Apertura del diaframma e profondità di campo

Che cosa è l’apertura del diaframma? L’apertura del diaframma indica l’ampiezza della sezione dell’obiettivo in cui la luce può passare ed imprimere il sensore. La dimensione della sezione è modulata dal diaframma, posto nell’obiettivo. Valori di f più grandi (f/22) indicano un diaframma più chiuso, valori bassi (f/1.8) più aperto. Variazioni nell’apertura del diaframma influenzano la profondità di campo delle nostre foto.

Il diaframma, cosa è?

Il diaframma è un meccanismo che permette di regolare la quantità di luce che attraversa l’obiettivo e incide sul sensore. Generalmente è posizionato all’interno dell’obiettivo, ortogonalmente all’asse ottico. E’ composto da un insieme di lamelle che si chiudono e aprono nel sistema ottico, creando un foro di apertura di forma poligonale; un maggior numero di lamelle rende la forma dello sfocato approssimabile ad un cerchio, mentre il numero delle lamelle, la loro forma e il colore definiscono la qualità dei punti luce nelle aree fuori fuoco.
Spesso ci si riferisce allo sfocato con il termine giapponese di bokeh [vedi il nostro articolo per produrre un bokeh a forma di cuore].

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Apertura del diaframma

L’apertura del diaframma è misurata in numeri f: tale valore non indica la dimensione fisica reale del diaframma, ma dipende dal rapporto tra la lunghezza focale dell’obiettivo e l’apertura.  Facciamo un esempio: un obiettivo con focale pari a 100mm, per avere un valore di apertura pari a f/4, dovrà avere un diametro effettivo del foro di ingresso modulato dal diaframma pari a 25mm. Per avere la stessa apertura di f/4, un’ottica con lunghezza focale di 600mm deve avere un’apertura effettiva di 150mm di diametro.

Tutte le fotocamere a prescindere dal produttore e dalla tipologia hanno la stessa scala di dimensioni dell’apertura del diaframma, i valori tipici sono f/1, f/1.4, f/2, f/2.8, f/4, f/5.6, f/8, f/11, f/16, f/22, f/32 etc. Ogni f-stop dimezza l’intensità di luce incidente sul sistema ottico rispetto al suo diretto precedente.

NB. A prescindere dall’ottica e dalla focale, a parità di f la quantità di luce impressa sul sensore sarà la stessa (ignorando differenze nell’efficienza della trasmissione della luce).

Profondità di campo

Rappresenta la porzione di spazio in cui gli oggetti nella scena sono sufficientemente nitidi e a fuoco. Questa sezione dello spazio è rappresentata da due piani ortogonali all’asse ottico, entro i quali è contenuta la zona nitida. Una minore profondità di campo si traduce in una più piccola regione a fuoco, mentre vale il viceversa per un’ampia profondità di campo. La profondità di campo (o pdc) è strettamente legata all’apertura del diaframma.
*Valori di f bassi, es. f/1.8 indicano un’apertura del diaframma ampia, una profondità di campo ridotta e conseguentemente un’area di messa a fuoco limitata.
*Valori di f alti, es. f/22 comportano una ristretta apertura del diaframma, ampliano la profondità di campo permettendo di avere a fuoco una porzione dello spazio più larga.

Sebbene possa sembrare contro intuitivo che “numeri bassi” corrispondano ad un’ampia apertura (e viceversa), dobbiamo ricordarci che si tratta di frazioni e questi numeri compaiono al denominatore delle stesse. Prendendo come esempio un’ottica con una focale di 50mm, essa avrà un diametro dell’apertura effettiva del diaframma di 25mm; se chiudessimo il diaframma ad f/8, questo diametro si ridurrebbe a 6.25mm: da questi semplici calcoli rimane evidente il perché di questa apparente considerazione contro la logica.

Un altro fattore che influenza la profondità di campo è la distanza degli elementi della scena tra di loro e dalla nostra fotocamera.
A parità di valore di apertura, più aumenta la distanza del soggetto messo a fuoco più aumenta la profondità di campo; lo stesso accade tra il soggetto e lo sfondo della nostra foto (ossia uno sfondo/oggetto più lontano dal soggetto ripreso tenderà via via ad allontanarsi dalla zona nitida).

Come gestire la profondità di campo nelle varie tipologie di foto

Ritratti:

Nei ritratti l’elemento principale è chiaramente il volto del nostro soggetto (ed il corpo, in misura maggiore o minore relativamente all’inquadratura che scegliamo). L’apertura del diaframma deve essere tale da sfocare elementi di disturbo dello sfondo e porre l’attenzione sul soggetto principale. Tenendo in considerazione tutti gli aspetti che influenzano la profondità di campo, in questa tipologia di fotografie si prediligono valori di f bassi (es. f/1.8).
A questo proposito, citiamo il celeberrimo “Nifty Fifty” di casa Canon, ovvero il 50mm f/1.8 (ora in versione STM) che rappresenta un passaggio obbligato per gli utenti del brand giapponese, dato il basso costo e l’ottima resa, tanto che lo schema ottico del modello precedente è stato ripreso anche dal brand low-cost Yongnuo col loro 50mm f/1.8 ; tutti gli altri produttori, in ogni caso, hanno a disposizione dei 50mm fissi con caratteristiche analoghe e prezzi abbastanza contenuti.

Prestiamo comunque attenzione in fase di scatto con un’ampia apertura a mettere a fuoco attentamente il soggetto: essendo la profondità di campo molto ridotta, rischiamo di sfocare elementi importanti del viso! Generalmente, si tende a prediligere come punto di messa a fuoco l’occhio più vicino all’osservatore. In ritratti a più ampio respiro, come ad esempio dei ritratti ambientati dove anche gli elementi di contorno al soggetto rivestono un ruolo importante, possiamo chiudere il diaframma di qualche stop aggiuntivo per evitare di sfocare troppo l’ambientazione.

Paesaggi:

Nella fotografia paesaggistica ci troviamo a inserire nella nostra scena un’ampia porzione di spazio, con tanti elementi, che hanno la caratteristica di essere distribuiti su svariati piani. Per avere a fuoco una porzione di spazio tale da comprendere tutti gli elementi è opportuno impostare valori alti dell’apertura del diaframma (es. f/13). Sconsigliamo l’utilizzo di diaframmi molto chiusi, tipo f/22, per ridurre la possibilità di creare fenomeni di rifrazione e ridurre la qualità complessiva dell’immagine.
Come spiegato precedentemente anche la distanza del soggetto influisce sull’ampiezza della zona messa a fuoco.

Macro:

Nelle foto macro, data l’esigua distanza tra la lente e il soggetto, la profondità di campo può essere anche solo di poche frazioni di millimetro. E’ fondamentale settare valori di f tali da massimizzare l’area messa a fuoco; la quantità di luce ovviamente diminuirà, in tal caso spesso si provvede ad aggiungere fonti di illuminazione supplementari (es. flash anulari da innestare frontalmente sull’ottica).

Foto Notturne:

In generale, nelle foto notturne a soggetti in movimento, è consigliato impostare i valori più bassi del diaframma (ossia utilizzare un’ampia apertura) così da lasciar entrare più luce. In questo modo possiamo scattare, o con un tempo di esposizione che evitano il mosso o con valori ISO che limitano il rumore digitale. In caso di panorami notturni il consiglio è mantenere un’apertura del diaframma adeguata alla nostra idea di fotografia visto che sicuramente avremo la fotocamera poggiata su un cavalletto. In caso di astrofotografia conviene utilizzare obiettivi grandangolari molto luminosi per congelare il movimento delle stelle mantenendo un valore di ISO non troppo alto.

Iperfocale

Attraverso una combinazione di: apertura del diaframma e lunghezza focale possiamo trovare una distanza D di messa a fuoco per cui tutti gli elementi da D/2  all’infinito sono correttamente a fuoco (vedi immagine). Trattandosi di un argomento avanzato rimandiamo la trattazione nel particolare ad un prossimo appuntamento nel nostro blog.

Apertura diaframma negli smartphone:

Nella quasi totalità degli smartphone, l’apertura del diaframma è FISSA; anche utilizzando applicazioni che permettono il settaggio manuale delle impostazioni, il valore della f non è modificabile.
Tramite modifiche software (es. focus stacking), o l’espediente della seconda fotocamera, i nuovi modelli di smartphone permettono di simulare una profondità di campo maggiore o minore. Tra di essi fa eccezione il Samsung Galaxy S9 che introduce, per la prima volta, una apertura variabile sulla sua fotocamera.

Di seguito i valori di alcuni smartphone top di gamma ad Aprile 2018.

Iphone X: f/1.8 (grandangolo) – f/2.4 (teleobiettivo)

Google Pixel 2 XL: f/1.8

Samsung Galaxy S9: f/1.5 – f/2.4 (doppia apertura fisica, non simulata)