Lezioni di Fotografia: Obiettivi I

Corso Fotografia Digitale – Lezione 18

La funzione principale di un obiettivo fotografico è quella di raccogliere i raggi di luce provenienti da una scena e focalizzarli perfettamente sul piano del sensore. In pratica un obiettivo fa molto di più. L’apertura del diaframma permette di controllare sia la quantità di luce che raggiunge il sensore che la profondità di campo della fotografia. La lunghezza focale determina l’angolo visuale e quindi l’ingrandimento dell’immagine. Alcuni obiettivi permettono di ottenere effetti speciali, come vedremo più avanti.

Scegliere l’obiettivo giusto non è poi tanto difficile, a patto di possedere almeno le conoscenze di base. Generalmente gli obiettivi per fotocamere digitali reflex disponibili oggi sul mercato sono di buona qualità. Certo, i modelli più costosi delle marche più affermate producono immagini più nitide, ma per apprezzarne davvero i vantaggi si deve lavorare con i metodi e l’equipaggiamento usati dai professionisti: montare la camera su un solido treppiede e focalizzare manualmente con estrema cura. Se si scatta tenendo la fotocamera con poca cura non si vedrà molta differenza tra il più costoso obiettivo del mercato e uno di medio livello di una buona marca.

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Naturalmente, la nitidezza non è l’unico parametro da considerare. Il contrasto e la fedeltà dei colori sono altrettanto importanti, ed anche in questi campi gli obiettivi professionali sono nettamente superiori. Per non parlare della migliore correzione delle distorsioni e delle aberrazioni, e delle caratteristiche antiriflesso. In più gli obiettivi professionali sono quasi sempre più “luminosi” (dotati cioè di grande apertura massima del diaframma) dei loro corrispondenti economici, caratteristica che consente un miglior sfruttamento della luce ambiente senza necessariamente incrementare la sensibilità.

Tutto questo non significa che non  possa ottenere ottime immagini anche chi non dispone di un budget “professionale”. Anche gli obiettivi di medio livello delle marche migliori sono capaci di produrre eccellenti immagini, specialmente se non le useremo per ottenere stampe di grandi dimensioni.

Oggi il mercato offre una varietà di caratteristiche e di qualità che sembra senza fine. Dai grandangoli fisheye ai supertele, dai macro ai soft-focus, con focale fissa, variabile (zoom), gli obiettivi adatti alle più varie necessità e situazioni sono disponibili per ogni DSLR, sia dagli stessi produttori delle fotocamere digitali, i cosidetti ‘originali’, che da costruttori indipendenti tipo Sigma, Tamron, Tokina per citarne alcuni fra i più diffusi.

Abbiamo davvero bisogno di tutti questi obiettivi? No, naturalmente. Ma le situazioni in cui ci troviamo ad operare sono le più varie e un unico obiettivo non può gestirle tutte, benché i costruttori cerchino di offrire zoom tanto estesi in lunghezza focale da adattarsi alla maggior parte degli impieghi.

Mentre la maggior parte dei fotoamatori trova assai pratico l’uso di una compatta con zoom tuttofare, i fotografi più esigenti preferiscono usare una serie di obiettivi diversi per adattarsi meglio alle varie condizioni ambientali e ai diversi soggetti.

In queste pagine troverete una descrizione dei vari tipi di obiettivi e del loro impiego. Queste nozioni saranno utili non solo per produrre fotografie migliori, ma anche a scegliere con maggior consapevolezza i prodotti che più si adattano alle varie esigenze.

Messa a Fuoco

Quando si decide di acquistare un obiettivo, una delle prime cose da considerare è la distanza minima di messa a fuoco. Alcuni obiettivi di una data lunghezza focale possono focalizzare un soggetto più vicino di altri, cioè possono ingrandire il soggetto più di altri. Naturalmente gli obiettivi macro (ne parleremo più avanti) danno in assoluto le migliori prestazioni, ma anche un teleobiettivo da 300mm deve riuscire a focalizzare a meno di 1 metro e mezzo per essere realmente versatile.

Altro fattore da considerare è la posizione e la facilità d’uso del comando del fuoco manuale. Chi prevede di utilizzare prevalentemente l’autofocus può anche non tenerne conto, ma chi intende usare spesso il fuoco manuale (e vi sono situazioni in cui l’AF non funziona bene) apprezzerà una ghiera di comando dall’azionamento morbido e collocata in posizione ergonomica.

Gli odierni sistemi di autofocus sono straordinari, offrono praticità e velocità, tutti noi li utilizziamo continuamente, ma ancora non sono altrettanto precisi come l’occhio umano. Quando dobbiamo ottenere la massima nitidezza il controllo manuale del fuoco è insostituibile, specialmente se dobbiamo riprendere soggetti molto vicini poco illuminati. Certo, questo richiede un po’ di pratica prima di ottenere risultati apprezzabili.

Nei moderni obiettivi zoom il fuoco è ottenuto muovendo una lente interna piccola e leggera, permettendo una maggiore velocità e precisione del sistema AF (fuoco interno). In altri modelli di più vecchia concezione è il primo elemento ottico, più grande e pesante, a muoversi in avanti ruotando. Questo comporta due svantaggi: a) se si applica un filtro polarizzatore circolare bisogna correggere la sua posizione angolare ogni volta che si regola il fuoco, e b) ogni volta che si regola il fuoco allungando l’obiettivo viene risucchiata aria, e polvere, all’interno della fotocamera.

Aberrazione cromatica e sferica

Una lente ha il potere di deviare il percorso della luce che la attraversa (un processo chiamato “Rifrazione”), perché la velocità della luce varia passando da un materiale ad un altro (aria/vetro). La componente luminosa ad onde corte (blu) viaggia più lentamente attraverso il vetro, quindi i raggi subiscono una maggiore deviazione passando dall’aria al vetro. I raggi ad onde lunghe (rossi) viaggiano più rapidamente attraverso il vetro e quindi sono meno deviati.

Poiché i raggi di luce di colore diverso subiscono un diverso grado di rifrazione, un singolo elemento ottico non può focalizzare tutti i colori sullo stesso piano. Se focalizza il verde sul piano del sensore, il rosso risulterà focalizzato leggermente dietro ed il blu poco prima del piano del sensore. Il termine usato per questo fenomeno è “Aberrazione Cromatica”.

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Una singola lente non può focalizzare tutti i colori sullo stesso piano. La componente della luce ad alta frequenza (blu) viaggia più lentamente attraverso la lente e quindi il suo percorso è deviato di più rispetto alla luce a bassa frequenza (rosso). Questo fenomeno provoca un effetto chiamato “Aberrazione Cromatica Longitudinale”. In questo caso solo gli oggetti verdi appariranno a fuoco nella fotografia.

I moderni obiettivi riducono gli effetti delle aberrazioni cromatiche combinando elementi ottici con differenti composizioni (vetro ad alta dispersione e a bassa dispersione e altri materiali). Tali obiettivi mettono a fuoco due dei colori primari (obiettivi acromatici), o tutti e tre (obiettivi apocromatici – APO).

Detto per inciso, le aberrazioni cromatiche influenzano la nitidezza delle foto digitali sia a colori che quelle in bianco/nero perché le fotocamere digitali fanno solo foto a colori, se impostiamo la funzione B/N il colore viene soppresso a posteriori, dopo la cattura.

Importante: Recentemente alcune reflex digitali di fascia medio-alta sono state dotate di un software interno atto a correggere l’aberrazione cromatica direttamente in camera come anche sono disponibili software di fotoritocco esterni che incorporano le stesse possibilità di correzione.

Nota: Le lenti APO correggono le aberrazioni cromatiche solo per la luce visibile e quindi quando si catturano immagini all’infrarosso occorre tenerne conto e compensare manualmente il fuoco. In questi casi è sempre preferibile ridurre l’apertura in modo che la maggiore profondità di campo compensi le differenze di fuoco tra colori visibili e infrarosso.

Un’altra cosa che una singola lente curva non può fare è focalizzare sullo stesso piano i raggi di luce paralleli che passano attraverso il suo centro e quelli che attraversano i bordi. I raggi che passano ai bordi della lente subiscono una deviazione maggiore e quindi saranno focalizzati prima del piano del sensore, indipendentemente dal colore. Questo fenomeno viene chiamato “Aberrazione Sferica”, che può essere corretta con l’impiego di lenti asferiche in obiettivi ad elementi multipli. L’effetto della aberrazione sferica si riduce proporzionalmente alla diminuzione della apertura del diaframma, mentre risulta più evidente alle grandi aperture.

Gli obiettivi dotati di una o più  lenti asferiche e apocromatiche hanno migliori performance e generalmente valgono il loro maggior costo.

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Una singola lente non focalizza sullo stesso piano i raggi di luce che passano per il centro e quelli che attraversano la periferia della lente. Questo fenomeno è chiamato “Aberrazione Sferica” e viene corretto con le lenti asferiche.

Apertura di diaframma

Oltre al fattore d’ingrandimento e all’angolo visivo, l’obiettivo controlla anche la quantità di luce che raggiunge il sensore, e lo fa per mezzo di un organo meccanico regolabile chiamato diaframma.

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Il diametro dell’apertura del diaframma può essere controllato manualmente con una ghiera sull’esterno dell’obiettivo oppure da un comando sul corpo macchina. Sulla ghiera di regolazione sono riportati i numeri “f” detti f-stop che rappresentano il rapporto tra il diametro dell’apertura e la lunghezza focale dell’obiettivo.

Esempio: Quando l’apertura è impostata a f/4, il diametro del foro è 1/4 della lunghezza focale. Con una focale di 100mm e un diaframma f/4, il diametro del foro è di 25mm.

Nota Bene: Questi dati sono validi per le macchine fotografiche a film 35mm e per le reflex digitali con sensore full-frame 24x36mm.

Nelle camere con sensori di dimensioni minori il diametro dell’apertura sarà proporzionalmente minore. La figura mostra i diametri relativi di 8 f-stop (i più comuni), da f/1.4 a f/16. (Molte camere permettono di impostare aperture in frazioni di incrementi come 1/2 o 1/3 di uno stop (per semplicità in figura sono riportati solo gli incrementi interi e non le frazioni).

Poiché i numeri “f” rappresentano non un valore assoluto ma un rapporto, con i numeri alti il diametro del foro diventa più piccolo e la quantità di luce trasmessa diminuisce. Per esempio, f/8 trasmette metà luce di f/5.6, ma il doppio di f/11. Altro esempio: una apertura di f/2 trasmette quattro volte più luce di f/4, perché il suo diametro è il doppio di f/4 e quindi l’apertura ha un’area quattro volte maggiore di f/4.

Trattandosi di un rapporto, in teoria un dato valore “f” trasmette la stessa quantità di luce per qualsiasi lunghezza focale. Per esempio, l’apertura f/8 in un obiettivo da 100mm teoricamente trasmette la stessa quantità di luce di una f/8 in un obiettivo da 1000mm. Naturalmente, f/8 su un 1000mm significa una apertura effettiva di un diametro di 125mm, mentre f/8 su un 100mm significa un diametro di 12.5mm. Questo è uno dei motivi per cui è difficile trovare obiettivi molto lunghi con la massima apertura: un obiettivo da 500mm a f/1.4 dovrebbe avere una apertura con un diametro di 357mm.

Gli obiettivi con una grande apertura massima sono detti “luminosi” o “veloci”. Gli obiettivi veloci offrono immagini brillanti nel mirino facilitando la messa a fuoco, permettono l’uso di alte velocità di otturazione anche con poca luce, ma sono anche proporzionalmente pesanti e costosi. Inoltre alle massime aperture la nitidezza non è più così perfetta. Gli obiettivi veloci sono indicati per le riprese con scarsa illuminazione o per i soggetti in movimento ripresi con focali lunghe. Se il budget non consente di avere il massimo, con un obiettivo di media velocità e un’alta sensibilità ISO è anche possibile ottenere velocità di otturazione sufficienti per le esigenze della fotografia sportiva.

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