Profundidad de Campo en fotografía Digital (IV)

Una vez establecidos los criterios en los que se basa el concepto de Profundidad de Campo (PdC) y las ecuaciones que permiten relacionar las distancias y valores calculados para la misma, en esta cuarta entrada se razonan algunas cuestiones de tipo práctico al aplicar el control de la PdC a situaciones reales de toma.

Distribución de la Profundidad de Campo. Como ya se comentó en el post anterior Profundidad de Campo en Fotografía Digital (III), la regla empírica de la distribución de un tercio por delante del plano de enfoque y dos tercios por detrás del mismo, carece de interés ya que solamente se cumple para una distancia de enfoque concreta y que no es representativa de una situación que pueda calificarse de general en Fotografía aplicada. Veamos un ejemplo en la Tabla 1 donde se muestran las diferentes distancias de enfoque (u) a partir de las cuales la PdC se distribuye en la relación 1/3 – 2/3 en función de la abertura de diafragma (N), si se mantienen constantes la longitud focal del objetivo (f’) y el formato del sensor, es decir, para una cámara y objetivo dados.

Nótese que para que la PdC disponible con cada abertura de diafragma se distribuya a razón de 1/3 por delante y 2/3 por detrás del plano de enfoque, dicho plano debe situarse a distancias muy distintas de la cámara en función del diafragma que se haya seleccionado para la toma, lo que no resulta útil en un caso real en el que el sujeto principal se halla a una distancia dada de la cámara. A partir de los datos de la misma tabla se puede comprobar como la distancia de enfoque adecuada para cada valor de diafragma (N) es siempre ligeramente mayor que un tercio de la distancia hiperfocal (H).

Al margen de lo sorprendente que resulta que una regla tan inexacta como poco útil haya conseguido imponerse en multitud de textos, todo ello muestra que en aquellas situaciones donde el control de la PdC sea relevante, sólo el cálculo a partir de las ecuaciones, las tablas previamente estructuradas a partir de dichas ecuaciones o las aplicaciones de cálculo como DOFMaster o PhotoPills son una ayuda efectiva. Por otra parte, si se aplican estos cálculos a una serie de situaciones representativas de la práctica fotográfica, queda patente que no resulta fácil estructurar una regla nemotécnica que permita una apreciación rápida y efectiva ante una situación dada. Quizá una aproximación en este sentido se puede articular a partir del conocimiento de la distancia hiperfocal, mediante las indicaciones de enfoque en el barrilete del objetivo (ver Figura 1 en Profundidad de Campo en Fotografía Digital (I)) o con aplicaciones como DOFMaster o PhotoPills. Las cuestiones claves a memorizar son:

• Si la distancia de enfoque es la distancia hiperfocal, la PdC se extiende desde la mitad de la distancia hiperfocal hasta el infinito.
• Si la distancia de enfoque coincide aproximadamente con un tercio de la distancia hiperfocal, la distribución de la PdC es a razón de aproximadamente 1/3 por delante y 2/3 por detrás del plano de enfoque.
• Si la distancia de enfoque es mayor que un tercio de la distancia hiperfocal, la distribución de la PdC tiende a ser mucho mayor hacia el fondo que hacia la cámara.
• Si la distancia de enfoque es menor que un tercio de la distancia hiperfocal, la distribución de la PdC tiende a igualarse a ambos lados del plano de enfoque. Esta igualación se acrecienta a medida que se reduce la distancia al objeto o lo que es lo mismo, a medida que aumente el valor del aumento lateral.

Profundidad de Campo y Longitud Focal. Otra de las afirmaciones ampliamente difundidas en relación a la PdC disponible es la que establece que los objetivos con longitud focal más corta proporcionan más PdC para una abertura de diafragma y tamaño de sensor dados, en detrimento de los de longitud focal más larga. Aunque la afirmación no es errónea en sí misma, conviene introducir un matiz importante en términos de fotografía aplicada.

En este sentido, si dos tomas de la misma escena se toman con dos longitudes focales distintas, la misma cámara, la misma abertura de diafragma y DESDE LA MISMA DISTANCIA AL OBJETO, la PdC será mayor en la toma realizada con la longitud focal más corta. Aunque esto confirma la apreciación antes mencionada, se olvida que ambas imágenes toman porciones muy distintas de la escena y que por lo tanto, las imágenes no son comparables en términos de encuadre y composición.

Si por el contrario, las dos imágenes se toman a la distancia del objeto que permita a cada una encuadrar la misma porción de escena, actitud más lógica desde el punto de vista práctico, la PdC será la misma para una abertura de diafragma y tamaño de sensor dados. La explicación se deriva del hecho que en esta segunda hipótesis se mantiene el aumento lateral en las dos tomas y este es el factor determinante en la cantidad de PdC disponible.

En la Figura 1 se muestra el esquema en planta de tres tomas cuyas constantes son:

• Sensor de 24x36mm
• Diafragma f/2,8
• Tres personajes, uno en el centro del encuadre y los otros dos a ambos lados del primero y retrasados 0,5m.

Por el contrario, las variables son:

• Arriba: Longitud focal de 50mm a 4,0m de distancia del personaje en primer término. Esta distancia se juzga correcta para el encuadre deseado.
• Enmedio: Longitud focal de 100mm a 8,0m de distancia del personaje en primer término. Al doblar la longitud focal del objetivo, se dobla la distancia de toma para mantener el tamaño del personaje en primer término igual al del encuadre anterior.
• Abajo: Longitud focal de 200mm a 16,0m de distancia del personaje en primer término. Al cuadruplicar la longitud focal del objetivo, se cuadruplica la distancia de toma para mantener el tamaño del personaje en primer término igual al de los encuadres anteriores.

Aplicando los cálculos correspondientes según las ecuaciones descritas en el anterior post Profundidad de Campo en Fotografía Digital (III), se observa que la PdC disponible en las tres situaciones es la misma. Esta constatación invalida la supuesta influencia de la longitud focal del objetivo en la PdC obtenida. Tal y como ya se ha comentado anteriormente, para comparar la PdC proporcionada por diferentes longitudes focales debe respetarse el encuadre. En caso contrario, se está hablando de imágenes completamente distintas y sin ningún sentido de aplicación práctica.

Aún así, las tres imágenes no serán idénticas. Aunque muestren la misma PdC, la perspectiva o relación de tamaño entre la figura del primer término y las dos situadas 0,5m por detrás, será distinta, tal y como se muestra en la Figura 2.

 El aumento lateral relativo de las figuras en primer y segundo término, tiende a igualarse a medida que el punto de vista se aleja del sujeto. Por lo tanto, los tamaños relativos de las tres figuras tienden también a igualarse. He aquí la importancia de determinar en primer lugar la posición del punto de vista en base a la perspectiva deseada, escoger después la longitud focal que proporcione el encuadre necesario y finalmente, ajustar la abertura del diafragma para la PdC requerida, que será el mismo sea cual sea la longitud focal empleada. En el esquema de la Figura 1 puede también apreciarse en rojo, verde y azul respectivamente, la porción de fondo necesaria para cubrir el encuadre en cada caso. Como es lógico, el menor campo de visión (FOV) del objetivo de longitud focal larga necesita menos porción de fondo.

Otra diferencia entre las tres imágenes radicará en el hecho que el nivel de desenfoque del fondo será algo mayor en el caso de la longitud focal larga. Para una aumento constante del sujeto enfocado, el diámetro del desenfoque de un fondo situado también a una distancia constante, es mayor en el caso de la longitud focal larga. Aún así, este tipo de comparaciones son siempre arriesgadas ya que la posible textura del fondo ocupa tamaños muy distintos según se trate de la imagen tomada con una longitud focal corta o larga. En el caso de la longitud focal corta, el tamaño de dicha textura desenfocada puede llegar a ser tan pequeña que el desenfoque no sea obvio para el observador. Una vez más, los factores de subjetividad de la percepción visual se mezclan con los valores numéricos derivados del cálculo.

Yendo un paso más allá, otra cuestión que no se ha valorado en la explicación anterior es dónde debe posicionarse el plano de enfoque en cada una de las tres situaciones descritas. Si la condición establecida por el encargo es limitar la nitidez a las personas desenfocando el resto, es evidente y así se muestra en la Figura 1 que la abertura de diafragma debe ser grande,  f/2,8 en este ejemplo. Aplicando las ecuaciones correspondientes a las tres situaciones, la distribución de la PdC es la que sigue en cada caso:

• Toma con el 50mm de longitud focal: 43% por delante del plano de enfoque y 57% por detrás del mismo.
• Toma con el 100mm de longitud focal: 47% por delante del plano de enfoque y 53% por detrás del mismo.
• Toma con el 200mm de longitud focal: 48% por delante del plano de enfoque y 52% por detrás del mismo.

Dado que la separación entre el personaje del primer término y el del segundo es de 0,5m, el diafragma utilizado proporciona una PdC de 1m y la distribución de la misma es casi simétrica, el plano en enfoque debe situarse a media distancia entre ambos términos. En una situación como la descrita, común en imágenes realizadas a partir de esbozos o layout de publicidad, se comprende la utilidad de una aplicación como PhotoPills para el iPhone.

Profundidad de Campo y Tamaño de Sensor. En algunos textos se afirma que los sensores pequeños (Digital APS o Nikon DX) proporcionan más PdC que los mayores (Full Frame, Nikon FX o Digital Backs), mientras que otros autores defienden justamente lo contrario. Para esclarecer la cuestión, propongo un ejemplo práctico en fotografía de acercamiento donde la cuestión de la PdC es más crítica. Supongamos la toma cenital en un estativo de reproducción de un objeto cuya volumetría exige una cierta PdC. Contemplemos dos situaciones de toma:

• Cámara con sensor de 24x36mm (Full Frame), objetivo de 55mm de longitud focal, diafragma f/11 y distancia al objeto de 45cm.
• Cámara con sensor de 15x23mm (Digital APS), objetivo de 55mm de longitud focal, diafragma f/11 y distancia al objeto de 45cm.

En el primer caso, con el sensor full frame, obtendremos una PdC de aproximadamente 4cm, mientras que con el sensor Digital APS, la PdC será de sólo 3cm. Ello se confirma si observamos los términos de la Ecuación XI de Profundidad de Campo en Fotografía Digital (III).

Si mantenemos la longitud focal del objetivo y la distancia al objeto, estamos manteniendo el aumento lateral (m). El valor de la abertura de diafragma es también el mismo y por lo tanto, la única variable es el Círculo de Tolerancia que es menor en el caso del sensor Digital APS. Al estar multiplicando en el numerador, la PdC (T) disminuye. No obstante, una tal conclusión basada en un ejemplo como éste, es cuando menos discutible. Al igual que ya se comentó en el caso de la PdC obtenida con diferentes longitudes focales, se olvida en el ejemplo que las dos imágenes son sustancialmente distintas ya que al utilizar la misma distancia al objeto y la misma longitud focal con diferentes tamaños de sensor, el campo de visión (FOV) cubierto sobre el objeto es menor en el caso del sensor Digital APS. Las dos imágenes no son por lo tanto comparables en términos prácticos de aplicación.

Si en el caso del sensor Digital APS se cambia el objetivo por uno con 35mm de longitud focal, el FOV sobre el objeto cubierto por ambas cámaras será ahora el mismo. Por el contrario, lo que ya no será igual es el aumento lateral. Al encuadrar el mismo tamaño de objeto en un sensor de menor tamaño, el aumento lateral (m) disminuirá y un cambio en el aumento lateral tiene mayor influencia en la PdC que la diferencia entre los correspondientes Círculos de Tolerancia. Observar que el aumento lateral (m) se halla en el denominador de la Ecuación XI y elevado al cuadrado. Una disminución en su valor representa pues una ganancia importante en PdC. Las dos situaciones de toma se definen ahora con los datos siguientes:

• Cámara con sensor de 24x36mm (Full Frame), objetivo de 55mm de longitud focal, diafragma f/11 y distancia al objeto de 45cm.
• Cámara con sensor de 15x23mm (Digital APS), objetivo de 35mm de longitud focal, diafragma f/11 y distancia al objeto de 41cm.

En el primer caso, con el sensor full frame, obtendremos la misma PdC de aproximadamente 4cm que antes, mientras que con el sensor Digital APS, la PdC será ahora de 7cm. Si abrimos el diafragma un paso, a f/8, la PdC será aún de 5cm, lo que nos permite trabajar con menor riesgo de pérdida de calidad a causa de la difracción. De nuevo, cualquier afirmación acerca de posibles ventajas o inconvenientes al comparar cámaras con diferente sensor, deben especificar cuidadosamente las condiciones de la toma y comparar solamente aquellas imágenes que sean equivalentes en contenido.

Por último, en este ámbito relacionado con los distintos sensores disponibles para una misma aplicación, conviene tomar en cuenta también el número de foto-receptores que alojan pues ello influye en el tamaño de ampliación de copia que se puede conseguir en cada caso y por lo tanto, tiene su parte de responsabilidad en la PdC que se aprecia en las copias finales. Este aspecto se desarrollará en el próximo post Profundidad de Campo en Fotografía Digital V.