Distanza iperfocale

I concetti delle due definizioni di distanza iperfocale hanno una lunga storia, legata alla terminologia per profondità di campo, profondità di fuoco, cerchio di confusione, ecc. Ecco alcune prime citazioni e interpretazioni selezionate sull’argomento.

Sutton e Dawson 1867Modifica

Thomas Sutton e George Dawson definiscono la distanza focale per quella che oggi chiamiamo distanza iperfocale:

Gamma focale. In ogni lente c’è, corrispondente ad un dato rapporto apertale (cioè il rapporto tra il diametro del fermo e la lunghezza focale), una certa distanza di un oggetto vicino da esso, tra cui e l’infinito tutti gli oggetti sono a fuoco altrettanto bene. Per esempio, in un obiettivo a vista singola di 6 pollici di messa a fuoco, con un 1/4 in. stop (rapporto apertale uno-ventiquattresimo), tutti gli oggetti situati a distanze comprese tra 20 piedi dalla lente e una distanza infinita da esso (una stella fissa, per esempio) sono a fuoco ugualmente buono. Venti piedi è quindi chiamato il “campo focale” dell’obiettivo quando viene utilizzato questo stop. La gamma focale è di conseguenza la distanza dell’oggetto più vicino, che sarà a fuoco quando il vetro smerigliato è regolato per un oggetto estremamente lontano. Nello stesso obiettivo, la gamma focale dipenderà dalla dimensione del diaframma utilizzato, mentre in diversi obiettivi che hanno lo stesso rapporto apertale le gamme focali saranno maggiori man mano che la lunghezza focale dell’obiettivo viene aumentata.I termini “rapporto apertale” e “gamma focale” non sono entrati nell’uso generale, ma è molto auspicabile che dovrebbero, al fine di evitare ambiguità e circonlocuzioni quando si tratta delle proprietà degli obiettivi fotografici. “Gamma focale” è un buon termine, perché esprime la gamma entro la quale è necessario regolare la messa a fuoco dell’obiettivo per gli oggetti a diverse distanze da esso – in altre parole, la gamma entro la quale la messa a fuoco diventa necessaria.

La loro gamma focale è circa 1000 volte il loro diametro di apertura, quindi ha senso come una distanza iperfocale con valore CoC di f/1000, o diagonale del formato immagine volte 1/1000 assumendo che l’obiettivo sia un obiettivo “normale”. Ciò che non è chiaro, tuttavia, è se la gamma focale che citano è stato calcolato, o empirico.

Abney 1881Edit

Sir William de Wivelesley Abney dice:

La formula allegata darà approssimativamente il punto più vicino p che apparirà a fuoco quando la distanza è accuratamente messo a fuoco, supponendo il disco di confusione ammissibile per essere 0.025 cm:

p = 0,41 ⋅ f 2 ⋅ a {displaystyle p=0,41\cdot f^{2}cdot a} quando f = {displaystyle f=} la lunghezza focale dell’obiettivo in cm a = {displaystyle a=} il rapporto tra l’apertura e la lunghezza focale

Ovvero, a è il reciproco di quello che ora chiamiamo il numero f, e la risposta è evidentemente in metri. Il suo 0,41 dovrebbe ovviamente essere 0,40. Basandosi sulle sue formule, e sulla nozione che il rapporto di apertura dovrebbe essere mantenuto fisso nei confronti tra i formati, Abney dice:

Si può dimostrare che un ingrandimento da un piccolo negativo è migliore di un’immagine delle stesse dimensioni presa direttamente per quanto riguarda la nitidezza dei dettagli. … Bisogna fare attenzione a distinguere tra i vantaggi che si ottengono nell’ingrandimento con l’uso di una lente più piccola, con gli svantaggi che derivano dal deterioramento dei valori relativi di luce e ombra.

Taylor 1892Edit

John Traill Taylor ricorda questa formula verbale per una sorta di distanza iperfocale:

Abbiamo visto stabilire come regola approssimativa da alcuni scrittori di ottica (Thomas Sutton, se ci ricordiamo bene), che se il diametro del fermo è una quarantesima parte del fuoco dell’obiettivo, la profondità di fuoco andrà da infinito a una distanza pari a quattro volte tanti piedi quanti sono i pollici nel fuoco dell’obiettivo.

Questa formula implica un criterio di CoC più severo di quello che usiamo tipicamente oggi.

Hodges 1895Edit

John Hodges discute la profondità di campo senza formule ma con alcune di queste relazioni:

C’è un punto, comunque, oltre il quale tutto sarà in definizione pittoricamente buona, ma più lunga è la messa a fuoco dell’obiettivo usato, più lontano sarà il punto oltre il quale tutto è a fuoco nitido. Matematicamente parlando, la quantità di profondità posseduta da un obiettivo varia inversamente al quadrato della sua messa a fuoco.

Questa relazione “matematicamente” osservata implica che egli aveva una formula a portata di mano, e una parametrizzazione con il numero f o “rapporto di intensità” in esso. Per ottenere una relazione inversamente proporzionale alla lunghezza focale, si deve assumere che il limite CoC sia fisso e che il diametro dell’apertura scali con la lunghezza focale, dando un numero f costante.

Piper 1901Modifica

C. Welborne Piper è forse il primo ad aver pubblicato una chiara distinzione tra Profondità di Campo nel senso moderno e Profondità di Definizione nel piano focale, e implica che Profondità di Fuoco e Profondità di Distanza sono talvolta usate per la prima (nell’uso moderno, Profondità di Fuoco è solitamente riservata alla seconda). Usa il termine Profondità Costante per H, e la misura dal fuoco principale anteriore (cioè, conta una lunghezza focale in meno della distanza dall’obiettivo per ottenere la formula più semplice), e introduce anche il termine moderno:

Questa è la massima profondità di campo possibile, e H + f può essere definita la distanza della massima profondità di campo. Se misuriamo questa distanza extrafocale è uguale a H, ed è talvolta chiamata distanza iperfocale. La costante di profondità e la distanza iperfocale sono ben distinte, sebbene abbiano lo stesso valore.

Non è chiaro quale distinzione intenda. Adiacente alla tabella I nella sua appendice, egli nota ulteriormente:

Se mettiamo a fuoco l’infinito, la costante è la distanza focale dell’oggetto più vicino a fuoco. Se mettiamo a fuoco una distanza extrafocale uguale alla costante, otteniamo una profondità di campo massima da circa metà della distanza costante fino all’infinito. La costante è quindi la distanza iperfocale.

A questo punto non abbiamo prove del termine iperfocale prima di Piper, né del trattino iperfocale che anche lui usava, ma ovviamente non pretendeva di coniare lui stesso questo descrittore.

Derr 1906Modifica

Louis Derr è forse il primo a specificare chiaramente la prima definizione, che è considerata quella strettamente corretta in tempi moderni, e a ricavare la formula corrispondente. Usando p {displaystyle p} per la distanza iperfocale, D {displaystyle D} per il diametro dell’apertura, d {displaystyle d} per il diametro che un cerchio di confusione non deve superare, e f {displaystyle f} per la lunghezza focale, egli deriva:

p = ( D + d ) f d {displaystyle p={frac {(D+d)f}}}

Poiché il diametro dell’apertura, D è il rapporto tra la lunghezza focale, f, e l’apertura numerica, N, e il diametro del cerchio di confusione, c = d, questo dà l’equazione per la prima definizione sopra.

p = ( f N + c ) f c = f 2 N c + f {displaystyle p={frac {({tfrac {f}{N}}+c)f}{c}={frac {f^{2}{Nc}+f}

Johnson 1909Edit

George Lindsay Johnson usa il termine Profondità di Campo per quello che Abney chiamava Profondità di Fuoco, e Profondità di Fuoco in senso moderno (forse per la prima volta), come l’errore di distanza ammissibile nel piano focale. Le sue definizioni includono la distanza iperfocale:

Depth of Focus è un termine conveniente, ma non strettamente accurato, usato per descrivere la quantità di movimento di travaso (in avanti o indietro) che può essere dato allo schermo senza che l’immagine diventi sensibilmente sfocata, cioè senza che l’immagine sia sfocata oltre 1/100 in., o nel caso di negativi da ingrandire o lavori scientifici, 1/10 o 1/100 mm. Poi l’ampiezza di un punto di luce, che, naturalmente, provoca la sfocatura su entrambi i lati, cioè 1/50 in = 2e (o 1/100 in = e).

Il suo disegno rende chiaro che il suo e è il raggio del cerchio di confusione. Egli ha chiaramente anticipato la necessità di legarlo alle dimensioni del formato o all’ingrandimento, ma non ha dato uno schema generale per sceglierlo.

La profondità di campo è esattamente la stessa della profondità di fuoco, solo che nel primo caso la profondità è misurata dal movimento della lastra, essendo l’oggetto fisso, mentre nel secondo caso la profondità è misurata dalla distanza attraverso cui l’oggetto può essere spostato senza che il cerchio di confusione superi 2e.

Quindi se una lente che è messa a fuoco per l’infinito dà ancora un’immagine nitida per un oggetto a 6 metri, la sua profondità di campo è da infinito a 6 metri, ogni oggetto oltre i 6 metri è a fuoco.

Questa distanza (6 iarde) è chiamata la distanza iperfocale della lente, e qualsiasi disco di confusione ammissibile dipende dalla lunghezza focale della lente e dal fermo utilizzato.

Se il limite di confusione della metà del disco (cioè e) essere preso come 1/100 in, allora la distanza iperfocale

H = F d e {displaystyle H={frac {Fd}{e}}

d è il diametro dello stop, …

L’uso di prima e seconda da parte di Johnson sembra essere invertito; forse la prima intendeva riferirsi al titolo della sezione immediatamente precedente Profondità di fuoco, e la seconda all’attuale titolo della sezione Profondità di campo. Ad eccezione di un ovvio errore di un fattore di 2 nell’usare il rapporto tra il diametro dello stop e il raggio CoC, questa definizione è la stessa della distanza iperfocale di Abney.

Altri, primi anni del ventesimo secoloModifica

Il termine distanza iperfocale appare anche nella Cyclopaedia di Cassell del 1911, The Sinclair Handbook of Photography del 1913, e The Complete Photographer di Bayley del 1914.

Kingslake 1951Edit

Rudolf Kingslake è esplicito sui due significati:

Kingslake usa le formule più semplici per le distanze DOF vicino e lontano, il che ha l’effetto di far sì che le due diverse definizioni di distanza iperfocale diano valori identici.