La messa a fuoco in Fotografia – prima parte

La messa a fuoco in Fotografia – prima parte

Se c’è una regola in fotografia che non può essere infranta, questa è la messa a fuoco. Si dice spesso che le regole sono fatte per essere infrante, soprattutto quando si parla di fotografia. Ma nel caso della messa a fuoco questo non è assolutamente possibile. Non si può immaginare una fotografia con il soggetto principale sfuocato.

Prova a pensare ad un ritratto dove il soggetto ha il volto sfuocato. Sarebbe da cestinare e basta. Per questo motivo le aziende produttrici dedicano molte risorse nello sviluppo di ottiche e fotocamere che offrano una sempre perfetta nitidezza e sistemi di autofocus sempre più performanti anche nelle situazioni più critiche.

Cos’è la messa a fuoco

Come spesso facciamo, possiamo paragonare la messa a fuoco in fotografia con i nostri occhi. Quando ci guardiamo attorno, i nostri occhi mettono automaticamente a fuoco gli oggetti che stiamo guardando. Invece tutto quello che fa parte della visione periferica resta sfocato. Praticamente i nostri occhi mettono a fuoco solo quello che noi guardiamo direttamente, quindi solo una parte del nostro campo visivo

La fotocamera si comporta in maniera simile! Quando inquadri una scena, la fotocamera mette a fuoco solo una parte dell’immagine che corrisponde al piano di fuoco, ovvero tutti quei punti che si trovano ad una certa distanza dal sensore. Per fare un esempio, se il tuo soggetto si trova ad una distanza di tre metri e fai la messa a fuoco su di esso, il piano di fuoco sarà esattamente a quella distanza, quindi tutto ciò che si troverà a tre metri dal sensore sarà perfettamente a fuoco.

Le fotocamere riescono a mettere a fuoco solo su un piano di fuoco alla volta, ovvero in un unico scatto possono mettere a fuoco solo ad una distanza specifica (quella che impostiamo durante la messa a fuoco). Quindi più ci allontaniamo dal piano di fuoco, più il contenuto della scena risulta sfocato e quindi l’immagine perde di dettaglio.

A questo punto sono sicuro che ti starai chiedendo: come mai allora, in molte fotografie tutta la scena risulta essere nitida? anche oggetti a distanze differenti sono nitidi? La risposta è: per effetto della profondità di campo. La messa a fuoco è strettamente collegata alla profondità di campo. Ma approfondiremo il discorso nella prossima lezione. Per adesso concentriamoci sulla messa a fuoco.

Quando si parla di messa a fuoco, ci si riferisce alla regolazione della distanza che intercorre tra le lenti dell’obiettivo ed il sensore della fotocamera. Questa regolazione viene fatta affinché il soggetto della foto sia reso nitido. La regolazione di questa distanza può essere regolata in due modalità: Manuale o Automatica.

messa a fuoco ritratto

La Messa a Fuoco Manuale

La messa a fuoco manuale è stata la prima modalità utilizzata in fotografia. Per mettere a fuoco in modalità manuale, bisogna agire su l’apposita ghiera che si trova sull’obiettivo, dopo aver posizionato il selettore di modalità su manuale. Chi ha iniziato a fotografare solo con fotocamere digitali, potrebbe fare fatica ad abituarsi all’uso della messa a fuoco manuale. Anzi spesso molti la scartano completamente.

Eppure ci sono alcune situazioni in cui mettere a fuoco manualmente è più conveniente o addirittura indispensabile. Ci sono, infatti, condizioni in cui il sistema di messa a fuoco automatico (autofocus) va in crisi e non riesce a fare il suo lavoro a dovere. Vediamo quindi alcune situazioni in cui usare la messa a fuoco manuale:

  • Scarsa luminosità: Quando la luce nella scena che stiamo riprendendo è troppo bassa, l’autofocus fa molta fatica ad agganciare il soggetto. Anche se molte fotocamere moderne riescono a mettere a fuoco anche fino a -4 EV, è spesso conveniente usare la messa a fuoco manuale.
  • Luce riflessa o trasparenze: Se nella scena sono presenti, per esempio, vetrate che riflettono molta luce ma allo stesso tempo presentano delle trasparenze, anche in questo caso l’autofocus potrebbe entrare in crisi e sbagliare la messa a fuoco. Meglio passare in modalità manuale.
  • Nebbia: In caso di fenomeni atmosferici come la nebbia, non essendo i contorni nella scena, ben delineati, è conveniente usare la messa a fuoco manuale.
Fotografare foglie autunnali

La messa a fuoco Automatica

Se selezioni l’autofocus, il processo che metti in atto manualmente, viene eseguito in maniera automatica dalla fotocamera. Ti basta scegliere il punto di messa a fuoco e premere il pulsante di scatto a metà corsa per attivare l’autofocus. In questo modo il sistema sposterà le lenti all’interno dell’obiettivo, regolando la messa a fuoco in una frazione di secondo, sul punto che avevi impostato precedentemente.

Ma come fa il sistema di autofocus ad impostare la corretta messa a fuoco? Sostanzialmente i sistemi di autofocus sono due: Sistema Attivo e Sistema Passivo.

Sistema di Autofocus Attivo

Come ho detto prima, le fotocamere possono mettere a fuoco solo ad una determinata distanza. Questa distanza la determiniamo quando regoliamo le lenti dell’obiettivo per mettere a fuoco un soggetto. L’autofocus attivo sfrutta questo principio, calcolando la distanza del soggetto dal sensore.

I primi modelli di autofocus attivo, emettevano delle onde sonore ad alta frequenza, le quali colpito il soggetto, rimbalzavano tornando indietro. La macchina fotografica, calcolando il tempo intercorso tra l’invio ed il ritorno delle onde poteva determinare la distanza del soggetto ed impostare correttamente la messa a fuoco. In tempi più moderni si è passati dalle onde sonore ai raggi infrarossi. Il principio di funzionamento è rimasto identico.

Il vantaggio del sistema attivo è che si può usare anche in condizioni di scarsa illuminazione dove il sistema passivo non funziona. Per contro questo sistema non funziona con soggetti in movimento o troppo distanti dalla fotocamera. Il soggetto deve trovarsi ad una distanza massima di 15/20 metri.

Sistema di autofocus Passivo

Il sistema passivo ha un funzionamento molto diverso. Non si basa sulla distanza del soggetto, ma sulla luce da esso riflessa. Il sistema di autofocus passivo si divide, a sua volta, in due tipologie: a Rilevamento di contrasto ed a Rilevamento di fase.

Autofocus a Rilevamento di contrasto

Il rilevamento di contrasto è il metodo di misurazione più diffuso, ed è utilizzato in fotocamere di tutti i tipi e livelli, ma anche negli smartphone, in quanto non richiede l’utilizzo di sensori aggiuntivi.

Ecco come funziona l’autofocus a rilevamento di contrasto: La fotocamera effettua diverse misurazioni del contrasto nella porzione di scena in cui hai selezionato il punto di messa a fuoco, muovendo le lenti avanti e indietro. Ad ogni misurazione, fa un confronto con la misurazione precedente, fino a trovare quella con il contrasto maggiore, che corrisponde alla migliore messa a fuoco.

Quindi nulla a che vedere con il calcolo della distanza, come avveniva con il sistema attivo. Il vantaggio è che non ci sono limiti di distanza dal soggetto, in quanto la misurazione avviene in maniera ottica. Siccome questo sistema usa direttamente i dati del sensore d’immagine per la messa a fuoco, è tendenzialmente molto preciso. Lo svantaggio però sta nel fatto che costringe la fotocamera ad elaborare più dati rispetto agli altri sistemi e questo lo rende più lento nel bloccare la messa a fuoco.

Di conseguenza non è abbastanza performante quando si tratta di soggetti in movimento. Inoltre risulta impreciso in tutte le situazioni a basso contrasto come per esempio in condizioni di scarsa luminosità o quando ci troviamo di fronte a superfici monocromatiche. In queste situazioni difficili è conveniente passare in modalità manuale.

Visti i limiti che presenta il sistema a rilevamento di contrasto, ad esso è affiancato (nelle reflex e nelle mirrorless) il sistema a rilevamento di fase. Questo sistema richiede l’utilizzo di un sensore aggiuntivo posto nella parte bassa del corpo della fotocamera. Il suo funzionamento è abbastanza complesso e te lo mostrerò tra poco.

Autofocus a rilevamento di Fase

Per comprendere il funzionamento di questo sistema di messa a fuoco, bisogna conoscere come funziona una fotocamera DSLR. Visto che ne abbiamo parlato nelle relative lezioni di questo Corso di Fotografia vediamolo brevemente in modo da poter introdurre il funzionamento dell’autofocus.

Autofocus a rilevamento di fase
1) Raggio di Luce; 2) Specchio primario a 45°; 3) Specchio secondario; 4) Otturatore e sensore d'immagine; 5-6) Perni per la regolazione specchio primario e secondario; 7) Sensore di rilevamento di fase; 8) Pentaprisma; 9) Mirino;

La luce entra nella fotocamera attraverso l’obiettivo e raggiunge lo specchio posto a 45° davanti al sensore. Lo specchio riflette la luce in alto verso il pentaprisma che a sua volta la devia verso il mirino ottico. Non tutti sanno che lo specchio delle reflex si lascia attraversare da una piccola parte di luce che a sua volta raggiunge uno specchio secondario, anch’esso inclinato di un certo angolo (circa 54°).

Lo specchio secondario riflette la luce verso il sensore di rilevamento di fase che la reindirizza verso un gruppo di sensori con delle micro lenti sopra di essi. Per ogni punto AF che vedi nel mirino, ci sono due piccoli sensori per la differenza di fase.  Quando la luce raggiunge questi due sensori, se un oggetto è a fuoco, i raggi di luce dai lati estremi dell’obiettivo convergono al centro di ciascun sensore (come farebbero su un sensore di immagine). Entrambi i sensori rilevano cosi immagini identiche, indicando che l’oggetto è davvero a fuoco perfetto. Se un oggetto non è a fuoco, la luce non converge più allo stesso modo e colpisce i sensori in modo diverso. Le immagini rilevate dai sensori risultano sfasate indicando che l’immagine non è a fuoco.

In caso di immagini fuori fuoco, questo sistema può determinare direzione e distanza della correzione che l’obiettivo deve eseguire per raggiungere la corretta messa a fuoco. Raggiunta la messa a fuoco ottimale, il sistema di autofocus invia la conferma che il soggetto è a fuoco, indicando il punto verde all’interno del mirino ed emettendo un segnale acustico.

Tutto questo avviene in una frazione di secondo, motivo per cui il sistema a rilevamento di fase è molto più veloce di quello a rilevamento di contrasto. Quest’ultimo infatti, muove avanti e indietro il fuoco fino a raggiungere le corretta messa a fuoco, effettuando molte analisi di immagine attraverso il sensore.

I punti di messa a fuoco

Per quanto riguarda le coppie di sensori posti in corrispondenza dei punti di messa a fuoco, possono essere di due tipi: Lineari o a Croce.

  1. Sensori Lineari: semplicemente catturano le due immagini e le confrontano per misurare la messa a fuoco.
  2. Sensori a Croce: dopo aver catturato le immagini effettuano il confronto sull’asse orizzontale e su quello verticale. Per questo motivo sono più precisi ed offrono migliori performance in situazioni di scarsa luminosità.

Come puoi comprendere il sistema a rilevamento di fase e molto complesso e soggetto a continui miglioramenti da parte delle case produttrici. Ad ogni nuovo modello di fotocamera si ha sempre un aggiornamento di questo sistema, il numero di punti di messa a fuoco sono sempre in aumento e ricoprono un’area sempre più estesa del mirino.

Alcuni sistemi, come quello della Sony A7III ed i vari modelli della serie Alpha, sono attualmente un punto di riferimento sotto l’aspetto delle performance.

Possibili imprecisioni del sistema a rilevamento di fase

Come abbiamo potuto vedere l’Autofocus a rilevamento di fase utilizza un sensore separato per la rilevazione del fuoco. Questo significa che, mentre la lettura della scena per determinare la messa a fuoco viene fatta da un sensore, l’acquisizione della scena è effettuata dal sensore d’immagine, ovvero un dispositivo diverso. Questo può comportare piccoli problemi di imprecisione.

Affinché l’Autofocus a rilevamento di fase funzioni correttamente, la distanza tra l’innesto dell’obiettivo ed il sensore d’immagine, deve essere identica a quella tra l’innesto dell’obiettivo ed il sensore di rilevamento di fase. Anche la minima imprecisione nella distanza o nell’inclinazione dello specchio secondario, può dare origine ad imprecisioni dell’autofocus.

Le fotocamere moderne, soprattutto le Reflex di fascia medio/alta permettono di effettuare una “calibrazione fine” della messa a fuoco per ovviare a questo tipo di problema.

Riassumendo

Riassumendo brevemente, vediamo in maniera semplice la differenza tra i due sistemi di messa a fuoco cosiddetti passivi:

  • Sistema a Rilevamento di contrasto: richiede una maggiore elaborazione di dati, e conseguentemente più lento nel bloccare il fuoco sul soggetto. Questo lo rende poco adatto per soggetti in movimento. Tuttavia, tende ad essere più preciso in quanto il sistema di messa a fuoco misura i dati del sensore d’immagine della fotocamera. E’ utile quando il soggetto non è in movimento, per esempio nella fotografia di paesaggio, still life, ritratti ecc.
  • Sistema a Rilevamento di fase: richiede meno tempo di elaborazione ed è quindi più veloce. Questo lo rende più adatto a riprese con soggetti in movimento. E’ maggiormente soggetto a errori a causa di problemi di disallineamento, non necessariamente dovuti alla costruzione, ma anche ad urti del corpo macchina. Fotocamere di fascia medio/alta offrono funzioni di calibrazione.

Ma come si fa a scegliere l’uno o l’altro sistema?

E’ molto semplice! Sulla maggior parte delle fotocamere DSLR, il rilevamento di fase è attivo quando si esegue la messa a fuoco automatica tramite il mirino. Il rilevamento di contrasto, invece, si attiva quando si esegue la messa a fuoco automatica tramite lo schermo LCD posteriore, ovvero in live view. In pratica, il rilevamento di contrasto, per funzionare ha bisogno che il sensore sia continuamente esposto durante la misurazione, e quindi sia lo specchio principale che il secondario devono essere sollevati. (La maggior parte delle fotocamere mirrorless ha un solo sistema, di solito un ibrido, quindi non è possibile passare da uno all’altro sistema).

Per il momento ci fermiamo qui, per questa prima parte della lezione sulla messa a fuoco. Nella prossima lezione parleremo delle varie modalità di messa a fuoco, approfondiremo il discorso sui punti e le aree di messa a fuoco per poi imparare ad utilizzarli in base alla scena che vogliamo fotografare.

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