[ARTIGO] Entendendo a Profundidade de Campo (DOF)

Entendendo a Profundidade de Campo (DOF)

Os questionamentos sobre a profundidade de campo nas comunidades fotográfica são tão freqüentes quanto as confusões e equívocos sobre o tema. Assim justifica-se um esforço para demonstrar como tal fenômeno se desenvolve e, principalmente, como seus fatores causadores impactam sobre seus resultados.

Fisicamente só existe foco de fato em um único plano com profundidade infinitamente pequena. O que chamamos de Profundidade de Campo (Deep Of Field) é na verdade um intervalo onde o resultado, já na cópia final, gera círculos de confusão menores do a acuidade visual humana consegue distinguir. Assim teremos a impressão de que as imagens naquele intervalo ainda se encontram nítidas, não porque elas realmente se encontrem nítidas e sim porque nossa acuidade visual é incapaz de perceber diferenças entre o que está e o que não está nítido naquele ponto da imagem.

Assim temos três grandes fatores chave no que chamamos de profundidade de campo (DOF). O tamanho dos círculos de confusão capturados, a ampliação realizada sobre eles para produzir a cópia final e a própria acuidade visual humana a uma dada distância.
O tamanho dos círculos de confusão capturados é dado por aquelas variáveis tipicamente atribuídas como causadoras (mas que diferente do que é pregado não são as únicas) da Profundidade de Campo, que são a Abertura, Distância do objeto em foco e distância focal (DF). A variação destes itens modifica o tamanho dos círculos de confusão formados sobre a mídia. Com relação a estes primeiros itens podemos dizer:

Aumentar a abertura → Aumenta os círculos de confusão.
Aumentar a DF → Aumenta os círculos de confusão.
Reduzir a distância em relação ao objeto em foco –> Aumenta os círculos de confusão.

Mas essa não é toda a história, o tamanho dos círculos de confusão, por si só, não diz nada sobre a DOF até sabermos o tamanho final com o qual tais círculos de confusão serão vistos pelo observador. Para obtermos tal tamanho precisamos saber quão ampliados estes círculos de confusão (projetados sobre a mídia) serão quando fizermos a cópia final da imagem. Tal ampliação é dada pela relação do tamanho da cópia pelo tamanho da mídia. Quanto mais precisamos ampliar a imagem para obter a mesma cópia final, maiores ficarão os mesmos círculos de confusão. Desta forma podemos dizer que reduzir a mídia ou aumentar a cópia aumenta também o tamanho final do círculo de confusão final, ou seja, quando for mantida a abertura, Distância Focal e distância do objeto em foco, e o mesmo tamanho de cópia final, então as mídias menores produzirão Profundidades de Campo menores, diferentemente do que reza a crendice popular.
Neste ponto deste artigo muitos devem estar se perguntando “por que as compactas apresentam maior profundidade de campo para um mesmo ângulo de visão, se a redução do tamanho da mídia faz com que os círculos de confusão sejam mais ampliados?” O que leva as compactas a terem maior DOF não é o tamanho da mídia e sim a menor distância focal, pois esta faz com que a redução da DOF evolua em uma função quadrática, enquanto o tamanho da mídia possui uma evolução linear. O tamanho da mídia na verdade compensa parte do aumento da profundidade de campo que deveria ocorrer em decorrência da redução da distância focal, mas não o suficiente para manter a DOF constante.
Tal confusão é criada porque muitos fotógrafos se esquecem de isolar as variáveis para analisar como cada uma impacta no fenômeno separadamente. Quando compomos estes itens e travamos o ângulo de visão da objetiva (para que ambas as câmeras “vejam” a mesma coisa), então precisamos de uma distância focal menor, para conseguir isso em uma mídia menor. Como a distância focal possui maior impacto (como dito anteriormente) as câmeras com mídias menores, quando fotografando com o MESMO ÂNGULO DE VISÃO, acabam tendo uma menor DOF, não em decorrência do tamanho da mídia (como muitos pregam) e sim em decorrência de termos que compensar a distância focal para obter o mesmo resultado, em termos de ângulo de visão.

A última questão referente à profundidade de campo é relacionada à acuidade visual humana. Experiências mostram que o ser humano é capaz de resolver linhas de cerca de 0,2mm a uma distância de 25cm. Como a acuidade visual humana é um fator praticamente constante (daí raramente ser tratada quando se fala de distância focal) , esta questão fica praticamente nas mãos de uma variável, que consiste na distância de visualização. Sempre que afastamos a imagem visualizada temos então um aumento da DOF, pois ao aumentar a distância de visualização os círculos de confusão são percebidos em uma resolução abaixo da que tínhamos anteriormente.
Assim podemos resumir a questão da Profundidade de Campo da seguinte forma:
Aumento da abertura –> Reduz a DOF.
Aumento da DF –> Reduz a DOF.
Redução da distância do objeto em foco –> Reduz a DOF.
Redução do tamanho da mídia –> Reduz a DOF.
Aumento da cópia final –> Reduz a DOF.
Aumento da distância de visualização –> Aumenta a DOF.

As variáveis sintetizam os fatores que influenciam na profundidade de campo, assim como seus respectivos impactos sobre a mesma. Rotineiramente pensamos em três delas, alguns se lembram de incluir a mídia e a ampliação e raros se lembram da distância de visualização. Todos são componentes responsáveis pela DOF e não é possível tratar da mesma sem considerar cada um deles, pois a exclusão de algum dos itens não permitiria obter a relação entre tamanho final dos círculos de confusão e a acuidade visual humana, que é o cerne da própria definição do que chamamos de Profundidade de Campo.

Espero que este artigo tenha esclarecido as principais dúvidas sobre o tema. Para os que tiverem interesse em calcular a profundidade de campo de suas fotos o Mundo Fotográfico oferece o software DOF Calc gratuitamente em versões para uso na web ou executável para Windows e Mac.

Autor: Leo Terra
Autor dos cursos da Teia do Conhecimento
Disponível no Mundo Fotográfico

PS: Caso tenha interesse em republicar em outros sites favor manter as 3 linhas de créditos acima, inclusive com os links.

Excelente LEO!
Esclarecedor seu post…
[ ]s

Leo, :clap: :clap: :worship: :worship:

Mais uma vez obrigado pelas informacoes.
E como e de prache surgem mais duvidas, rs.

  • Nao entendo a medida da midia?

  • E como tenho uma nikon 1,5 X, entao sobre um lente 50mm tenho 75mm, para fazer o calculo qual e coloco 50 ou 75mm na DF?

Pode me esclarecer.

Abracos

Stanke é sempre baseado na DF real. Na minha calculadora você pode pode colocar a DF equivalente, e marcar que é equivalente, que a calculadora calcula a DF Real.

Valeu Tiago. :slight_smile:

Leo, e quanto ao tamanho da midea, quanto menor a midea, não seria maior o DOF? No artigo você citou o contrário, com a redução da midea, reduz o DOF???

Abraço, Blasius.

Não Blasius, é exatamente como escrevi, quanto MENOR a mídia MENOR a DOF. Na verdade esse é o erro mais grosseiro que se propagou na era da fotografia digital. Mantendo todas as demais variáveis fixas e reduzindo a mídia você REDUZ o DOF. Leia novamente o texto que ele explica o caso das compactas, que na verdade foi o que causou a disseminação deste erro.

Muito bom o artigo.
Resolveu algumas questões que eu não dominava.
Obrigado

Léo…

Então quer dizer que em um sensor FullFrame 35mm a profundidade de campo é menor que um sensor APS ou não muda?

[ ]s

Tiago em um sensor 135 a profundidade de campo é maior do que em um APS se forem mantidas constantes TODAS as demais variáveis.
Se você usar a mesma distância focal, a mesma distância em relação ao objeto em primeiro plano, a mesma abertura, o mesmo tamanho da cópia e a mesma distância de observação da cópia, então o sensor APS irá gerar uma DOF significativamente menor do que o 135.
Agora se você mantiver tudo constante, mas compensar a Distância Focal para ter o mesmo ângulo de visão em APS e em 135, então o aumento da distância focal será capaz de reduzir mais a DOF do que o aumento do tamaho da mídia será capaz de aumentar. Assim a profundidade de campo na 135 acabará menor, neste caso, do que a encontrada no APS. Mas é importante ficar claro que isso não ocorre em decorrência do tamanho da mídia (como muitos pregam). Isso ocorre em decorrência da distância focal, que possui maior impacto do que a mídia neste processo.
No caso a DF maior no 135 aumentará os círculos de confusão formados sobre a mídia em uma proporção maior do que a ampliação conseguiria aumentar em decorrência do menor tamanho do sensor APS. :wink:

Então você está me dizendo que se eu usar por exemplo uma lente 105mm a 50cm do ASSUNTO em FF e APS e imprimir em 20x30cm a foto em FF terá uma “área maior em foco” do que o APS?

Mas aí como ficam por exemplo as câmeras superzoom que têm um sensor bem menor e por conta disto desfocam bem menos, facilitando e muito fotos MACRO ???

Agora estou confuso!

[ ]s

Sim Tiago, usando a mesma DF, a mesma abertura e a mesma distância em relação ao assunto isso irá de fato ocorrer. O 135 terá uma área maior com nitidez aparente do que o APS (porém note que neste caso o ângulo de visão também será diferente).

Tiago o exemplo que você está falando é o que citei acima (inclusive no artigo ao falar o porque que as compactas apresentam essa característica). Nas compactas você tem distâncias focais muuuuito menores para o mesmo ângulo de visão e distâncias focais menores aumentam a profundidade de campo em uma proporção maior do que o aumento da mídia provocaria na redução.
A questão é que na sua observação você está alterando duas variáveis e não apenas uma, quando analisamos a influência de uma variável temos que analisar ela separadamente. Quando analisamos interações a coisa fica mais complicado, temos que saber como essa interação ocorre para entender como a prática de fato acontece. Se você modificar cada variável separadamente o resultado vai ser exatamente como eu indiquei acima, se você começar a fazê-las interagir, ai cara tipo de interação vai provocar um resultado diferente, porque cada uma das variáveis vai impactar com mair ou menos intensidade no fenômeno. :wink:

Para ajudar no cálculo da DOF seguem as equações de como calcular a profundidade de campo.
Hyperfocal Distance
Setting focus at the Hyperfocal Distance gives maximum depth of field from H/2 to infinity.

H = (L x L) / (f x d)
Where:
H = Hyperfocal Distance (in millimeters)
L = lens focal length (ie, 35mm, 105mm)
f = lens aperture f-stop
d = diameter of circle of least confusion (in millimeters)
for 35mm format d = 0.03
for 6x6cm format d = 0.06
for 4x5in format d = 0.15
Near Focus Limit

NF = (H x D) / (H + (D - L))
Where:
NF = Near Focus Limit (millimeters)
H = Hyperfocal Distance (in millimeters, from above equation.)
D = lens focus distance (in millimeters)
L = lens focal length (ie, 35mm, 105mm)

Far Focus Limit

FF = (H x D) / (H - (D - L))
Where:
FF = Far Focus Limit (millimeters)
H = Hyperfocal Distance (in millimeters, from above equation)
D = lens focus distance (in millimeters)
L = lens focal length (ie, 35mm, 105mm)

Oi, Léo!

eu só não entendi como os seguintes fatores podem alterar a profundidade de campo:

  • “Aumento da cópia final –> Reduz a DOF.”
    “Aumento da distância de visualização –> Aumenta a DOF.”

A profundidade de campo não é um fenômeno unicamente ótico?

Abração!

Joaca como eu trato logo no inicio do tópico a DOF é um fenômeno perceptivo. Só há foco em um único plano infinitamnte curto da imagem, os demais estão todos fora de foco e com perdas de nitidez. O que acontece é que nossa percepção não é suficiente para perceber esta perda de nitidez em um dado intervalo no qual ela é menor do que nossa capacidade sensorial e a este intervalo damos o nome de profundidade de campo.

Quando você aumenta o tamanho da cópia os círculos de confusão também aumentam de tamanho na mesma proporção, assim círculos de confusão que não percebiamos antes passam a ser percebidos, reduzindo a profundidade de campo. Já quando afastamos a imagem percebemos estes círculos menores, até um ponto que nossa capacidade visual fiquei abaixo da necessária para dintingui-los, aumentando assim a profundidade de campo.

Por este teu ponto de vista, a profundidade de campo seria diferente de acordo com a distância entre o observador e uma impressão da foto?

Joaca é bom deixar claro que não é um ponto de vista, é a teoria por trás do conceito. O conceito de profundidade de campo está relacionado com percepção de um fenômeno ótico.
Sim a profundidade de campo muda se você mudar a distância com a qual você observa a imagem.

Vejo de uma forma diferente - considero profundidade de campo o fenômeno ótico que afeta a projeção da imagem sobre o sensor ou filme - uma vez feito o registro, a porção em foco é definitiva - estando o observador mais próximo ou distante não vai tirar ou colocar elementos na faixa de foco, quer dizer, não aumenta nem diminui os círculos de confusão.

Joaca sua visão é equivocada, mas muito comum, porque ela é fruto de uma propagação incompleta do conceito. As pessoas calculam a profundidade de campo, mas não sabem o que estão calculando e a idéia por trás do fenômeno.
Esta etapa é apenas uma parte do processo, a parte que se convencionou controlar com mais frequencia, porque a maioria das calculadoras são simplificações para facilitar a vida do usuário. Com essa informação que você está trabalhando temos apenas tamanhos de círculos de confusão, mas não o define o que é um tamanho aceitável para tais círculos, sem esta definição você não consegue determinar o intervalo onde o tamanho destes círculos é abaixo do que é considerado aceitável. Você precisa do carater perceptivo da relação para definir o que é aceitável (e assim definir a DOF).
Se você for considerar apenas o espaço com nitidez de fato (círculos de confusão com raio igual a zero ou C=0 como aceitáveis) você terá uma DOF que tende a 0 (você pode até usar esta informação, coloque o círculo de confusão aceitável como um número muito pequeno, em qualquer calculadora que permita você manipular esta informação que você verá que a DOF também vai tender a 0). Não há como desligar o conceito de profundidade de campo da percepção, porque você precisa definir o que é aceitável, pois quando falamos de DOF falamos de um intervalo onde a nitidez é aceitável.
Então na verdade a profundidade de campo define quão aceitável é o resultado de um fenômeno ótico, são dois elementos básicos que precisamos abordar. Os autores mais conhecidos e muitas das calculadoras de DOF consideram sempre uma ampliação de 20x25cm ou 24x16cm a 25cm de distância, o que na verdade foi o fator que levou a este equioco de entender o conceito de forma incompleta, porque a maioria já recebia esta variável de percepção pronta (como o caso do formato 135 um círculo de confusão máximo de 0,03mm de diâmetro). :wink:
Na sua colocação final fica clara sua confusão com o conceito, não existe faixa de foco, foco só existe em um plano que tende a 0 de profundidade, qualquer elemento fora deste intervalo já apresenta impacto do fenômeno de cáustica (no caso os círculos de confusão) e está com elementos sem nitidez, a questão ai é dizer quão aceitável é esta perda de nitidez.
O círculo de confusão realmente não vai aumentar ou diminuir sobre a mídia, mas na cópia vai e com ele a nossa percepção de nitidez da imagem, pois toda vez que o círculo final for maior do que 0,2mm de diâmetro a 25cm de distância nós perceberemos o desfoque, sempre que este círculo da cópia for menor do que isso (ou estiver mais distante onde a resolução de nossa visão cai) você terá a impressão de nitidez, possibilitando que em um determinado intervalo as coisas pareçam nítidas, coisa que de fato não estão.
Bom espero que tenha conseguido deixar o conceito claro desta vez. :slight_smile:

Quando eu disse que os círculos de confusão não diminuirão ou aumentarão não cometi um equívoco - compreende-se que eles não se alteram em relação ao tamanho da imagem - eles mantém a proporção.
Não uso calculadoras, vejo imagem e não números.

Acredito que não se pode associar um padrão de resolução(com ou sem fórmulas) ao conceito de DOF.

Desculpe minha insistência, mas é que eu não percebo como uma fórmula poderia determinar algo em uma imagem, um elemento totalmente subjetivo. Mesmo com uma câmera de fole, com todos os tilts e shifts o resultado que vale é o olho no despolido - ou nas reflex, aquele botãozinho do DOF preview. Estas fórmulas deveriam considerar mais uma variável, o formato do diafragma da lente - e ter uma fórmula para cada tipo, com 3, 5, 6, 8, 9, N lâminas ou lados.

De qualquer maneira, gosto da sua consistência de argumento - mata a cobra e mostra ‘a arma’… hehe!! :worship:

Final de tarde tá bom, vou ver o final da maratona fotográfica!

Abração!!!

Joaca o fenômeno de profundidade de campo possui uma descrição matemática que é totalmente explicativa do mesmo. Olhar para números e imagens comparando com os mesmos deve dar o resultado esperado. :wink:
Quando eu digo equívoco digo em relação a esquecer uma parte fundamental do CONCEITO de profundidade de campo.
Mesmo em uma única imagem você não tem os mesmos tamanhos de círculos de confusão, eles diminuem conforme os elementos se aproxinam do plano em foco e aumentam conforme eles se afastam. Depois de feita a imagem eles estarão registrados e poderão ou não ser ampliados.

O elemento que é subjetivo na DOF é determinado por aproximação a partir da resolução do olho de um ser humano médio, entende-se que se o círculo de confusão é menor na ampliação (este é o ponto importante da conversão do fenômeno físico, porque você ve ampliação e não o que foi registrado no sensor) do que a resolução do seu olho, então você pode considerar isso nítido. Mas sem dúvida a DOF como CONCEITO carrega um certo grau de subjetividade, porque ela trata de nitidez aceitável. De qualquer forma as afirmações acima valem da mesma forma, independente do que você considera aceitável, se você considera aceitável um intervalo aceitável em uma dada distância, então vai considerar um ainda intervalo ainda maior a mais distancia. Claro se houver alguma transitividade e racionalidade nas suas decisões… rs… O que podemos discutir ai é o elemento subjetivo do processo que é o que é um círculo de confusão ACEITÁVEL na ampliação (o que importa é como vemos, ampliado e a uma certa distância e isso a matemática modela fácil, o que é mais complicado é a definição do que é aceitável e não o tamanho relativo que os círculos de confusão podem ser vistos).
Eu e todos os que trabalham com isso usamos definição fisiológica que diz que o humano médio consegue distinguir elementos de 0,2mm vistos a 25cm de distância. Porém na calculadora de DOF que desenvolvi eu coloquei a opção de alterar o círculo de confusão aceitável manualmente, ou seja, você pode usar o referencial padrão (que todo mundo usa, que é o padrão para a calculadora), pode modificar o referencial ainda baseando-se na fisiologia humana (que na minha opinião é a melhor abordagem) não inclui a possibilidade de atribuir valores pessoais, porque acredito que ai você não precisa de uma calculadora para trabalhar no achismo, é algo pessoal rs.
O número de lâminas só vai mudar a forma do desfoque, mas não a idéia de campo, se os elementos de desfoque forem quadrados ou redondos eles ainda terão o limite máximo de ampliação e distância mínima no qual não poderão ser percebidos, se puderem ser percebidos já não importa a forma do diafragma, já não teremos mais nitidez aceitável. Discutir a forma do diafragma faz mais sentido quando vamos discutir a qualidade do desfoque (bokeh) e não a nitidez. :wink:
Os Tilts podem ser calculados também, porque o que acontece neste caso é uma mudança na inclinação do plano em foco, mas o conceito de DOF continua existindo e respeita exatamente a estas regras, o que teremos neste caso é uma mudança na inclinação dos campos, que não serão mais perpendiculares aos eixos óticos das lentes. É possível de calcular, mas sem dúvida é mais complicado, porque você terá que incluir os ângulos como elementos. Porém é importante deixar claro que o olho no visor não consegue garantir que a DOF será como você espera, porque o visor tem uma ampliação e distâncias fixas, dependendo de como você ampliar e expor o trabalho o que você acreditava ser DOF pode ou não ser DOF. :wink: