Distorsione prospettica (fotografia) - Perspective distortion (photography)

Simulazione che mostra come la regolazione dell'angolo di campo di una telecamera, variando la distanza della telecamera e mantenendo l'oggetto nell'inquadratura, produce immagini molto diverse. Ad angoli stretti e lunghe distanze, i raggi di luce sono quasi paralleli, risultando in un'immagine "appiattita". A grandi angoli e brevi distanze, gli oggetti appaiono scorciati o distorti.

In fotografia e cinematografia , la distorsione prospettica è una deformazione o trasformazione di un oggetto e dell'area circostante che differisce significativamente da come apparirebbe l'oggetto con una lunghezza focale normale , a causa della scala relativa delle caratteristiche vicine e distanti. La distorsione prospettica è determinata dalle distanze relative alle quali l'immagine viene catturata e visualizzata ed è dovuta al fatto che l' angolo di visione dell'immagine (come catturato) è più ampio o più stretto dell'angolo di visualizzazione a cui l'immagine viene vista, quindi le distanze relative apparenti differenti da quanto previsto. Relativo a questo concetto è l' ingrandimento assiale : la profondità percepita degli oggetti a un dato ingrandimento.

La distorsione prospettica assume due forme: distorsione da estensione e distorsione da compressione, detta anche distorsione grandangolare e distorsione a lungo obiettivo o teleobiettivo, quando si parla di immagini con la stessa dimensione di campo . L'estensione o la distorsione grandangolare può essere vista nelle immagini riprese da vicino utilizzando un obiettivo grandangolare (con un angolo di campo più ampio di un obiettivo normale ). Gli oggetti vicini all'obiettivo appaiono anormalmente grandi rispetto agli oggetti più distanti e gli oggetti distanti appaiono anormalmente piccoli e quindi più lontani: le distanze sono estese. La compressione, l'obiettivo lungo o la distorsione del teleobiettivo possono essere visti nelle immagini scattate a distanza utilizzando un obiettivo a fuoco lungo o il più comune sottotipo di teleobiettivo (con un angolo di campo più stretto di un obiettivo normale ). Gli oggetti distanti sembrano approssimativamente della stessa dimensione: gli oggetti più vicini sono anormalmente piccoli e gli oggetti più distanti sono anormalmente grandi, e quindi lo spettatore non può discernere le distanze relative tra oggetti distanti - le distanze sono compresse.

Si noti che i cambiamenti di prospettiva lineari sono causati dalla distanza, non dall'obiettivo di per sé: due scatti della stessa scena dalla stessa distanza mostreranno una geometria prospettica identica, indipendentemente dall'obiettivo utilizzato. Tuttavia, poiché gli obiettivi grandangolari hanno un campo visivo più ampio, vengono generalmente utilizzati da vicino, mentre i teleobiettivi hanno un campo visivo più ristretto e vengono generalmente utilizzati da più lontano. Ad esempio, se ci si trova a una distanza tale che un obiettivo normale catturi il viso di qualcuno, uno scatto con un obiettivo grandangolare o un teleobiettivo dalla stessa distanza avrà esattamente la stessa geometria prospettica lineare sul viso, sebbene l'obiettivo grandangolare può inquadrare l'intero corpo, mentre il teleobiettivo cattura solo il naso. Tuttavia, i ritagli di queste tre immagini con la stessa copertura produrranno la stessa distorsione prospettica: il naso avrà lo stesso aspetto in tutte e tre. Al contrario, se tutti e tre gli obiettivi vengono utilizzati da distanze tali che il viso riempia il campo, il grandangolo verrà utilizzato da più vicino, rendendo il naso più grande rispetto al resto della foto, e il teleobiettivo verrà utilizzato da più lontano, rendendo il naso più piccolo rispetto al resto della foto.

All'esterno della fotografia, la distorsione dell'estensione è familiare a molti attraverso gli specchietti laterali (vedi "gli oggetti nello specchio sono più vicini di quanto appaiano ") e gli spioncini , sebbene questi utilizzino spesso un obiettivo fisheye , che mostra una distorsione diversa. La distorsione da compressione è più familiare guardando attraverso binocoli o telescopi , come nei mirini telescopici , mentre un effetto simile si vede nella fotografia a striscia fissa , in particolare un fotofinish , dove tutta la cattura è parallela alla cattura, eliminando completamente la prospettiva (un lato Visualizza).

Ottica

Consideriamo un sistema ottico gaussiano idealizzato , con l'immagine e l'oggetto nello stesso mezzo. Pertanto, per un oggetto a fuoco, la distanza tra l'obiettivo e il piano dell'immagine , la distanza tra l'obiettivo e l'oggetto e la lunghezza focale sono correlate dall'equazione dell'obiettivo sottile : ${\displaystyle s_{i}}$${\displaystyle s_{o}}$${\displaystyle f}$

${\displaystyle {1 \over s_{i}}+{1 \over s_{o}}={1 \over f}}$

L'ingrandimento trasversale è correlato da ${\displaystyle M}$

${\displaystyle M={s_{i} \over s_{o}}}$.

L' ingrandimento assiale di un oggetto a è il tasso di variazione della distanza obiettivo-immagine al variare della distanza obiettivo-oggetto . Per un oggetto di profondità finita, si può concepire l' ingrandimento assiale medio come il rapporto tra la profondità dell'immagine e la profondità dell'oggetto: ${\displaystyle M_{ax}}$${\displaystyle s_{o}}$${\displaystyle s_{i}}$${\displaystyle s_{o}}$

${\displaystyle M_{ax}=\left|{ds_{i} \over ds_{o}}\right|=\left|{d \over ds_{o}}\left({1 \over f}-{ 1 \over s_{o}}\right)^{-1}\right|=\left|-\left({1 \over f}-{1 \over s_{o}}\right)^{-2 }s_{o}^{-2}\right|={s_{i}^{2} \over s_{o}^{2}}=M^{2}}$

All'aumentare dell'ingrandimento, aumenta anche il rapporto tra ingrandimento assiale e trasversale. Ad esempio, se allora e l'immagine sarà due volte più alta e quattro volte più profonda dell'oggetto. ${\displaystyle M=2}$${\displaystyle M_{ax}=4}$

Fattori influenzanti

La distorsione prospettica è influenzata dalla relazione tra due fattori: l' angolo di campo con cui l'immagine viene catturata dalla fotocamera e l'angolo di campo con cui viene presentata o vista la fotografia del soggetto.

Angolo di visione della cattura

Quando le fotografie vengono visualizzate alla normale distanza di visualizzazione , l'angolo di visualizzazione con cui viene catturata l'immagine tiene conto completamente dell'aspetto della distorsione prospettica. L'assunto generale che le foto "non approvate" non possano distorcere una scena non è corretto. La distorsione prospettica è particolarmente evidente nei ritratti realizzati con obiettivi grandangolari a brevi distanze dalla fotocamera al soggetto. In genere danno un'impressione sgradevole, facendo apparire il naso troppo grande rispetto al resto del viso e distorcendo l'espressione facciale. Inquadrare lo stesso soggetto in modo identico mentre si utilizza un teleobiettivo moderato o un obiettivo a fuoco lungo (con un angolo di campo ristretto) appiattisce l'immagine in una prospettiva più lusinghiera. È per questo motivo che, per una fotocamera da 35 mm, gli obiettivi con lunghezze focali da circa 85 a 135 mm sono generalmente considerati buoni obiettivi per ritratti. Tuttavia, fa differenza se la fotografia viene scattata in orizzontale o in verticale. Un obiettivo da 50 mm è adatto per fotografare persone quando l'orientamento è orizzontale. Al contrario, l'uso di obiettivi con lunghezze focali molto più lunghe per i ritratti comporta un appiattimento più estremo delle caratteristiche del viso, che può anche essere discutibile per lo spettatore.

Distanza di visualizzazione della fotografia

Le fotografie vengono normalmente visualizzate a una distanza approssimativamente uguale alla loro diagonale. Se visti a questa distanza, gli effetti di distorsione creati dall'angolo di campo dell'acquisizione sono evidenti. Tuttavia, in teoria, se si osservano immagini che mostrano una distorsione da estensione (grandangolo) a una distanza più ravvicinata, ampliando così l'angolo di visione della presentazione, il fenomeno si attenua. Allo stesso modo, la visualizzazione di immagini che presentano una distorsione da compressione (teleobiettivo) da una distanza maggiore, restringendo così l'angolo di visualizzazione della presentazione, riduce l'effetto. In entrambi i casi, ad una certa distanza critica, la distorsione apparente scompare completamente.

Esempi

Di seguito, una serie di tre foto mostra la stessa scena ripresa dalla stessa posizione con tre obiettivi diversi: un obiettivo normale, un obiettivo grandangolare e un teleobiettivo. Si noti che poiché le proporzioni nell'immagine non cambiano con l'angolo di campo, se le foto fatte con l'obiettivo grandangolare e l'obiettivo normale sono state ritagliate per contenere la stessa scena della foto fatta con il teleobiettivo, allora l'immagine il contenuto sarebbe esattamente lo stesso. L'apparente differenza nelle proporzioni risulta esclusivamente dal contenuto aggiunto attorno ai bordi della cornice nella foto con obiettivo normale e nella foto grandangolare.

Foto scattate con una fotocamera da 35 mm a distanza costante dal soggetto con un obiettivo da 28 mm, un obiettivo da 50 mm e un obiettivo da 70 mm.

Sotto, una serie di quattro foto mostra un oggetto inquadrato il più possibile uguale con quattro lenti diverse. A causa del diverso angolo di campo di ogni obiettivo, il fotografo si è avvicinato all'oggetto con ogni foto. Nota che l'angolo di campo cambia in modo significativo (confronta lo sfondo in ogni foto) e la distanza tra gli oggetti appare maggiore con ogni immagine successiva. Nella quarta immagine in basso a destra, scattata con l'obiettivo più ampio, l'edificio dietro l'oggetto appare molto più lontano rispetto alla realtà.

Usi artistici

Background tecnico

In che modo la lunghezza focale influisce sulla prospettiva: 18 mm ( grandangolo ), 34 mm ( normale ) e 55 mm ( teleobiettivo modesto ) con dimensioni di campo identiche ottenute da diverse distanze della fotocamera-soggetto. Notare che più corta è la lunghezza focale e più ampio è l' angolo di campo , la distorsione prospettica e le differenze di dimensione cambiano.

Sebbene la distorsione prospettica sia spesso fastidiosa quando non intenzionale, viene anche utilizzata intenzionalmente per scopi artistici. La distorsione di estensione ( grandangolo ) viene spesso implementata per enfatizzare alcuni elementi della scena facendoli apparire più grandi e spazialmente rimossi dagli altri elementi. La distorsione di compressione ( teleobiettivo ) viene spesso utilizzata per dare l'impressione di una distanza compressa tra oggetti distanti, come edifici o automobili, al fine di trasmettere una sensazione di congestione. Gli obiettivi più lunghi ingrandiscono maggiormente il soggetto, apparentemente comprimendo la distanza e (quando focalizzati sul primo piano) sfocando lo sfondo a causa della loro minore profondità di campo . Gli obiettivi più ampi tendono ad ingrandire la distanza tra gli oggetti consentendo una maggiore profondità di campo.

Un altro risultato dell'utilizzo di un obiettivo grandangolare è una maggiore distorsione prospettica apparente quando la fotocamera non è allineata perpendicolarmente al soggetto: le linee parallele convergono alla stessa velocità di un obiettivo normale , ma convergono maggiormente a causa del campo totale più ampio. Ad esempio, gli edifici sembrano cadere all'indietro molto più gravemente quando la fotocamera è puntata verso l'alto dal livello del suolo rispetto a quanto farebbero se fotografati con un obiettivo normale alla stessa distanza dal soggetto, perché più dell'edificio del soggetto è visibile nel grandangolo. colpo d'angolo.

Poiché obiettivi diversi generalmente richiedono una distanza fotocamera-soggetto diversa per preservare le dimensioni di un soggetto, la modifica dell'angolo di campo può distorcere indirettamente la prospettiva, modificando la dimensione relativa apparente del soggetto e dello sfondo. Se vengono mantenute le stesse dimensioni di campo , gli obiettivi grandangolari fanno apparire i soggetti più grandi introducendo differenze di dimensione insieme alle linee convergenti sopra menzionate e fanno apparire più ampi le stanze e gli spazi intorno al soggetto aumentando la distanza tra il soggetto e lo sfondo (prospettiva estesa ).

Effetto umore e usi famosi

L'effetto d'atmosfera della distorsione prospettica ottenuta dagli obiettivi grandangolari rettilinei estremi è che l'immagine risultante appare grottesca e inquietante, mentre non sembra irrealistica come gli obiettivi fisheye curvilinei che mostrano una distorsione a barilotto . L'effetto è particolarmente evidente quanto più la fotocamera è vicina al soggetto, poiché la sua quantità aumenta quanto più corta è la lunghezza focale alla stessa dimensione di campo.

Un regista degno di nota che utilizza frequentemente obiettivi ultra grandangolari rettilinei per ottenere uno stile distintivo distintivo definito da un'estrema distorsione prospettica è Terry Gilliam . Anche Stanley Kubrick (in Paths of Glory e Dr. Strangelove , tra gli altri) così come Orson Welles (in The Trial , in parte Londra di Orson Welles , segmento Four Clubmen ), Sam Peckinpah (in Straw Dogs ) e Sidney Lumet ( in The Offense ) hanno occasionalmente fatto lo stesso in passato, anche se per lo più con moderazione, solo per scatti singoli o sequenze, mentre Gilliam non usa quasi mai obiettivi più lunghi di 14 mm, che hanno ottenuto obiettivi di quella particolare lunghezza focale il soprannome informale "The Gilliam" tra i registi. Jean-Pierre Jeunet e Marc Caro , due registi francesi influenzati da Gilliam, hanno adottato la sua tipica fotografia grandangolare nei loro due film più "gilliameschi", Delicatessen e The City of Lost Children . The Trial di Orson Welles è noto per aver influenzato pesantemente lo stile caratteristico di Gilliam anni prima che l'espatriato americano si unisse alla compagnia comica dei Monty Python , pur essendo uno stile unico per Welles.

A causa dell'effetto d'atmosfera grottesco e inquietante tipico degli obiettivi grandangolari, i film che utilizzano tale distorsione prospettica possono spesso essere collocati in una delle due categorie: satira grottesca e surreale e fantasia, anche in una certa misura commedia nera (Gilliam, Jeunet & Caro, Orson Welles, Dr. Stranamore ) da un lato, e film seri e più realistici con un particolare vantaggio per la critica sociale dall'altro, mentre le convenzioni sociali, la società collettiva e/o i motivi e gli atti dei leader sono descritti come grottesche e assurde, e spesso presentano anche personaggi tirannici con valori conformisti che agiscono in modo estremamente ostile e prevenuto nei confronti dell'individualismo e degli estranei ( Sentieri di gloria , Cani di paglia , L'offesa ).

Dall'altra parte dello spettro della lunghezza focale, Leni Riefenstahl ha usato teleobiettivi estremi per comprimere grandi folle in Triumph of the Will mentre il Führer Adolf Hitler è visto attraverso lenti normali e spesso da un angolo basso per apparire alto in confronto.

Nella cinematografia, la distorsione prospettica ha anche a che fare con l' effetto speciale della fotocamera noto come dolly zoom , in cui un obiettivo zoom rimpicciolisce nello stesso momento in cui la fotocamera si avvicina al soggetto, in modo tale da mantenere il soggetto in primo piano. stesse dimensioni nell'inquadratura mentre lo sfondo "cambia dimensione" rispetto al soggetto. Questo effetto è stato reso popolare nei film Vertigo e Jaws . Un altro esempio di questo può essere visto nel primo film del Signore degli Anelli , poco prima che il Cavaliere Nero scenda lungo la strada. Lo zoom del carrello viene utilizzato per creare un effetto di compressione sulla strada.

Esempi

La foto sotto delle gondole è un'illustrazione dell'uso della distorsione in estensione e la foto degli edifici sotto di essa è un esempio di distorsione per compressione.

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  Un esempio di distorsione "grandangolare" utilizzata per scopi artistici. Creato da un obiettivo da 18 mm su una fotocamera 35 mm full frame.

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  Un esempio di distorsione "teleobiettivo" utilizzata per scopi artistici. Creato da un obiettivo da 300 mm su una fotocamera 35 mm full frame.

Guarda anche

• Scorcio
• Obiettivo di controllo della prospettiva (PC)
• Gradiente di trama
• Prospettiva curvilinea

Appunti

link esterno

• Comprimere la distanza e alterare la prospettiva