Profundidad de Campo

El Concepto de Plano Enfocado y los Círculos de Confusión

Es un error común pensar que una imagen tiene mucha o poca nitidez debido al foco de manera generalizada. En realidad, en cualquier fotografía, solo se encuentra en foco un único plano de la realidad. Esto se debe a que los objetos son tridimensionales, pero el dispositivo de captura (sea un sensor digital, película fotográfica o vidrio emulsionado) es bidimensional y plano

Formación del punto en el sensor: Cada punto de un objeto situado exactamente en el plano enfocado se traduce como un punto preciso en el sensor.
Puntos fuera de foco: Los objetos situados por delante o por detrás del plano enfocado no se registran como puntos, sino como pequeños círculos denominados círculos de confusión ( $CoC$ ).
Círculos de Confusión: El tamaño de estos círculos determina qué tan borroso se ve un objeto. Si los círculos son lo suficientemente pequeños, el ojo humano no puede distinguirlos de los puntos nítidos, y percibimos el objeto como enfocado aunque técnicamente no lo esté.

Definición de Profundidad de Campo

La Profundidad de Campo se define como la zona de nitidez aceptable que existe por delante y por detrás del plano enfocado.

Nitidez aceptable: No es la zona que está técnicamente "en foco", sino la región donde el desenfoque es tan leve que todavía permite ver y diferenciar perfectamente los objetos.
Profundidad de campo reducida: Se observa cuando los objetos por delante y por detrás del plano principal se ven muy borrosos (ejemplo: fotografía de una hoja close-up).
Profundidad de campo amplia: Se observa cuando los objetos a diferentes distancias parecen todos nítidos (ejemplo: fotografía de botes y nubes, donde los círculos de confusión son tan pequeños que parecen puntos).

Factores que Determinan la Nitidez Aceptable

La percepción de la nitidez no es absoluta, sino que depende de varios parámetros estandarizados que utilizan los fabricantes de cámaras y objetivos:

Tamaño de la Impresión: A mayor tamaño de impresión, el círculo de confusión debe ser más pequeño para mantener la nitidez. Por ejemplo, en una impresión de $100 \times 100 \text{ cm}$ , el $CoC$ debe ser de $0.005 \text{ mm}$ , comparado con los $0.019 \text{ mm}$ requeridos para una impresión de $20 \times 25 \text{ cm}$ .
Tamaño del Sensor: Los sensores más pequeños requieren una mayor ampliación para alcanzar el mismo tamaño de impresión, por lo tanto, necesitan círculos de confusión más pequeños.
Distancia de Visionado: A medida que aumenta la distancia desde la que observamos la foto, perdemos detalles y el $CoC$ aceptable puede ser mayor. Si se observa a $60 \text{ cm}$ en lugar de $30 \text{ cm}$ , el $CoC$ puede subir de $0.019 \text{ mm}$ a $0.046 \text{ mm}$ .
Agudeza Visual: Un observador con visión estándar percibe menos detalle que uno con visión $\frac{20}{20}$ . Para una persona con alta agudeza visual, el $CoC$ debería ser de $0.006 \text{ mm}$ en lugar de los niveles estándar.

Analogía artística: El puntillismo de Georges Pierre Seurat (ej. La Torre Eiffel, 1889). A una distancia recomendada, las pinceladas forman una imagen nítida; si nos acercamos o ampliamos la imagen, solo vemos puntos individuales (pinceladas).

Influencia de la Abertura del Diafragma

El tamaño físico del diafragma es un recurso fundamental para controlar el tamaño de los círculos de confusión:

Diafragmas Abiertos ( $f$ pequeño: $f/1.4$ , $f/2$ , $f/2.8$ ): Los rayos de luz forman un cono más ancho al entrar por toda la lente. Esto genera círculos de confusión grandes en los planos desenfocados, resultando en Poca Profundidad de Campo.
Diafragmas Cerrados ( $f$ grande: $f/16$ , $f/22$ , $f/32$ ): Al cerrarse el diafragma concéntricamente, los rayos de luz atraviesan principalmente la zona central de la lente, donde hay menos refracción. Esto estrecha el cono de luz y reduce el tamaño de los círculos de confusión, logrando Mucha Profundidad de Campo.

Ejemplo práctico (Sensor APSC, objetivo $55 \text{ mm}$ , foco a $10 \text{ m}$ ):

A $f/2$ : La zona nítida va de $8.84 \text{ m}$ a $11.51 \text{ m}$ (Total: $2.68 \text{ m}$ ).
A $f/8$ : La zona nítida va de $6.65 \text{ m}$ a $21.10 \text{ m}$ (Total: $14.54 \text{ m}$ ).
A $f/32$ : La zona nítida va de $3.22 \text{ m}$ hasta el infinito.

Relación con la Distancia de Enfoque y Longitud Focal

Distancia de Cámara al Plano Enfocado

Cuanto más cerca está el sujeto de la cámara, menor es la profundidad de campo.

Foco a $5 \text{ m}$ ( $f/5.6$ ): Profundidad de $1.91 \text{ m}$ (40.75 \text{ %} por delante, 59.25 \text{ %} por detrás).
Foco a $15 \text{ m}$ ( $f/5.6$ ): Profundidad de $24.39 \text{ m}$ (22.05 \text{ %} por delante, 77.95 \text{ %} por detrás).
Distribución: En distancias cortas, la distribución es casi $\frac{50}{50}$ . En distancias largas, tiende a ser $\frac{1}{3}$ por delante y $\frac{2}{3}$ por detrás.

Longitud Focal del Objetivo

Gran Angular (ej. $10 \text{ mm}$ ): Genera Mucha Profundidad de Campo (de $0.81 \text{ m}$ al infinito enfocando a $10 \text{ m}$ ).
Lente Normal (ej. $35 \text{ mm}$ ): Zona de nitidez de $120.32 \text{ m}$ .
Teleobjetivo (ej. $200 \text{ mm}$ ): Genera Poca Profundidad de Campo (solo $0.55 \text{ m}$ enfocando a $10 \text{ m}$ ).

Tamaño del Sensor y Factor de Recorte

El Factor de Recorte es la relación entre la diagonal de un sensor Full Frame ( $43.3 \text{ mm}$ ) y la del sensor de la cámara (ej. APSC de Nikon: $28.21 \text{ mm}$ ).

$\text{Factor de Recorte} = \frac{43.3 \text{ mm}}{28.21 \text{ mm}} = 1.5\times$

Distancia Focal Efectiva: Se calcula como $\text{Distancia Focal} \times \text{Factor de Recorte}$ . Un lente de $35 \text{ mm}$ en APSC equivale a $50 \text{ mm}$ en Full Frame en términos de campo de visión.
Regla de Oro: A igual longitud focal efectiva, diafragma y distancia de enfoque, un sensor más grande produce menor profundidad de campo.
Ejemplo comparativo ( $f/2.8$ , foco a $2 \text{ m}$ , focal efectiva $50 \text{ mm}$ ): * Full Frame: Profundidad de $27 \text{ cm}$ . * APSC: Profundidad de $37 \text{ cm}$ .

Resumen de Especificaciones Técnicas por Cámara

El modelo de cámara define el $CoC$ aceptable basado en su sensor:

Nikon D3400 (APSC): Sensor $23.5 \times 15.6 \text{ mm}$ | $CoC = 0.005 \text{ mm}$ .
Nikon D750 (Full Frame): Sensor $35.9 \times 24 \text{ mm}$ | $CoC = 0.008 \text{ mm}$ .
Hasselblad H4D-60 (Medio Formato): Sensor $40.2 \times 53.7 \text{ mm}$ | $CoC = 0.013 \text{ mm}$ .

Herramientas de Cálculo

Para determinar la profundidad de campo exacta y el tamaño del círculo de confusión, existen herramientas como:

PhotoPills: Calculadora web y App completa (paga).
Foto Tool: Aplicación gratuita para Android (Play Store).
Calculadora online CoC: https://www.photopills.com/es/calculadoras/coc
Calculadora online PDC: https://www.photopills.com/es/calculadoras/pdc