Profundidade de Campo na Fotografia

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Unidade 01 – Lição 02
Profundidade de campo
A profundidade de campo é gama de distâncias em torno do plano focal na qual há nitidez 
aceitável. A profundidade de campo depende dos tipos de câmeras, aberturas e distância, 
apesar de também ser influenciada pelo tamanho da impressão e pela distância de 
visualização da imagem. Essa seção foi pensada para ajudar a melhorar a compreensão 
intuitiva e técnica de profundidade de campo aplicada na fotografia.
A profundidade de campo não muda em nenhuma região da imagem de modo abrupto, ou 
seja, em nenhum ponto observa-se transição de nitidez total para desfoque, sempre ocorre 
uma transição gradual. Na verdade, tudo imediatamente em frente ou atrás do plano de foco
já começa a perder nitidez -- mesmo que não percebamos com nossos olhos ou pela 
resolução da câmera.
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Círculo de confusão
Já que não existe um ponto crítico de transição, um termo mais rigoroso chamado de 'círculo
de confusão' é usado para definir quanto um ponto precisa estar borrado para ser visto como
desfocado. A região onde o círculo de confusão se torna perceptível está fora da 
profundidade de campo e então não é mais 'aceitavelmente nítida', isto é, está fora de foco. 
O círculo de confusão acima teve o tamanho exagerado para ficar mais claro; na realidade ele
teria um tamanho equivalente a uma pequena fração da área do sensor da câmera.
Quando que um círculo de confusão se torna perceptível aos nossos olhos? Um círculo de 
confusão aceitavelmente nítido é definido de uma maneira não muito rigorosa como um que
não é percebido se observado a uma distância de 30 cm e numa impressão padrão de 20x25
cm.
Considerando essas distância e tamanho, os fabricante de câmera assumem que um círculo 
de confusão é irrelevante quando não é maior que 0.2mm. Como resultado, os fabricantes de
câmera usam esse padrão quando mostram os marcadores de profundidade de campo em 
lentes (ver imagem ao lado). Na realidade, uma pessoa com uma visão 'normal' pode 
discernir elementos com 1/3 desse tamanho ou menores, assim o círculo de confusão deve 
ser ainda menor do que 0.2mm para produzir nitidez aceitável.
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Há um círculo de confusão máximo diferente para cada tamanho de impressão e distância de
visualização da mesma. No exemplo anterior com os pontos borrados, o círculo de confusão 
é, na realidade, menor que a resolução da sua tela para os dois pontos mais próximos ao 
ponto de foco, e por isso eles são considerados dentro da profundidade de campo. Isso 
significa que a profundidade de campo pode ser baseada em onde o círculo de confusão se 
torna menor que o tamanho de um pixel do sensor da sua câmera digital.
Note que a profundidade de campo só determina um valor máximo para o círculo de 
confusão, e não descreve o que acontece em regiões quando elas estão fora de foco. Essas 
regiões são chamadas de 'bokeh' (do japonês, pronuncia-se 'bou'-'quei'). Duas imagens com 
profundidade de campo idênticas podem ter bokeh muito diferentes uma da outra, já que 
isso depende da forma do diafragma da lente. Na realidade, o círculo de confusão não é um 
círculo, mas normalmente pode ser aproximado por um já que é pequeno próximo ao ponto 
de foco. Quando ele se torna grande, a maioria das lentes geram uma forma poligonal com 
algo entre 5 a 8 lados.
Controlando a profundidade de campo
Apesar do tamanho de impressão e a distância de visualização serem fatores importantes 
que influenciam na aparência do círculo de confusão para os nossos olhos, a abertura e a 
distância focal são dois elementos chave que determinam quão grande o círculo de confusão
será no sensor da sua câmera. Aberturas maiores (números F menores) e distâncias de foco 
mais próximas produzem profundidades de campo mais rasas. O seguinte teste de 
profundidade de campo foi feito variando-se a abertura, mas com a distância de foco fixa e 
com uma lente de 200mm numa câmera digital com um sensor com fator de corte de 1.6X 
(ou seja, a lente é equivalente a uma de 320mm em uma câmera de 35mm):
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f/8.0 f/5.6 f/2.8
Esclarecendo: distância focal e profundidade de campo
Note como a distância focal não foi mencionada como um fator que influencia a 
profundidade de campo. Mesmo que as câmeras teleobjetivas aparentem criar uma 
profundidade de campo muito mais rasa, isso se deve principalmente ao fato delas 
normalmente serem usadas para fazer com que o sujeito da foto aparente ser maior quando 
o fotógrafo não consegue se aproximar dele. Se o sujeito ocupar a mesma fração do visor da 
câmera (magnificação constante) para ambos uma lente grande angular e uma teleobjetiva, a
profundidade de campo total é praticamente* a mesma com a distância focal! Isso, é claro, 
obrigaria a uma proximidade muito maior com a lente grande angular ou uma distância 
muito grande com a teleobjetiva, como é demonstrado na seguinte tabela:
Distância Focal (mm) Distância de Foco (m) Profundidade de Campo (m)
10 0.5 0.482
20 1.0 0.421
50 2.5 0.406
100 5.0 0.404
200 10 0.404
400 20 0.404
Obs.: Os cálculos de profundidade de campo foram feitos usando-se como referência
uma Canon 20D (fator de corte 1.6X), uma abertura de f/4.0 e um círculo de confusão
de 0.0206 mm.
Perceba como há realmente uma sutil mudança para as menores distâncias focais. Isso é um 
efeito real, mas é desprezível quando comparado com a abertura e a distância de foco. 
Mesmo a profundidade de campo total sendo praticamente desprezível, a fração de 
profundidade de campo que está em frente e atrás da distância de foco muda com a 
distância focal, como vemos abaixo:
 Distribuição da Profundidade de Campo
Distância Focal (mm) Trás Frente
10 70.2 % 29.8 %
20 60.1 % 39.9 %
50 54.0 % 46.0 %
100 52.0 % 48.0 %
200 51.0 % 49.0 %
400 50.5 % 49.5 %
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Isso mostra uma limitação do conceito tradicional de profundidade de campo: ele só leva em 
conta a profundidade de campo total e não sua distribuição em torno do plano de foco, 
mesmo que ambos contribuam para a percepção de nitidez. Uma lente grande angular tem 
uma transição mais gradual da profundidade de campo atrás do plano de foco do que na 
frente, o que é importante para fotografias de paisagens.
Por outro lado, quando um objeto numa distância fixa é focado a partir de um mesmo local, 
uma lente com distância focal maior terá uma profundidade de campo menor (apesar das 
imagens aparentarem algo completamente diferente). Isso é mais próximo ao uso diário dos 
diferentes tipos de lentes, mas é um efeito devido a magnificação e não distância focal. 
Lentes com distâncias focais maiores também aparentam ter uma profundidade de campo 
menores pois eles achatam a perspectiva. Isso resulta em fundos muito maiores relativamente
ao primeiro plano -- mesmo se não há mais detalhe. A profundidade de campo também 
aparenta ser menor para câmeras SLR do que para compactas digitais pois as SLR necessitam
menores distâncias focais para atingir o mesmo campo de visão.
*Nota: descrevemos a profundidade de campo como 'quase' constante pois há casos limite
onde isso não é verdade. Para distâncias de foco que resultam em maior magnificação, ou
muito próximas da 'distância hiperfocal', lentes grande angulares podem ter profundidades
de campo maiores que teleobjetivas. Por outro lado, para situações de grande magnificação,
os cálculos tradicionais de profundidade de campo se tornam imprecisos por outro fator:
magnificação da pupila. Na realidade isso age contra o aumento de profundidade de campo
para a maioria das grandes angulares, e a favor para as teleobjetivas e macro. No outro caso
limite, próximo da distância hiperfocal, o aumento da profundidade de campo surge devido
ao fato das grandes angulares terem maior profundidade de campo atrás do plano de foco, e
assim podem alcançar nitidez maior no infinito para qualquer distância de
foco.
Calculando a profundidade de campo
Para calcular a profundidade de campo é necessário decidir valores para o máximo círculo de
confusão permissível. Isso se baseia tanto no tipo de câmera (tamanho do sensor ou filme) 
quanto na combinação entre a distância de visualização e o tamanho da impressão.
Cálculos de profundidade de campo normalmente assumem que é necessário haver 
elementos com tamanho de 0.02cm para que a nitidez seja aceitável (como discutido 
anteriormente), mas pessoas com visão 20/20 podem ver elementos com 1/3 desse tamanho.
Se você usar esse padrão, lembre-se que as partes próximas aos limites do campo podem 
não estar aceitavelmente nítidas. A calculadora de profundidade de campo abaixo assume 
esse padrão de visão, mas há outras.
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Calculadora de Profundidade de Campo
 Tipo de Câmera
 Abertura Selecionada
 Distância Focal Real mm
 Distância de Foco (ao sujeito) metros
 Menor distância de nitidez aceitável
 Maior distância de nitidez aceitável
 Profundidade de Campo Total
Nota: o 'fator de corte' também é chamado de 'multiplicador de distância focal' ou,
em inglês, 'crop factor'
Profundidade de foco
Outra implicação do círculo de confusão é o conceito de profundidade de foco (também 
chamado de espalhamento de foco). Ele difere da profundidade de campo pois descreve a 
distância sobre a qual a luz é focalizada no sensor da câmera, em oposição a quanto do 
sujeito da foto está em foco. Isso é importante pois define a tolerância sobre quão plano 
deve ser o filme ou o sensor digital para que haja foco em todas as porções da imagem.
Outras notas
Por quê não utilizar a menor abertura (maior número F) para alcançar a maior profundidade 
de campo? Além do fato de que isso normalmente requer tempos de exposição muito 
longos e proibitivos sem um tripé, abertura muito pequenas suavizam as imagens criando 
um círculo de confusão grande (ou "disco de Airy") devido a um efeito chamado de difração 
-- mesmo dentro do plano de foco. A difração se torna um efeito limitante quando as 
aberturas diminuem. Apesar de suas profundidades de campo absurdas, normalmente é por 
isso que as câmeras pinhole têm resolução limitada.
Para fotografia macro (de alta magnificação), a profundidade de campo é influenciada por 
outro fator: magnificação da pupila. Esse é igual a um para lentes que são simétricas 
internamente, mas para teleobjetivas é muito menos e para grandes-angulares é muito mais 
que um. Uma maior profundidade de campo pode ser atingida (em relação ao que se 
calcula) quando a magnificação da pupila é menos que um, (e não muda quando esse valor é
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Calcular
igual a um). O problema é que a magnificação da pupila normalmente não é dada pelos 
fabricantes de lentes, assim só é possível estabelecê-lo (aproximadamente) visualmente.
Curso de Fotografia
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	Controlando a profundidade de campo
	Esclarecendo: distância focal e profundidade de campo
	Calculando a profundidade de campo
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