Obiettivo. Guida alla scelta.
Questo questa serie di articoli vuole aiutare il fotografo ad aumentare la propria consapevolezza e dotarlo degli strumenti adeguati nella scelta dell’obiettivo più adatto a tradurre la sua ispirazione in un linguaggio, quello fotografico, che sappia esprimere e comunicare al meglio i suoi sentimenti e il suo pensiero.
Caratteristiche di un obiettivo
Un obiettivo fotografico, che sia intercambiabile o fisso ed applicato in modo permanente ad un corpo, si connota per specifiche caratteristiche che ne definiscono limiti e settore operativo e consentono all’acquirente di scegliere i modelli più idonei alle sue esigenze.
I principali parametri di un’ottica sono la lunghezza focale e la luminosità; nel primo caso viene monitorata la distanza fra un punto convenzionale dello schema ottico e il piano sul quale viene focalizzata l’immagine, nel secondo si valuta la quantità di luce che il sistema può convogliare sul film o il sensore, e semplicisticamente è definita dal rapporto fra la lunghezza focale dell’obiettivo e il diametro utile del suo diaframma alla massima apertura.
In realtà l’elemento più importante per la scelta dell’utente è l’angolo di campo coperto dall’obiettivo; ogni sistema ottico proietta un’immagine circolare del soggetto ripreso, all’interno della quale viene ritagliato un settore rettangolare o quadrato che costituisce l’inquadratura ed è inscritto nella proiezione stessa; l’angolo di campo teorico di tale proiezione e quello effettivamente coperto dalla fotografia sono quindi coincidenti soltanto se il formato dell’immagine è inscritto di misura all’interno della proiezione, con gli angoli del fotogramma tangenti alla medesima.
Negli anni ci si è abituati ad identificare l’angolo di campo abbinandolo direttamente alla lunghezza focale, ad esempio 76° per un 28mm, 46° per un 50mm o 12° per un 200mm, tuttavia tale rapporto è valido per uno specifico formato del fotogramma impressionato, in questo caso il comune full-frame 24x36mm; se invece un obiettivo con la stessa lunghezza focale viene utilizzato su formati differenti, anche la sua copertura angolare cambierà: se, ad esempio, prendiamo un modello da 90mm, questo sarà un corto tele per ritratti da 27° sul 24x36mm, un normale da 47° sul medio formato 6x6cm e addirittura un grandangolare abbastanza spinto da 81° sulle lastre piane di grande formato 10x12cm; naturalmente, per coprire i rispettivi formati, ogni versione da 90mm citata dovrà proiettare un cerchio d’immagine.
Curiosità:
Qual è la lunghezza focale dell’occhio umano? Il confronto è difficile, sia perché la retina è curva sia perché la visione umana è normalmente binoculare. Il campo visivo dei nostri occhi si sovrappone per circa 130°, ma la nostra visione centrale equivale a circa 40-60°. Diviene così naturale trovare negli obiettivi da 50 mm una prospettiva più vicina a quella dell’occhio umano, anche se il campo visivo non è esattamente lo stesso e sarebbe più simile ad un obiettivo da 40mm (43mm considerando la diagonale del formato pelicola 24x36mm).
Viceversa, se ad esempio vogliamo ottenere l’identica copertura angolare da obiettivo normale (circa 46°) sui vari formati, servirà un 35mm sull’APS-C, un 50mm nel full-frame 24x36mm, un 90mm sul 6x6cm e un 180mm per il 10x12cm; pertanto, quando decidiamo di acquistare un obiettivo per coprire un certo angolo di campo, è sempre necessario scegliere la corrispondente focale in funzione del formato utilizzato dalla nostra fotocamera; va anche aggiunto che un obiettivo può coprire anche formati più piccoli rispetto al massimo consentito, quindi un tipo full-frame come Canon RF o Nikon Z funziona correttamente anche sul sensore APS-C, utilizzando solo la porzione centrale della copertura disponibile, tuttavia la maggiore densità che caratterizza i sensori più piccoli richiede una definizione molto elevata che è garantita dalle ottiche calcolate esplicitamente per tale formato ma non sempre con i modelli presi in prestito da quelli più grandi.
L’angolo di campo indicato dai fabbricanti è misurato sulla diagonale del formato coperto ma spesso tale valore è riportato solo nella documentazione e non sull’obiettivo, quindi occorre memorizzare alcuni riferimenti; in linea generale, sul sensore APS-C e nel full frame 24x36mm, un grandangolare spinto avrà lunghezze focali rispettivamente da 14mm e 20mm, un grandangolare medio da 18mm e 28mm, un normale da 35mm e 50mm, un corto tele da 60mm e 90mm e un tele più potente da 135mm e 200mm; all’atto pratico, per conoscere la focale corrispondente nell’altro formato a parità di copertura angolare è sufficiente moltiplicare per 1,5 la focale delle ottiche APS-C o dividere per lo stesso fattore quella degli obiettivi per full-frame (valore che passa ad 1,6 nel caso di Canon).
Un altro dettaglio caratterizzante per gli obiettivi è la distanza di messa a fuoco minima, elemento che influisce sulla versatilità d’uso dell’obiettivo; solitamente il valore standard è pari a circa 10 volte la lunghezza focale (quindi 30cm in un 28mm, 50cm in un 50mm o 1 metro in un 100mm) e non viene calcolata dalla montatura frontale dell’obiettivo bensì dal piano focale della fotocamera; una distanza minima particolarmente ravvicinata apre al fotografo nuove prospettive, come riprese grandangolari d’insieme con un elemento in primo piano fortemente evidenziato o ritratti stretti a pieno viso, e molti zoom moderni prevedono tale caratteristica, tuttavia se dobbiamo riprodurre originali piani e con severe esigenze di risolvenza e correzione dalle aberrazioni è preferibile ricorrere ad obiettivi specifici come i macro, che non soltanto prevedono una messa a fuoco estesa ma sono anche calcolati per una correzione superiore proprio a distanze brevi e con migliore planarità del campo ripreso.
La regolazione della distanza massima è invece settata su un valore teoricamente assimilabile ad infinito, e alcuni obiettivi con vetri in fluorite o ED a bassissima dispersione non sono equipaggiati con una battuta di fondo corsa per l’infinito sulla ghiera ma quest’ultima può ruotare anche oltre, permettendo quindi al fotografo di mettere a fuoco a vista anche alle massime distanze e compensare le maggiori dilatazioni termiche che caratterizzano quei materiali e che, in certe condizioni, non consentirebbero di avere un infinito perfetto senza questa corsa aggiuntiva.
In fotografia la massima nitidezza si raggiunge sul piano esattamente focalizzato, tuttavia essa degrada progressivamente davanti e dietro il soggetto mantenendo per un certo intervallo una definizione ancora accettabile che viene chiamata profondità di campo; una maggiore o minore chiusura del diaframma aumenta o definisce questo intervallo di fuoco accettabile e, a parità di distanza di ripresa, è superiore con focali corte (grandangolari) e inferiore con quelle lunghe (teleobiettivi); pertanto, agendo con un grandangolare a diaframma mediamente chiuso, disponiamo di una profondità di campo a fuoco abbastanza rilevante e può essere eventualmente utilizzata, in obiettivi a fuoco manuale, per riprese all’iperfocale, cioè impostando sulla ghiera una distanza tale per cui la profondità di campo remota arrivi ad infinito e poi si distribuisca fino a piani più ravvicinati della scena, tenendo ragionevolmente a fuoco quanto si trovi nel relativo intervallo e consentendo quindi di scattare all’improvviso, senza regolare appositamente la relativa ghiera.
Alcuni obiettivi compatti e idonei alla street-photography prevedevano addirittura degli “snapshot settings” indicati sulla scala di messa a fuoco e che, in abbinamento al diaframma di resa ottimale f/8, coprivano con la profondità di campo specifici range di distanze per uno scatto “point and shot” senza regolazione preliminare; esempi del genere sono il Voigtlaender Snapshot Skopar 25mm f/4 per Bessa o il Carl Zeiss Tessar 45mm f/2,8 T* per Contax-Yashica,
Per definire l’intervallo di profondità di campo e regolarsi di conseguenza negli obiettivi sono presenti coppie di indici poste ai lati della linea di fede per la messa a fuoco che determinano i relativi limiti alle varie aperture e con differenti distanze.
La messa a fuoco risulta un elemento critico negli zoom perché teoricamente utilizzano gruppi compensatori flottanti che mantengono la corretta distanza impostata in precedenza anche cambiando focale su tutto l’intervallo ammesso (parafocalità), ma all’atto pratico molto spesso agendo sullo zoom il piano di messa a fuoco si sposta di conseguenza avanti o indietro, pertanto è sempre meglio impostarla nuovamente dopo un cambio di focale,
Altro elemento essenziale per scegliere un obiettivo è la sua apertura massima, definita all’interno del suo gruppo ottico dal diametro utile ammesso per il diaframma completamente spalancato e con un valore convenzionale ottenuto anche in funzione della lunghezza focale; storicamente un obiettivo di grande apertura garantiva un maggior potenziale nelle riprese a luce ambiente o attenuata, dal momento che se un esemplare di luminosità f/4 obbligava a scattare con 1/8” (ottenendo probabilmente una foto mossa), un modello di apertura f/1,4 permetteva nelle stesse condizioni di lavorare ad 1/60”, salvando la foto.
Curiosità:
Come si calcola il valore f massimo di un obiettivo? Il valore f massimo di un obiettivo corrisponde al rapporto matematico tra la lunghezza focale (misurata in millimetri) e il diametro effettivo dell’apertura massima del diaframma (misurato in millimetri).
La formula è f = lunghezza focale / diametro apertura massima.
Esempio: su un obiettivo da 50mm, se il diaframma è aperto a 25mm, il suo valore f massimo è 2. Ovvero 50:25=2
Oggi la diffusione degli stabilizzatori e la disponibilità di fotocamere digitali che consentono di lavorare a valori ISO molto elevati con buona qualità residua hanno limitato la necessità di obiettivi a grande apertura per risolvere il problema appena descritto, tuttavia un’ottica di questo tipo permette comunque di scattare con tempi rapidi in presenza di soggetti in movimento e la minore profondità di campo presente a diaframmi così aperti garantisce una messa a fuoco molto selettiva che stacca plasticamente il soggetto dallo sfondo o consente di evidenziare un determinato piano, offrendo opportunità creative precluse alle ottiche di minore apertura.
IL DIAFRAMMA
Il diaframma, oltre a definire l’apertura massima dell’obiettivo, a gestire l’esposizione parzializzando il flusso luminoso e a modificare la profondità di campo a fuoco, svolge anche un ruolo importante per la qualità d’immagine ed il contrasto; infatti, salvo casi particolari, negli obiettivi questi ultimi parametri migliorano chiudendo un paio di valori interi rispetto all’apertura massima, ad esempio passando da f/2,8 ad f/5,6, poi un’ulteriore riduzione nel diametro dell’apertura introduce la cosiddetta diffrazione, che riduce progressivamente il contrasto e la risoluzione massima disponibile (cioè la capacità di distinguere piccoli dettagli), pertanto nella maggioranza degli obiettivi chiusure di diaframma come f/5,6 ed f/8 costituiscono il migliore compromesso quanto a resa ottica e si possono utilizzare quando vogliamo il massimo rendimento dal nostro obiettivo.
Parlando di prestazioni, nessun obiettivo è otticamente perfetto e i progettisti hanno affrontato un lungo percorso per minimizzare le numerose aberrazioni che possono affliggere un sistema ottico; vediamo quali sono quelle più importanti nell’uso pratico.
VIGNETTATURA
Definisce genericamente una riduzione di trasmissione luminosa nelle zone periferiche dell’immagine e può essere generata da caratteristiche dello schema ottico (ad esempio, in grandangolari a struttura simmetrica) e anche da ostruzioni della montatura meccanica; la chiusura del diaframma di alcuni valori elimina la componente meccanica ma in certi obiettivi questa ombreggiatura ai bordi rimane fisiologicamente come “firma” del modello.
DISTORSIONE GEOMETRICA
Identifica errori di riproduzione a causa dei quali la struttura geometrica dell’immagine viene deformata verso l’esterno (distorsione a barilotto) o verso l’interno (distorsione a cuscino); questo difetto, particolarmente fastidioso in foto di architettura, è maggiormente evidente in schemi per grandangolari spinti di tipo retrofocus (adatti quindi alle reflex) e in digitale può essere mappato e corretto nei software di post-produzione, perdendo tuttavia una porzione di copertura; molti apparecchi eseguono tale operazione on camera, direttamente via firmware.
Negli obiettivi cosiddetti fisheye la distorsione viene invece ammessa e con valori che aumentano progressivamente, arrivando al 100% ai bordi della copertura consentita, tuttavia questa formula di proiezione consente angoli di campo eccezionalmente ampi, 180° e anche più.
In questo ambito non bisogna confondere la distorsione prodotta dal sistema, che incurva le linee rette riprodotte, con dinamizzazioni e deformazioni prospettiche dovute all’utilizzo di obiettivi grandangolari ad angolo di campo estremamente ampio; in questo caso l’immagine segue semplicemente le leggi della prospettiva e le “deformazioni” degli elementi geometrici non sono imputabili a difetti intrinseci dello schema ottico ma dipendono dal punto di ripresa, dalla distanza e dalla collocazione degli elementi nella scena.
CURVATURA DI CAMPO
In sua presenza il piano focalizzato sul soggetto non è piatto ma incurvato, quindi fotografando un elemento bidimensionale come una parete o un dipinto non sarà possibile tenere simultaneamente a fuoco il centro e i bordi perché giacciono su piani differenti; fotografando soggetti tridimensionali questa aberrazione non è molto appariscente ma con superfici in piano è consigliabile mettere a fuoco nelle aree intermedie del formato e chiudere molto il diaframma per sfruttare la profondità di campo.
Questa aberrazione tende ad aumentare a distanze di messa a fuoco brevi, e tale effetto si può contrastare prevedendo una compensazione grazie al flottaggio di alcune lenti dello schema.
ASTIGMATISMO
In presenza di astigmatismo i piani sui quali l’obiettivo focalizza elementi orientati a 90° fra loro si trovano a fuoco a distanze differenti, effetto visibile ad esempio fotografando tetti ed elementi geometrici che, a seconda del loro orientamento rispetto alla diagonale del fotogramma, appariranno più o meno definiti all’interno della stessa immagine; questo difetto è assente al centro ed eventualmente si manifesta procedendo verso i bordi.
Accettando quote di curvatura di campo è possibile far convergere in sede di progetto i 2 orientamenti sullo stesso piano di fuoco, una scelta usata ad esempio da Leica per vari grandangolari del passato, che ammettendo curvatura (compensata dall’ampia profondità di campo) sopprimono l’astigmatismo garantendo una riproduzione netta e brillante.
Anche l’astigmatismo tende ad aumentare alle distanze di messa a fuoco brevi, specie in schemi asimmetrici per grandangolari spinti destinati alle reflex e con struttura detta retrofocus, e anche in questo caso un sistema flottante per le lenti può mitigare il problema.
ABERRAZIONE SFERICA
In lenti di ampio diametro la loro lunghezza focale individuale cambia aumentando l’incidenza dei raggi luminosi che l’attraversano, passando dall’asse ai bordi dell’elemento, e sul piano non focalizzano un punto nitido ma un alone confuso, togliendo nitidezza; è un difetto classico di obiettivi molto luminosi (l’aberrazione aumenta col quadrato del diametro della pupilla di entrata) e con un certo angolo di campo, come nel caso dei normali, e tipicamente viene affrontata adottando elementi a superficie asferica che risolvono il problema; nelle ottiche soft-focus, invece, tale aberrazione viene introdotta volutamente.
L’entità e l’andamento dell’aberrazione sferica nel sistema comporta un altro problema chiamato focus shift, in presenza del quale il piano di messa a fuoco definito con diaframma a tutta apertura si sposta in avanti (front focus) o indietro (backfocus) quando l’iride viene chiuso alle aperture di lavoro; un leggero focus shift è presente in ogni obiettivo ma se la sua entità diviene rilevante (oltre i 100 – 150 micron sul piano focale) il piano di fuoco scelto risulterà alterato (ad esempio, fuoco a tutta apertura sugli occhi e nell’immagine finale all’altezza delle tempie); con i moderni corpi digitali con sistema live-view è comunque possibile mettere a fuoco a forte ingrandimento direttamente col diaframma chiuso al valore finale, nonostante le difficoltà per l’aumentata profondità di campo dovuta all’iride chiuso, compensando direttamente il focus shift prima di scattare.
Come curiosità, questo è stato il principale limite dei famosi Carl Zeiss Jena Sonnar 50mm f/2 e 50mm f/1,5 per Contax anni ’30.
COMA
E’ un’aberrazione obliqua che deforma i punti luminosi ai bordi della fotografia, distorcendoli a forma di cometa; in realtà, in molti casi, il coma nello sfuocato produce effetti visivi e di atmosfera che contribuiscono alla riuscita dell’immagine.
ABERRAZIONE CROMATICA LONGITUDINALE
La luce utilizzata è composta da uno spettro di frequenze monocromatiche (pensiamo all’arcobaleno), e in certi casi il sistema di lenti le rifrange individualmente con angoli differenti, portandole a fuoco su piani diversi; questo comporta frangiature colorate che compaiono nei piani fuori fuoco davanti e dietro il soggetto, e risultano particolarmente fastidiose nelle riprese cinematografiche; tale aberrazione è legata alla lunghezza focale (quindi più critica coi teleobiettivi) e può essere mitigata chiudendo il diaframma oppure, in sede di progetto, prevedendo uno schema cosiddetto apocromatico grazie all’impiego di vetri a bassissima dispersione o in fluorite che mantengono le varie componenti dello spettro luminoso visibile a fuoco su piani sostanzialmente coincidenti.
ABERRAZIONE CROMATICA LATERALE
imparentata con la precedente, comporta che ogni componente monocromatica che costituisce l’immagine venga riprodotta con ingrandimento leggermente differente, e questo crea frangiature cromatiche sul bordo dei passaggi ad alto contrasto simili a bandiere colorate; in questo caso la chiusura del diaframma non migliora la situazione ma questo difetto si può mappare e correggere facilmente via software, mentre per sopprimerlo a priori occorre nuovamente uno schema ad elevata correzione cromatica e concepito con i vetri speciali citati in precedenza.
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