Quando si mette a fuoco non si fa altro che variare la distanza del piano in corrispondenza del quale un soggetto inquadrato appare nitido. Ogni obiettivo ha una distanza minima di messa a fuoco, che varia da decine di centimetri, fino al metro (e anche oltre) e una distanza massima (che analizzeremo più avanti).
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When focusing the camera gives sharpness to a specific plane and all the objects located in other planes are not in focus. However the human eye is satisfied also with less sharpness than in the focus plane.
Man mano che ci si allontana dal piano di messa a fuoco (nei piani più vicini alla camera o più lontani) i soggetti ripresi appaiono sempre più sfuocati, però i dettagli che si trovano in adiacenza al piano di messa a fuoco, quelli immediatamente più vicini o più lontani, non è detto che siano così sfuocati da non poter essere considerati accettabilmente nitidi.
Come detto nel precedente articolo, il dettaglio minimo percepibile dall’occhio umano è composto da un ciclo spaziale formato da una coppia di linee che occupano 1/6 di millimetro, cioè 0.167mm, che solitamente si arrotonda a 0.2mm. Abbiamo anche visto come l’acutezza visiva e le dimensioni del sensore della nostra fotocamera consentano di calcolare il circolo di confusione. E’ proprio grazie a questo valore che è possibile misurare la profondità di campo, cioè l’insieme dei piani, più vicini o più lontani dal piano di messa a fuoco, all’interno dei quali l’immagine risulta nitida.
Infatti, quando metto a fuoco un soggetto, i generici raggi luminosi provenienti da punti più vicini e più distanti dall’area messa a fuoco convergono davanti o dietro al sensore formando un circolo (quello che l’occhio percepisce come sfocatura) più o meno grande a seconda della distanza dall’area a fuoco, ma se tali circoli ha un diametro inferiore o uguale al circolo di confusione, allora anche i piani dai quali provengono appariranno nitidi all’occhio umano.
L’ampiezza della profondità di campo dipende dalle seguenti variabili.
Apertura del diaframma: più chiudo il diaframma, più aumenta la profondità di campo.
Distanza del soggetto: più aumenta la distanza del soggetto, più aumenta la profondità di campo.
Lunghezza focale: più aumenta la lunghezza focale, più diminuisce la profondità di campo.
Se hai osservazioni, domande o dubbi, non esitare ad inserire un commento!
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Circle of Confusion and Depth of field
When focusing the camera gives sharpness to a specific plane and all the objects located in other planes are not in focus. However the human eye is satisfied also with less sharpness than in the focus plane. Any single source of light of a not in focus object creates a blur circle on the sensor. The visual acuity of human eye can be used to set max dimension of these blur circles not perceptible to human eyes, this dimension is called circle of confusion. Details in front of and behind the point of optimum focus can be seen acceptably sharp in a zone called depth of field. This zone is related with the circle of confusion and with following variables.
Lens aperture: the smaller aperture you set, the more depth of field you get.
Object distance: the more distance you set, the more depth of field you get.
Focal length: : the more focal length you use, the lower depth of field you get.
If you have any comments, questions or doubts, feel free to add a comment!
My English is not the best, if you find errors, help me to improve!
Partiamo da un presupposto: si può assumere che ad una distanza di 25 centimetri l’acutezza visiva dell’occhio umano sia in grado di percepire 6 coppie di linee per millimetro.
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A human eye with a good visual acuity is able to see 6 pair of lines per millimeter, that corresponds to 6lines*2pair*25.4millimeter/inch=305ppi.
Perché si parla di coppie di linee? Perché la linea per essere visibile deve essere delimitata da uno spazio ad essa adiacente di spessore identico alla linea: a destra della linea devo avere uno spazio di spessore pari a mezza linea e a sinistra della linea un altro spazio di spessore pari a mezza linea. Quindi il dettaglio minimo percepibile è composto da un ciclo spaziale formato da una coppia di linee che occupano 1/6 di millimetro, cioè 0.167mm, che solitamente si arrotonda a 0.2mm.
Se volessimo creare un file con queste linee e volessimo che fossero dello spessore minimo possibile, disegneremmo una linea di un pixel, poi uno spazio vuoto di un pixel e così via. Quindi avremmo in totale un ingombro di 12 pixel e sei linee che dovremmo stampare in modo tale che occupino 1mm. A quanti ppi (pixel per inch) dovremo stampare? In un pollice ci sono 25,4 millimetri e noi abbiamo 12 pixel per millimetro, quindi la nostra stampa sarà a 12×25,4=305ppi. Ecco perché per consuetudine si adottano 300ppi come riferimento la risoluzione di stampa.
Per capire cos’è il circolo di confusione provo ad introdurre una definizione pratica: l’acutezza visiva a 25cm di distanza dalla foto sta al formato di stampa a 300ppi come il Circolo di Confusione sta al formato del sensore della fotocamera (in cm o in pixel).
Per calcolare il circolo di confusione basta quindi conoscere la dimensione del sensore in centimetri ed in numero di pixel. Dal numero di pixel si ricava il formato di stampa a 300ppi (quello al quale associamo l’acutezza visiva di 6 coppie di linee per millimetro per una visione a 25cm), quindi si fa la proporzione che ho appena scritto.
Circolo di Confusione (mm) = Acutezza visiva (mm) * diagonale sensore (mm) / diagonale formato di stampa (mm)
Circolo di Confusione (pixel) = Acutezza visiva (mm) * diagonale sensore (pixel) / diagonale formato di stampa (mm)
Il Circolo di Confusione ci rapporta l’acutezza visiva alle dimensioni del sensore. Questo ci consente di esprimere il Circolo di Confusione anche in pixel, in modo da poter fare valutazioni al computer in fase di pre-stampa.
Cosa succede se voglio fare una stampa ingrandita? E se voglio decidere la risoluzione in base alla distanza dell’osservatore?
Per rispondere proverò a fare qualche esempio, ma prima vediamo quanto vale l’acutezza visiva a diverse distanze tra osservatore e stampa. Sappiamo che a 25cm il suo valore è 1/6 di millimetro, quindi ad una generica distanza sarà:
Acutezza visiva=((1/6)/25cm)*100cm*Distanza Osservatore = DistanzaOsservatore*2/3
Facciamo tre esempi ipotizzando una fotocamera con sensore da 36x24mm e 5472×3648 pixel (cioè la mia Canon 6D).
Esempio 1: ingrandimento standard (a 300ppi) per visione a 25cm.
Formato di stampa: 46x30cm
Distanza minima dell’osservatore: 25cm
A questa distanza si ricava un’acutezza visiva di 0.167mm. Per calcolare il circolo di confusione basta dividere l’acutezza visiva per il numero di ingrandimenti necessari per portare il formato del sensore (36×24) al formato di stampa (46×30), in questo caso l’ingrandimento è di 12.78 volte. Il circolo di confusione sarà 0.168/12.78= 0.013mm (2 pixel).
A 25cm, con l’acutezza visiva a 1/6 di mm devo stampare a 300ppi. Il formato della fotocamera me lo consente, infatti 5472pixel/300ppi*2.54cm=46cm. Tutto torna!
Esempio 2: ingrandimento più che standard (a meno di 300ppi) per visione ravvicinata a 25cm.
Formato di stampa: 70x46cm
Distanza minima dell’osservatore: 25cm
A questa distanza si ricava un’acutezza visiva di 0.167mm. Per calcolare il circolo di confusione basta dividere l’acutezza visiva per il numero di ingrandimenti necessari per portare il formato del sensore (36×24) al formato di stampa (70×46), in questo caso l’ ingrandimento è di 19.44 volte. Il circolo di confusione sarà 0.168/19.44= 0.0086mm (1.3 pixel).
A 25cm, con l’acutezza visiva a 1/6 di mm devo stampare a 300ppi: nel formato di stampa che ho scelto quanti pixel per lato avrebbe la mia stampa? I 70cm (lato lungo del formato di stampa) corrispondono a 300ppi/2.54cm*70cm=8268pixel, mentre i 46cm (lato corto del formato di stampa) corrispondono a 300ppi/2.54cm*46cm=5433pixel. Ma la mia fotocamera abbiamo detto che ha 5472x3648pixel, che sono molti meno! Quindi devo variare la distanza minima dell’osservatore e quindi l’acutezza visiva.
Con la mia fotocamera posso stampare in formato 70×46, ma con una distanza minima dell’osservatore di 38cm, cioè con una acutezza visiva di 0.256mm. Il circolo di confusione sarà 0.256/19.44=0.013mm (2 pixel). A 38cm, con l’acutezzavisiva a 0.256mm la risoluzione di stampa minima è di 199ppi. Il formato della fotocamera me lo consente, infatti 5472pixel/199ppi*2.54cm=70cm. Ora tutto torna!
Esempio 3: ingrandimento standard per visione a distanza di 50cm.
Formato di stampa: 46x30cm
Distanza minima dell’osservatore: 50cm
A questa distanza si ricava un’acutezza visiva di 0.33mm. Per calcolare il circolo di confusione basta dividere l’acutezza visiva per il numero di ingrandimenti necessari per portare il formato del sensore (36×24) al formato di stampa (46×30), in questo caso l’ ingrandimento è di 12.78 volte, come nell’esempio 1. Il circolo di confusione sarà 0.33/12.78= 0.026mm (4 pixel).
A 50cm, con l’acutezza visiva a 1/3 di mm posso stampare a 152ppi: nel formato di stampa che ho scelto quanti pixel per lato avrebbe la mia stampa? I 46cm (lato lungo del formato di stampa) corrispondono a 152ppi/2.54cm*46cm=2752pixel, mentre i 30cm (lato corto del formato di stampa) corrispondono a 152ppi/2.54cm*30cm=1796pixel. Ma la mia fotocamera abbiamo detto che ha 5472x3648pixel, che sono molti di più! Quindi devo variare il formato di stampa.
Se stampo a 152ppi mi verrà una stampa più grande del formato 46×30: otterrò un formato pari al doppio: sul lato lungo avrò 5472pixel/152ppi*2.54cm=91.5cm e sul lato corto 3648pixel/152ppi*2.54cm=61cm. Con questo formato (ingrandimento di 25.56 volte) e un’acutezza visiva di 0.33mm si ottiene un circolo di confusione di 0.33/25.56=0.013mm (2 pixel).
Quest’ultimo è il giusto valore del Circolo di Confusione e se vorrò stampare in formato 46×30 vorrà dire che dovrò ritagliare la foto. Oppure se vorrò stampare in formato 46×30 vorrà dire che stamperò a 300ppi, usando tutti i MP della mia fotocamera, tornando ai valori dell’Esempio 1.
Cosa si capisce da questi esempi? Che il Circolo di Confusione è un valore costante per ogni fotocamera! Infatti dipende solo dalla dimensione del sensore (in mm ed in pixel)! Quindi per ogni tipologia di fotocamera, a partire dal formato di stampa a 300ppi (che sarà più o meno grande a seconda dei pixel totali), si potranno creare degli ingrandimenti riducendo il numero di pixel per pollice. Così facendo varieranno alcuni parametri: la distanza minima dell’osservatore aumenterà e l’acutezza visiva peggiorerà (aumenterà cioè la dimensione del più piccolo particolare percepibile dall’occhio).
Per semplificarvi e semplificarmi la vita ho fatto questo semplice WIDGET per calcolare il circolo di confusione e i parametri legati ad ogni formato di stampa inserito dall’utente.
Buon utilizzo!
Se hai osservazioni, domande o dubbi, non esitare ad inserire un commento!
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Circle of Confusion, pPrinting Format and Observer Distance
Because of a visual acuity of 6 pair of lines per millimeter, 300ppi are usually used as a reference for printing resolution.
For circle of confusion calculation you must know the sensor size in centimeters and in pixels. The print format at 300ppi is derived from pixels number, then you calculate the following proportion.
Circle of Confusion (mm) = Visual Acuity (mm) * diagonal of sensor (mm) / diagonal of printing format (mm)
Circle of Confusion (pixel) = Visual Acuity (mm) * diagonal of sensor (pixel) / diagonal of printing format (mm)
Three examples assuming a camera with 36x24mm sensor and 5472×3648 pixels (my Canon 6D).
Example 1
Printing format: 46x30cm
Observer distance: 25cm
What we get:
Visual acuity: 0.167mm
Printing resolution: 300ppi
Magnifications: 12.78x
Circle of confusion: 0.013mm (2 pixel)
Checking:
5472pixel/300ppi*2.54cm=46cm
Everything is alright!
Example 2
Printing format: 70x46cm
Observer distance: 25cm
What we get:
Visual acuity: 0.167mm
Printing resolution: 300ppi
Magnifications: 19.44x
Circle of confusion: 0.0086mm (1.3 pixel)
Checking:
5472pixel/300ppi*2.54cm=46cm
Printing format is too small, we have to change observer distance and visual acuity.
Observer distance: 38cm
Visual acuity: 0.256mm
Printing resolution: 199ppi
Magnifications: 19.44x
Circle of confusion: 0.013mm (2 pixel)
Checking:
5472pixel/199ppi*2.54cm=70cm
Now everything is alright!
Example 3
Printing format: 46x30cm
Observer distance: 50cm
What we get:
Visual acuity: 0.33mm
Printing resolution: 152ppi
Magnifications: 12.78x
Circle of confusion: 0.026mm (4 pixel)
Checking:
5472pixel/152ppi*2.54cm=92cm
Printing format is too big, we have to change printing format (92x61cm instead of 43x30cm).
Observer distance: 50cm
Visual acuity: 0.33mm
Printing resolution: 152ppi
Magnifications: 25.56
Circle of confusion: 0.013mm (2 pixel)
Checking:
5472pixel/152ppi*2.54cm=92cm
Now everything is alright!
In order to print a 46x30cm format it is necessary to crop the photo.
To make my life easyer I made this simple WIDGET to calculate the circle of confusion and the parameters associated with each printing format.
Good use!
If you have any comments, questions or doubts, feel free to add a comment!
My English is not the best, if you find errors, help me to improve!
Quando ho iniziato ad approcciarmi a questo tema ho inizialmente ipotizzato che il Circolo di Confusione fosse quell’emicrania zona temporale che mi veniva nel cercare di capire a cosa servisse. Questo è ahimè l’effetto della teoria, che, per quanto noiosa, può però aiutarci nella pratica.
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The circle of confusion is the effect due to a cone of light rays not coming from a focus source.
Se metto a fuoco un soggetto e fotografo, i generici raggi luminosi provenienti da punti più vicini e più distanti dall’area messa a fuoco convergono davanti o dietro al sensore formando un circolo più o meno grande a seconda della distanza dall’area a fuoco. Questi sono i circoli di confusione, ma in fotografia per ‘circolo di confusione’ si intende il diametro massimo di tale circolo, oltre il quale l’occhio umano percepisce la sfocatura. Se amate fotografare con aperture massime sarete abituati ad apprezzare questi circoli man mano che i soggetti si allontanano dall’area a fuoco. Però sicuramente non volete che questo effetto sfuocato venga percepito sul soggetto a fuoco e quindi vorreste sapere se nel formato di stampa che avete scelto la foto verrà percepita a fuoco da un osservatore posto ad una determinata distanza, inoltre vorreste sapere qual è la profondità di campo entro la quale non si percepiscono i circoli di confusione sul soggetto a fuoco.
Ecco a cosa serve il circolo di confusione! Ed ecco cosa si dovrebbe fare ogni volta prima di fotografare (teoricamente!).
Se hai osservazioni, domande o dubbi, non esitare ad inserire un commento!
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Circle of Confusion
In photography the circle of confusion represents the minimum size of a spatial cycle assumed to be in perfect focus. It is related with the sensor format of the camera (mm and pixel) and with the visual acuity. It is a constant value for each camera and is used to calculate minimum observer distance and printing resolution for each printing format. It also is necessary to evaluate the hyperfocal distance and the depth of field.
If you have any comments, questions or doubts, feel free to add a comment!
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