Distância hiperfocal

Os conceitos das duas definições de distância hiperfocal têm uma longa história, ligada à terminologia de profundidade de campo, profundidade de foco, círculo de confusão, etc. Aqui estão algumas citações e interpretações iniciais selecionadas sobre o tópico.

Sutton e Dawson 1867Editar

Thomas Sutton e George Dawson definem distância focal para o que agora chamamos distância hiperfocal:

Arrance focal. Em cada lente existe, correspondente a uma determinada relação de abertura (ou seja, a relação entre o diâmetro da paragem e a distância focal), uma certa distância de um objecto próximo dele, entre o qual e o infinito todos os objectos estão igualmente em bom foco. Por exemplo, numa lente de visão única de 6 polegadas de foco, com uma escala de 1/4 pol. (relação de abertura de um quarto), todos os objectos situados a distâncias entre 20 pés da lente e uma distância infinita dela (uma estrela fixa, por exemplo) estão igualmente bem focados. Vinte pés é, portanto, chamado de “alcance focal” da lente quando esta parada é usada. O alcance focal é consequentemente a distância do objeto mais próximo, que estará em bom foco quando o vidro fosco for ajustado para um objeto extremamente distante. Na mesma lente, o alcance focal dependerá do tamanho do diafragma utilizado, enquanto em diferentes lentes com a mesma relação de abertura, o alcance focal será maior à medida que a distância focal da lente for aumentando. Os termos “relação de abertura” e “alcance focal” não entraram em uso geral, mas é muito desejável que eles sejam usados, a fim de evitar ambiguidade e circunlocução no tratamento das propriedades das lentes fotográficas. O ‘alcance focal’ é um bom termo, porque expressa o alcance dentro do qual é necessário ajustar o foco da lente a objectos a diferentes distâncias – por outras palavras, o alcance dentro do qual a focagem se torna necessária.

O seu alcance focal é cerca de 1000 vezes o seu diâmetro de abertura, por isso faz sentido como uma distância hiperfocal com o valor CoC de f/1000, ou o formato de imagem diagonal vezes 1/1000 assumindo que a lente é uma lente “normal”. O que não é claro, contudo, é se a distância focal que citam foi calculada, ou empírica.

Abney 1881Edit

Sir William de Wivelesley Abney diz:

A fórmula anexa dará aproximadamente o ponto p mais próximo que aparecerá em foco quando a distância for focada com precisão, supondo que o disco de confusão admissível seja 0.025 cm:

p = 0.41 ⋅ f 2 ⋅ a {\i1}displaystyle p=0.41\cdot f^{\i}cdot a} quando f = {\i1 f=} a distância focal da lente em cm a = {\i1 f=} a relação entre a abertura e a distância focal

Isto é, a é a recíproca do que agora chamamos de número f, e a resposta é evidentemente em metros. A sua 0,41 deve obviamente ser 0,40. Com base nas suas fórmulas, e na noção de que a relação de abertura deve ser mantida fixa em comparações entre formatos, Abney diz:

Pode ser demonstrado que uma ampliação a partir de um pequeno negativo é melhor do que uma fotografia do mesmo tamanho tirada directamente no que diz respeito à nitidez dos detalhes. … Deve-se ter o cuidado de distinguir entre as vantagens a serem obtidas na ampliação pelo uso de uma lente menor, com as desvantagens que decorrem da deterioração dos valores relativos de luz e sombra.

Taylor 1892Editar

John Traill Taylor recorda esta palavra fórmula para uma espécie de distância hiperfocal:

Vimos como uma regra aproximada por alguns escritores da óptica (Thomas Sutton, se nos lembrarmos bem), que se o diâmetro do stop for uma quadragésima parte do foco da lente, a profundidade do foco irá variar entre o infinito e uma distância igual a quatro vezes mais metros do que há polegadas no foco da lente.

Esta fórmula implica um critério CoC mais rigoroso do que o que normalmente usamos hoje em dia.

Hodges 1895Editar

John Hodges discute a profundidade de campo sem fórmulas mas com algumas destas relações:

Há um ponto, no entanto, para além do qual tudo estará em boa definição pictórica, mas quanto mais tempo o foco da lente utilizada, mais longe será o ponto para além do qual tudo está em foco nítido será removido da câmara. Matematicamente falando, a quantidade de profundidade possuída por uma lente varia inversamente como o quadrado do seu foco.

Esta relação “matematicamente” observada implica que ele tinha uma fórmula em mãos, e uma parametrização com o número f ou “relação de intensidade” nela. Para obter uma relação inverso-quadrado com a distância focal, é necessário assumir que o limite CoC é fixo e as escalas de diâmetro de abertura com a distância focal, dando um número f constante.

Piper 1901Edit

C. Welborne Piper pode ser o primeiro a publicar uma distinção clara entre Profundidade de Campo no sentido moderno e Profundidade de Definição no plano focal, e implica que a Profundidade de Foco e a Profundidade de Distância são por vezes utilizadas para o primeiro (no uso moderno, a Profundidade de Foco é normalmente reservada para o segundo). Ele usa o termo Constante de Profundidade para H, e mede-a a partir do foco principal frontal (ou seja, ele conta uma distância focal menor que a distância da lente para obter a fórmula mais simples), e até introduz o termo moderno:

Esta é a máxima profundidade de campo possível, e H + f pode ser estilizada a distância da máxima profundidade de campo. Se medirmos esta distância extra-focalmente, ela é igual a H, e às vezes é chamada de distância hiperfocal. A constante de profundidade e a distância hiperfocal são bastante distintas, embora com o mesmo valor.

Não é clara a distinção que ele quer dizer. Adjacente à Tabela I no seu apêndice, ele ainda observa:

Se focarmos no infinito, a constante é a distância focal do objecto mais próximo em foco. Se focarmos numa distância extra-focal igual à constante, obtemos uma profundidade máxima de campo de aproximadamente metade da distância constante até ao infinito. A constante é então a distância hiperfocal.

Neste ponto não temos evidência do termo hiperfocal antes de Piper, nem da hiperfocal hifenizada que ele também usou, mas obviamente ele próprio não reivindicou a cunhagem deste descritor.

Derr 1906Edit

Louis Derr pode ser o primeiro a especificar claramente a primeira definição, que é considerada a estritamente correta nos tempos modernos, e a derivar a fórmula correspondente a ela. Usando p {\displaystyle p} para distância hiperfocal, D {\displaystyle D} para diâmetro de abertura, d {\displaystyle d} para o diâmetro que um círculo de confusão não deve exceder, e f {\displaystyle f} para distância focal, ele deriva:

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

Como o diâmetro da abertura, D {\displaystyle D} é a razão da distância focal, f {\displaystyle f} para a abertura numérica, N {\displaystyle N} ; e o diâmetro do círculo de confusão, c = d {\displaystyle c=d} , isto dá a equação para a primeira definição acima.

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

Johnson 1909Edit

George Lindsay Johnson usa o termo Profundidade de Campo para o que Abney chamou de Profundidade de Foco, e Profundidade de Foco no sentido moderno (possivelmente pela primeira vez), como o erro de distância permitido no plano focal. Suas definições incluem distância hiperfocal:

Depth of Focus é um termo conveniente, mas não estritamente preciso, usado para descrever a quantidade de movimento de racking (para frente ou para trás) que pode ser dada à tela sem que a imagem fique sensivelmente embaçada, ou seja, sem qualquer embaçamento na imagem que exceda 1/100 in., ou no caso de negativos a serem ampliados ou trabalho científico, o 1/10 ou 1/100 mm. Então a amplitude de um ponto de luz, que, naturalmente, causa desfocagem de ambos os lados, ou seja, 1/50 in = 2e (ou 1/100 in = e).

O seu desenho deixa claro que o seu e é o raio do círculo de confusão. Ele antecipou claramente a necessidade de amarrá-lo ao tamanho do formato ou ampliação, mas não deu um esquema geral para escolhê-lo.

Depth of Field é precisamente o mesmo que profundidade de foco, somente no primeiro caso a profundidade é medida pelo movimento da placa, sendo o objeto fixo, enquanto no segundo caso a profundidade é medida pela distância através da qual o objeto pode ser movido sem que o círculo de confusão exceda 2e.

Assim, se uma lente que está focada para o infinito ainda dá uma imagem nítida para um objecto a 6 metros, a sua profundidade de campo é do infinito para 6 metros, estando cada objecto para além dos 6 metros em foco.

Esta distância (6 jardas) é denominada distância hiperfocal da lente, e qualquer disco de confusão permitida depende da distância focal da lente e do batente usado.

Se o limite de confusão da metade do disco (i.e.) for tomado como 1/100 in, então a distância hiperfocal

H = F d e {\\displaystyle H={\frac {\fd}{e}}}

d sendo o diâmetro da paragem, …

O uso do primeiro e do segundo pelo Johnson parece ter sido trocado; talvez o primeiro tenha sido aqui destinado a referir-se ao título da secção imediatamente anterior Profundidade de Foco, e o segundo ao título da secção actual Profundidade de Campo. Exceto por um erro óbvio de fator de 2 no uso da razão entre o diâmetro de parada e o raio CoC, esta definição é a mesma da distância hiperfocal de Abney.

Outros, início do século XXEditar

O termo distância hiperfocal também aparece na Cyclopaedia de Cassell de 1911, The Sinclair Handbook of Photography de 1913, e The Complete Photographer de Bayley de 1914.

Kingslake 1951Editar

Rudolf Kingslake é explícito sobre os dois significados:

Kingslake usa as fórmulas mais simples para DOF distâncias próximas e distantes, o que tem o efeito de fazer com que as duas definições diferentes de distância hiperfocal dêem valores idênticos.