma perché, nella formula di calcolo, esse appaiono elevate al quadrato. In verità ci sarebbe anche una quarta grandezza che influisce sulla profondità di campo, il cosiddetto circolo di confusione: tuttavia, trattandosi di un valore fisso convenzionale non regolabile dal fotografo, il suo valore non ha rilevanza operativa.

La teoria, dunque, dimostra inconfutabilmente che la profondità di campo varia solo ed esclusivamente con le quattro grandezze sopra menzionate e che, se nessuna di quelle quattro grandezze varia, la profondità di campo rimane a sua volta invariata. Ma allora perché si sente spesso affermare che la profondità di campo dipende pure dalla grandezza del sensore? Se la profondità di campo è una proprietà intrinseca dell’obiettivo, cosa c’entra il sensore? Se la dipendenza dal sensore non è avallata dalle formule matematiche, come si spiega la maggiore profondità di campo che si riscontra fotografando con i sensori più piccoli? Lo sappiamo tutti che, con una compattina dal minuscolo sensore, sfocare lo sfondo in un ritratto può risultare arduo perfino ai diaframmi più aperti! 

L’arcano si spiega con una considerazione molto semplice. Se noi scattiamo due foto al medesimo soggetto mantenendo invariate le tre grandezze operative da cui dipende la profondità di campo – ossia distanza dal soggetto, lunghezza focale ed apertura del diaframma – otterremo sicuramente due immagini con la medesima profondità di campo (come dicono le formule matematiche) ma le due inquadrature risulteranno profondamente diverse fra loro in virtù del fatto che i sensori croppati sono caratterizzati da un minor angolo di ripresa. Peccato che, da un punto di vista fotografico, non abbia alcun senso paragonare la profondità di campo fra due inquadrature così diverse ed il confronto andrebbe semmai fatto a parità d’inquadratura. Ma per ottenere, con due sensori di dimensioni diverse, due inquadrature simili, quando scattiamo col sensore più piccolo dovremo necessariamente portarci ad una distanza maggiore o usare un obiettivo di lunghezza focale inferiore: due scelte che fanno entrambe aumentare la profondità di campo. Quindi dire che la profondità di campo aumenta con i sensori più piccoli è un’affermazione sicuramente sbagliata in linea di principio, ma si tratta di un errore "accettabile" perché in fondo quell'espressione sbagliata esprime esattamente ciò che "percepiamo" paragonando delle profondità di campo ottenute a parità d’inquadratura.

Share this post


Link to post
Share on other sites

RS232 ti ha risposto..secondo me l'unica cosa che potrebbe cambiare tra sensori di diverse dimensioni potrebbe essere il triangolo dell'esposizione..in pratica a parità di esposizione, i pixel più grandi dovrebbero ricevere più luce..e quindi a parità di iso e apertura dovrebbe essere necessario scattare con tempi più brevi.
Non ne sono certo...so solo che Samsung per il Galaxy ha scelto di ridurre i pixel per farli più grandi, ricevere più luce e avere foto meno rumorose con poca luce.
Tra l'altro aggiungo il link su argomento simile..una saluto ad Abu

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
15 ore fa, RS232 dice:

Se noi scattiamo due foto al medesimo soggetto mantenendo invariate le tre grandezze operative da cui dipende la profondità di campo – ossia distanza dal soggetto, lunghezza focale ed apertura del diaframma – otterremo sicuramente due immagini con la medesima profondità di campo

Però dai test effettuati da AlFaver in cui venivano lasciati invariati i tre parametri di base risultava comunque una differenza tra una FF e una APS. Tale differenza dipende dunque dal diverso circolo di confusione?

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 ore fa, Nagno dice:

Però dai test effettuati da AlFaver in cui venivano lasciati invariati i tre parametri di base risultava comunque una differenza tra una FF e una APS. Tale differenza dipende dunque dal diverso circolo di confusione?

Nel mio intervento precedente ho volutamente trascurato il circolo di confusione perché non si tratta di una grandezza regolabile dal fotografo, bensì di un valore fisso stabilito convenzionalmente sulla base di assunzioni statistiche derivanti dallo studio della fisiologia dell'occhio umano. L’acuità visiva di quest'ultimo – cioè la sua capacità di distinguere oggetti via via più piccoli – è una grandezza difficile da definire e da misurare dipendendo essa da svariati fattori sia fisiologici che ambientali. Per farla breve, diciamo che, di norma, si assume che un individuo con un apparato visivo normale, mediamente, per una stampa grande 20x25 cm, non riesca a distinguere più di 5 linee per millimetro ad una distanza di osservazione di 25 cm. La misura di quel diametro al di sotto del quale il nostro occhio non è più in grado di distinguere i circoletti dai puntini costituisce il cosiddetto circolo di confusione.

Che si tratti di un'assunzione arbitraria è dimostrato dal fatto che, in letteratura, si possono incontrare valori differenti per questo circolo: quelli più comunemente adottati, per il formato 35 mm, vanno da 0,020 a 0,025 mm; nei libri più vecchi, invece, si trovano spesso valori maggiori, fino a 0,033 mm. Altri elementi di indeterminatezza del circolo di confusione sono costituiti dalla dimensione attribuita dai vari autori alla foto campione (per alcuni 20x25 cm, per altri 8x10 pollici), dalla distanza d’osservazione (per alcuni 25 cm, per altri 32 cm ossia la misura della diagonale della foto campione), dal calcolo dei fattori di conversione (c’è chi usa la diagonale del fotogramma, chi il suo lato più corto). Poi ci si mettono pure i produttori di obiettivi che, per far apparire migliori le prestazioni dei loro prodotti, scelgono dei valori più "comodi" del circolo di confusione.

Ma non basta. Ad alimentare i nostri dubbi c’è anche il fatto che, in letteratura, si trovano due definizioni diverse del circolo di confusione: quella riferita alla stampa e quella riferita all’elemento sensibile (negativo o sensore).

1) Il circolo di confusione riferito alla stampa, purtroppo, non riesce a spiegare l’apparente contraddizione sulla presunta dipendenza della profondità di campo dal formato del sensore (di cui abbiamo già parlato). Quest’approccio ha però il vantaggio di essere indipendente dal formato dell’elemento sensibile, anche se ciò  è vero fino a un certo punto considerato che, a parità di tutto, sensori di dimensioni diverse producono inquadrature diverse. Se si vuole ragionare a parità d’inquadratura, le immagini prodotte dai sensori più grandi necessitano di ingrandimenti maggiori: ma ingrandire una stampa è come osservarla più da vicino e la distanza d’osservazione è uno dei fattori fissati nella definizione di circolo di confusione. Quindi, sia pure indirettamente, le dimensioni dell’elemento sensibile finiscono ugualmente per entrare in gioco.

2) Di contro, il circolo di confusione riferito all'elemento sensibile riesce a spiegare la presunta dipendenza della profondità di campo dal formato del sensore, ma presenta una spiacevole controindicazione: ogni formato di sensore (o pellicola) risulta ahimè caratterizzato da un proprio circolo di confusione diverso da tutti gli altri. In quest’ultimo caso, dunque, nei calcoli occorre considerare il fattore moltiplicativo lineare necessario ad ottenere, a partire dal formato considerato, la stampa convenzionale di 20x25 centimetri. Quindi, se nel caso di circolo di confusione riferito alla stampa il fattore di crop entra di striscio nel ragionamento, nel caso di circolo di confusione riferito al sensore, esso interviene già nella definizione.

Per superare l’apparente contraddizione della profondità di campo che sembra dipendere, ma non dipende, dal formato del sensore, nei vari manuali di fotografia si trovano formule di calcolo della profondità di campo apparentemente diverse l’una dall’altra: alcuni autori aggiungono nella formula il fattore di crop, altri utilizzano la focale equivalente al posto di quella effettiva, altri ancora fanno variare il valore del circolo di confusione a seconda del formato di sensore utilizzato. Questi interventi sulla formula originaria – che provocano non pochi dubbi fra i lettori – hanno lo scopo di pervenire direttamente alla profondità di campo riferita ad un certo formato di sensore senza dover poi applicare un fattore di correzione a posteriori.

Il calcolatore pubblicato sul sito linkato da AlFaver, evidentemente, segue il secondo approccio ed è questo il motivo per il quale, modificando il modello di fotocamera – ossia la grandezza del sensore – si perviene a valori lievemente diversi della profondità di campo. A conferma di ciò notiamo pure che nello stesso campo, in luogo del modello di fotocamera, è possibile inserire in alternativa la grandezza del circolo di confusione desiderato (riferito al sensore, ovviamente). Quest’opzione è utile in quanto i valori di default suggeriti dal calcolatore sono per la verità un po’ abbondanti: per le fotocamere full-frame viene adottato un circolo di confusione pari a 0,030 mm, ma si tratta di un valore abbastanza "generoso” dal momento che, come ho già detto, oggi si adottano valori di di norma più piccoli, da 0,020 a 0,025 mm per il formato 35 mm. Naturalmente, il valore convenzionale attribuito al circolo di confusione viene via via diminuito per i sensori più piccoli: ad esempio, nel secondo calcolo citato da AlFaver – quello per il formato APS-C – il calcolatore propone un circolo di confusione pari a 0,019 che, guarda caso, si ottiene proprio dividendo il valore 0,030 relativo al full frame per il fattore di crop 1.6.

Col primo approccio, ovviamente, non sarebbe stato richiesto l’inserimento del modello di fotocamera fra i dati di input e la profondità di campo calcolata sarebbe risultata indipendente dal formato del sensore.

Share this post


Link to post
Share on other sites
52 minuti fa, fedepan dice:

Più Grande è il sensore, più luce il sensore vede... quindi

f2 su full frame = più luce di f2 su apsc che però ha più luce di f2 su micro 4/3 etc... etc... 

il concetto è... più piccolo

Possiamo riassumere tutto dicendo che ... le dimensioni contano. :lol::lol:

Share this post


Link to post
Share on other sites
Il 9/11/2016 at 10:50, fedepan dice:

Più Grande è il sensore, più luce il sensore vede... quindi

f2 su full frame = più luce di f2 su apsc che però ha più luce di f2 su micro 4/3 etc... etc... 

Solo una riflessione aggiuntiva su quest'affermazione che può essere vera o falsa a seconda di come la s'intende. La quantità di luce che colpisce il sensore per unità di superficie non varia col formato del sensore altrimenti, a parità d'apertura relativa, varierebbe l'esposizione passando da un formato all'altro. Volendo ottenere la stessa esposizione su superfici di grandezza diversa, ciò che varia è invece la luce complessiva che raggiunge il sensore: un sensore più grande, a parità d'apertura relativa, riceve complessivamente più luce di un sensore più piccolo, ma la luce viene distribuita sull'unità di superficie nella stessa misura. È come spalmare un uguale strato di marmellata su due fette biscottate di grandezza diversa: per coprire quella più grande occorre più marmellata, ma la percezione che ottieni mangiandole sarà esattamente la stessa nei due casi perché la quantità di marmellata per ogni boccone è identica.

Quest'osservazione ha condotto alcuni autori a definire i cosiddetti ISO equivalenti moltiplicando il valore della sensibilità per il quadrato del fattore di crop (ecco perché si sente talvolta dire che i sensori più grandi offrono prestazioni migliori in termini di sensibilità ISO). Ma quella degli ISO equivalenti è, a mio avviso, una complicazione inutile che finisce per confondere le idee.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

×
×
  • Create New...