Kedalaman ruang

Pada optika, terutama yang berhubungan dengan film dan fotografi, kedalaman ruang (bahasa Inggris: depth of field, DOF) adalah istilah khusus untuk menunjukkan ruang tertentu di dalam citra yang tampak relatif tajam karena adanya perbedaan ketajaman (fokus). Walaupun sebuah lensa hanya mempunyai satu fokus yang presisi, yaitu pada bidang fokus yang berada pada satu jarak fokus (focal distance) tertentu, penurunan ketajaman citra pada kedua sisi di samping bidang fokus bersifat gradual, sehingga di dalam kedalaman ruang, ketidaktajaman citra dapat tidak tampak pada kondisi perspektif normal.

Efek dari rana pada blur dan kedalaman ruang. Titik pada fokus (2) terproyeksi tajam pada bidang fokal (5), tetapi titik-titik pada jarak yang berbeda (1 and 3) menghasilkan citra yang tidak tajam (*blur*), atau lingkaran gamang (*circle of confusion*). Penurunan ukuran rana (4) mengurangi ukuran lingkaran *blur* dari titik-titik yang tidak terletak pada bidang fokus, sehingga *blurring* menjadi minimal dan seluruh titik berada dalam kedalaman ruang.

Pada kondisi tertentu, seluruh komponen dalam foto diharapkan untuk tampak tajam, karenanya kedalaman ruang akan dibuat besar. Pada kondisi yang lain, kedalaman ruang yang lebih kecil menjadi efektif untuk penekanan subjek fotografi pada latar depan (foreground) atau latar belakang (background). Pada sinematografi, kedalaman ruang yang besar sering disebut deep focus dan kedalaman ruang yang kecil disebut shallow focus.

Perubahan kedalaman ruang dipengaruhi oleh tiga faktor:

Jarak fokus (focus distance) dari kamera, lebar ruang tajam berbanding lurus dengan kuadrat jarak objek. Jika kita mengubah jarak antara kamera dengan objek sebesar 3x (lebih jauh - dengan menggeser kamera mundur dari posisi semula) maka lebar ruang tajam akan menjadi 9x lebar semula. Dengan kriteria lingkaran gamang (circle of confusion).
- Saat fokus ditetapkan pada jarak hiperfokal (hyperfocal distance), kedalaman ruang akan berkisar antara setengah dari jarak hiperfokal hingga tak berhingga, dan merupakan kedalaman ruang terbesar untuk sebuah nilai bukaan.
bukaan ( $f$ -number) dari rana, lebar ruang tajam berbanding lurus dengan rana. Contoh: jika rana dinaikkan 2 stop dari f/8 ke f/16, maka lebar ruang tajam akan menjadi 2x lebar semula.
panjang fokus (focal length) dari lensa yang digunakan, lebar ruang tajam berbanding terbalik dari kuadrat panjang fokus. Dengan kata lain, lebar ruang tajam akan menjadi 4x lebar semula jika kita mengubah lensa dari 100mm ke 50mm (panjang fokus lensa setengah dari semula).
Besar format (format size) bidang fokal, dengan subjek pada jarak moderat, kedalaman ruang ditentukan oleh pembesaran (magnification ratio) subjek dan bukaan rana ( $f$ $f$ -number). Pada bukaan tertentu, penambahan pembesaran, baik dengan bergerak mendekati subjek maupun dengan penggunaan lensa dengan panjang fokus yang lebih besar, akan menurunkan kedalaman ruang; sebaliknya menurunkan pembesaran akan membesarkan kedalaman ruang. Pada pembesaran tertentu, menaikkan nilai bukaan (mengecilkan diameter rana) akan membesarkan kedalaman ruang; menurunkan nilai bukaan akan membesarkan kedalaman ruang.
- Ketika sebuah foto dibuat dengan dua besar format yang berbeda pada bukaan dan lensa yang memberikan sudut pandang yang sama, besar format yang lebih kecil akan memberikan kedalaman ruang yang lebih besar.
- Ketika sebuah foto dibuat dengan dua besar format yang berbeda pada bukaan, panjang fokus lensa dan jarak fokus (focal distance), jarak antara subjek dengan bidang fokal) yang sama, besar format yang lebih kecil akan menghasilkan kedalaman ruang yang lebih dangkal.

Kedalaman fokus

Kedalaman fokus (bahasa Inggris:depth of focus) adalah suatu istilah optika yang mengukur toleransi ketajaman (bahasa Inggris:sharpness) subjek fotografi terhadap pergeseran bidang fokal (bahasa Inggris:focal plane) yang berkaitan dengan lensa. Kedalaman fokus kadang-kadang disebut juga lens-to-film tolerance. Walaupun frasa kedalaman fokus dahulu, dan sampai sekarang masih digunakan untuk menjelaskan kedalaman ruang, pada era modern kedalaman fokus digunakan sebagai ukuran pergeseran (bahasa Inggris:displacement) bidang fokal dengan mempertahankan ketajaman fokus subjek pada bidang fokusnya.^[1]^[2] Pada kamera format kecil, kecilnya jarak antara lingkaran gamang (bahasa Inggris:circle of confusion) berakibat pada kecilnya kedalaman fokus. Pada kamera sinematografi, montase lensa yang berbeda mempunyai ukuran flange focal depth untuk kalibrasi lensa.

Perhitungan

Jika kedalaman fokus berkaitan dengan bidang tunggal dari ruang subjek, maka persamaan yang didapat:^[1]

t=2Nc{\frac {v}{f}}\,,

dimana t adalah total kedalaman fokus, N adalah bukaan rana lensa, c adalah jarak antara lingkaran gamang yang masih relatif tajam, v adalah jarak fokus (bahasa Inggris:focal distance), dan f adalah panjang fokus (bahasa Inggris:focal length) lensa. Pada umumnya, penentuan jarak fokus tidaklah mudah.

Kedalaman fokus juga dapat dihitung dengan memasukkan parameter rasio pembesaran m:

t=2Nc\left(1+m\right)\,.

Rasio pembesaran bergantung pada panjang fokus dan jarak fokus dan kadang-kadang sulit diperkirakan. Jika rasio pembesaran bernilai relatif kecil, persamaan dapat disederhanakan:

t\approx 2Nc\,.

Menurut konvensi terdahulu, lingkaran gamang kadang-kadang dianggap mempunyai nilai yang mendekati nilai panjang fokus lensa dibagi 1000;^[3]^[4] sekarang nilai lingkaran gamang lebih sering dilandasi pada besar format (sebagai contoh, diagonal bidang fokal dibagi 1000 atau 1500).^[4]

Pada bidang astronomi,^[5] kedalaman fokus adalah jumlah defokus yang mendekati deviasi muka gelombang sebesar $\pm \lambda /4$ , dan dapat dihitung menggunakan persamaan: