Obiettivo fotografico
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Obiettivo (o obbiettivo) è un termine generico che descrive un dispositivo ottico in grado di raccogliere e riprodurre un'immagine. È presente in molte apparecchiature ottiche: macchine fotografiche, binocoli, cannocchiali, telescopi, microscopi e altro. Può essere composto da una o più lenti e/o da specchi concavi. In molti casi anche il cristallino dell'occhio è parte del sistema ottico dove il piano focale è rappresentato dalla retina.
Indice |
[modifica] Schemi ottici
Il caso più semplice di obiettivo è costituito da un piccolo foro che consente il passaggio della luce a formare un'immagine all'interno di una camera oscura. Rispetto al foro stenopeico, gli obiettivi a lenti permettono di concentrare la luce sul piano focale e sono progettati per diminuire le aberrazioni ottiche.
A migliorare ulteriormente la qualità degli obiettivi contribuisce lo sviluppo dei vetri ottici utilizzati, in particolare i vetri a bassa rifrazione e di particolari trattamenti antiriflesso per ridurre la rifrazione interna e migliorare la trasmissione della luce. In un primo momento vennero introdotti i trattamenti antiriflesso semplici (single-coated) e in seguito vennero utilizzati i trattamenti antiriflesso multipli (multi-coated). Guardando dentro un obiettivo se questo è privo di trattamento si vedranno dei riflessi bianchi, se ha trattamento singolo dei riflessi blu-ambra, se ha trattamento multiplo dei riflessi blu-magenta. Tutti gli obiettivi oggi in produzione hanno trattamento multiplo.
Gli obiettivi moderni adottano anche lenti cosiddette 'asferiche', la cui curvatura non è una porzione di sfera. L'utilizzo di lenti asferiche aiuta a contenere difetti come l'aberrazione sferica
[modifica] Caratteristiche degli obiettivi
[modifica] Lunghezza focale
Considerando gli obiettivi come una semplice lente, la distanza focale di questi è la misura espressa in mm che separa la lente dal piano focale. Essendo gli obiettivi composti da più gruppi di lenti, tale distanza non si misura da una lente in particolare all'interno degli stessi ma dal centro ottico dell'obiettivo che viene definito "punto nodale posteriore" e in genere si trova in prossimità del diaframma. In sostanza la “distanza focale indica la distanza fra il punto nodale posteriore di un obiettivo e il piano su cui i soggetti all’infinito sono messi a fuoco.”
Non è vero che al variare della focale corrisponde una diversa prospettiva. Per ovvie regole di geometria la prospettiva non cambia se il punto di vista e l’oggetto ripreso rimangono fissi, varia solamente se ci spostiamo dal punto di ripresa. Il variare della focale è una conseguenza del cambiamento di prospettiva, non la causa. Se ci spostiamo da un punto di ripresa arretrando, cambiamo la prospettiva e le dimensioni dell'oggetto che risulterà più piccolo all'interno del fotogramma, di conseguenza cambieremo anche la focale per ingrandire l'oggetto.
La lunghezza focale degli obiettivi è quel fattore che determina l’angolo di campo della ripresa ma ciò dipende anche dalle dimensioni del supporto. Due obiettivi di focale uguale variano l’angolo di campo ripreso in base alle dimensioni della superficie sensibile al quale sono destinati.
Viene definito obiettivo “Normale”, un obiettivo che ha come lunghezza focale la lunghezza approssimativa della diagonale del supporto fotosensibile usato. Per le fotocamere 35mm con pellicola da 24x36mm, l’obiettivo normale è il 50mm quindi per il formato 35mm, prendendo come punto di riferimento la focale 50mm (normale), gli obiettivi si differenziano fra grandangolari (focale minore) e teleobiettivi (focale maggiore).
Fonte: Pulchra
[modifica] Apertura o luminosità
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Per approfondire, vedi le voci Esposizione (fotografia) e rapporto focale. |
L'apertura massima di un obiettivo è uguale alla lunghezza focale diviso il diametro della pupilla d'ingresso (la lente più esterna) dell'obiettivo, ovvero il rapporto focale massimo possibile per un determinato tipo di obbiettivo. Minore è l'apertura massima, più luminoso sarà l'obiettivo, riuscendo quindi a far passare più luce ed impressionare la pellicola in minor tempo. Nei telescopi una pupilla d'ingresso di diametro maggiore permette la visione di oggetti meno luminosi.
La quantità di luce che attraversa le lenti è regolata da un dispositivo chiamato diaframma, situato di solito all'interno dell'obiettivo. La sua dimensione determina la profondità di campo e di conseguenza quella di fuoco, la forma influisce, anche se lievemente, sulla forma dello sfocato. Il valore di diaframma indicato sull'obiettivo è la massima apertura ottenibile, altre aperture sono possibili solo chiudendo il diaframma. Negli obiettivi fissi viene specificato un solo valore di apertura, ad esempio f/2.8. Sugli obiettivi zoom possono comparire due valori, il primo per la focale minore, il secondo per quella maggiore. Ad esempio, per uno zoom 35-135mm f/3.5-4, il valore f/3.5 è ottenibile a 35mm e si riduce a f/4 alla focale di 135mm.
[modifica] Angolo di campo
L'immagine formata dall'obiettivo su una superficie posta in corrispondenza del piano focale è di forma circolare ed è chiamata circolo di illuminazione o cerchio d'immagine; al suo interno vi è un altro circolo detto di 'buona definizione', dove l'immagine può essere interpretata correttamente.
All'interno del circolo di buona definizione viene posto il materiale atto a raccogliere l'immagine. Questo materiale, generalmente di forma quadrangolare, può essere un vetro smerigliato, una pellicola o lastra fotografica, nonché un sensore elettronico. Ha una certa dimensione e l'angolo di campo viene misurato considerando la sua diagonale con la focalizzazione posta all'infinito. È l'angolo misurato al vertice di un triangolo isoscele posto sull'asse dal piano focale dell'obiettivo con alla base la dimensione dell'immagine formata sulla diagonale del materiale sensibile. Varia quindi in funzione del formato del materiale sensibile e della lunghezza focale, è più ampio quando questa è corta e viceversa. Da notare che se ci si sposta dall'infinito, distanziando l'obiettivo dal piano focale, l'angolo di campo diminuisce.
[modifica] Messa a fuoco
Per poter visualizzare nitidamente l'immagine si opera sulla messa a fuoco che consiste nel posizionare l'obiettivo a distanza opportuna tra il piano focale e l'oggetto fotografato. In alcuni obiettivi non vi è nessuna modifica alla propria lunghezza perché l'operazione è fatta con lo spostamento di uno o più gruppi ottici interni all'obiettivo stesso. Alcuni obiettivi macro, capaci di mettere a fuoco a distanze molto ridotte, utilizzano più gruppi interni indipendenti per garantire la massima definizione anche a distanze ridotte e sulle parti più esterne del fotogramma. L'operazione è svolta agendo su un'apposita ghiera posta sul barilotto dell'obiettivo. La messa a fuoco può essere di tipo manuale o automatico, utilizzando un motore posto all'interno della fotocamera o dell'obiettivo stesso. I moderni obiettivi motorizzati offrono una modalità ibrida: quando lavorano in autofocus è sufficiente impugnare la ghiera di messa a fuoco per passare in modalità manuale, consentendo di imbastire la messa a fuoco in automatico e di rifinire poi in manuale nel caso fosse necessario, senza dover attivare il selettore di modalità.
[modifica] Tipi di obiettivo
- A lenti
Sono formati da più di una lente perché solo così si riescono a correggere, parzialmente, le aberrazioni ottiche. Nei telescopi si usano più lenti per correggere l'aberrazione cromatica e sono detti acromatici. Le lenti sono costruite con diversi tipi di vetro caratterizzati dal loro indice di rifrazione e dalla curvatura che può essere sferica o asferica. La curvatura delle superfici ne caratterizza la lunghezza focale che sarà positiva nel caso di convergenza e negativa nel caso di divergenza. L'uso di lenti diverse per tipo e lunghezza focale, positiva o negativa, permette le varie correzioni e ne definisce la lunghezza focale generale (sempre positiva).
- A specchi
Sono detti catadiottrici e la loro costruzione è simile al telescopio riflettore a schema Cassegrain. Rispetto ai teleobiettivi hanno il vantaggio di un piccolo ingombro e di un basso peso. Oltre ai due specchi sono costruiti impiegando delle lenti a bassa curvatura per la correzione delle aberrazioni sferiche e come sostegno dello specchio secondario. A causa delle notevoli aberrazioni extra-assiali sono costruiti solo con lunghezze focali da 350mm in su. A causa della sua conformazione ottica non è possibile introdurvi il diaframma. Inoltre la forma dello sfocato è un anello invece di un cerchio, sono meno luminosi rispetto agli obiettivi a lenti e l'immagine è in genere meno nitida ai bordi del fotogramma rispetto al centro.
- Foro stenopeico
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Per approfondire, vedi la voce Stenoscopia. |
È un piccolo foro praticato in una lamina sottile di materiale opaco. Indicativamente il diametro del foro è di un terzo di millimetro. Conosciuto fin dai tempi più antichi applicato alla camera obscura della quale è notevole la descrizione che ne fece Leonardo da Vinci nel Codice atlantico (camera oscura leonardiana). La luminosità è molto bassa ed è quindi impiegabile solo con oggetti statici e molto luminosi. È esente da quasi tutte le aberrazioni degli altri obiettivi e possiede una profondità di campo praticamente illimitata. La nitidezza molto bassa migliora diminuendo il diametro del foro, aumentando però la diffrazione che provoca degli aloni ai bordi.
[modifica] Aggiuntivi ottici
Sono dei complementi ottici da montarsi anteriormente o posteriormente agli obiettivi per cambiarne la lunghezza focale a discapito, però, di altre caratteristiche.
- Tubi di prolunga
- Sono dei cilindri senza lenti da montare tra la fotocamera e l'obiettivo avvicinando il soggetto e aumentando il fattore di ingrandimento. Utili in macrofotografia, sono disponibili in diverse altezze e comportano una perdita di luminosità proporzionale alla dimensione del tubo.
- Lenti addizionali
- Viene montato anteriormente all'ottica per fare in modo che la focalizzazione dell'oggetto avvenga a distanza ravvicinata ed avere un rapporto di riproduzione almeno di uno a uno. Sono dei sistemi ottici convergenti possibilmente acromatici. Diminuiscono la lunghezza focale dell'obiettivo su cui sono montati. La distanza col piano di messa a fuoco rimane invariata per cui non è più possibile la focalizzazione all'infinito ma solo a distanze molto ravvicinate.
La luminosità dell'obiettivo originale non cambia in maniera percettibile. Si misurano in diottrie ed esistono modelli da +1, +2, +3 con potere di ingrandimento crescente.
Un aggiuntivo Fisheye con fattore di moltiplicazione 0.42x
- Moltiplicatori di focale
- Sono dei sistemi ottici divergenti montati posteriormente all'obiettivo e servono ad allungare la lunghezza focale. La distanza di messa a fuoco non cambia, ma diminuisce la luminosità originale in funzione del fattore di moltiplicazione. L'ingrandimento è comunemente di 1,4 o 2, da moltiplicare per la lunghezza focale dell'obiettivo. Vengono comunemente utilizzati per la fotografia naturalistica o per il reportage.
[modifica] Classificazione per utilizzo
[modifica] Obiettivo normale
È considerato normale l'obiettivo che ha l'angolo di campo simile a quello dell'occhio umano, con un angolo di campo compreso tra 43° e 45°. Estendendo la gamma anche ai grandangolari e teleobiettivi moderati, si possono considerare gli angoli tra 20° e 59°. Per convenzione si considerano normali gli obiettivi con lunghezza focale vicina alla diagonale del fotogramma. Per il formato fotografico Leica, il più comune, detto 35mm o 135, che ha il fotogramma di 24x36mm, è considerato normale l'obiettivo da 50mm di lunghezza focale anche se quello che si avvicina di più sarebbe il 43mm. Nel formato 120 conosciuto come 6x6 il normale ha lunghezza focale di 80mm invece di 85mm calcolati.
| Formato | Focale (mm) |
|---|---|
| 4/3 | 23 |
| APS-C | 35 |
| 24x36 | 50 |
| 6x4,5 | 75 |
| 6x6 | 80 |
| 6x9 | 110 |
| 10x12 | 150 |
| 13x18 | 210 |
| 20x25 | 300 |
Naturalmente nelle fotocamere digitali dove l'elemento sensibile è generalmente più piccolo del 24x36 l'obiettivo normale è più corto di 50mm. Questa tipologia viene anche chiamata standard, perché era l'obiettivo comunemente fornito a corredo delle nuove fotocamere. Non sono soggetti ad aberrazioni come i grandangolari e i tele, inoltre gli schemi ottici estensivamente collaudati e perfezionati li hanno resi economici e di buona qualità. La luminosità è sempre molto elevata, sono nella norma valori di f/1.8 e f/1.4.
[modifica] Grandangolo
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Per approfondire, vedi la voce Grandangolo. |
Gli obiettivi con angolo di campo maggiore ovvero lunghezza focale minore del normale, sono detti grandangoli. L'angolo di campo passa da 60° a 80° per un grandangolare, per portarsi anche a 180° negli ultragrandangolari e fish-eye. Questi ultimi sono così chiamati perché a causa dell'angolo di campo estremamente esteso l'immagine risulta tonda, come se fosse catturata attraverso un occhio di pesce. Per il 24x36mm il più classico è il 24mm, ma sono comuni anche il 35mm e il 28mm. I grandangolari spinti producono un'immagine molto deformata dovuta alla proiezione equidistante dei fasci luminosi sulla pellicola, fino ad arrivare alla formazione di un'immagine circolare. Il loro angolo di campo raggiunge i 180° e i 220° nel Nikkor 6mm 2,8. È possibile correggere la distorsione usando la proiezione rettilineare fino alla lunghezza focale di 14mm. Quando la lunghezza focale diminuisce il corpo dell'obiettivo verrebbe a trovarsi troppo vicino al piano focale con impedimento del funzionamento di alcuni organi meccanici interni alla fotocamera. Per ovviare a questo inconveniente è stato adottato lo schema ottico a retrofocus o a teleobiettivo invertito. Consiste in un gruppo ottico anteriore divergente e in un gruppo posteriore convergente, è possibile che vi siano ulteriori gruppi centrali.
I grandangolari restituiscono una prospettiva accentuata e sono soggetti alle distorsioni a barilotto, dove le linee cadenti ai bordi curvano vistosamente. Questo effetto tipico dei grandangolari permette una esaltazione del soggetto in primo piano, realizzando così interessanti effetti creativi.
[modifica] Teleobiettivo o lungo fuoco
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Per approfondire, vedi la voce teleobiettivo. |
Gli obiettivi con angolo di campo minore ovvero lunghezza focale maggiore del normale sono detti teleobiettivi. L'angolo di campo varia tra i 20° fino a 5° o inferiori in casi estremi. Sarebbe più giusto chiamarli lungo fuoco quando presentano uno schema ottico normale. Per le leggi dell'ottica la distanza tra il piano ottico e il piano di messa a fuoco all'infinito è uguale alla lunghezza focale allungandosi ulteriormente per focalizzazioni a brevi distanze. Quindi un 500mm diverrebbe lungo oltre mezzo metro con scarsa maneggiabilità e sbilanciamenti nell'impiego pratico soprattutto con uso a mano libera. Per ovviare a questi inconvenienti è stato adottato lo schema ottico a teleobiettivo. Consiste in un gruppo ottico anteriore convergente e in un gruppo posteriore leggermente divergente, è possibile che vi siano ulteriori gruppi centrali. Questa focale provoca una evidente ingrandimento del soggetto e produce una forte compressione del campo, ovvero avvicina gli oggetti riducendo apparentemente le distanze.
[modifica] Uso di obiettivi con differenti formati di sensore
Il sensore di una fotocamera digitale non professionale ha generalmente dimensioni inferiori a quelle della pellicola 35 mm (24 x 36 mm). A causa di questa differenza l'angolo di campo dell'obiettivo cambia. Il calcolo della conversione è un rapporto tra le diagonali dei due formati e serve a chi è abituato al formato 35 mm per avere un riscontro immediato dell'ottica utilizzata o utilizzabile.
Ad esempio, se montiamo un 50mm (normale) su una reflex digitale, otteniamo gli effetti di un obiettivo da 80mm (medio tele). In genere (ma dipende dalla grandezza del sensore) il fattore di conversione è 1,6.
(Obiettivo montato su macchina digitale) · 1,6 = (Obiettivo montato su macchina analogica)
| Reflex digitale | Equivalente su analogica |
|---|---|
| 19mm | 30,4mm |
| 21mm | 33,6mm |
| 28mm | 44,8mm |
| 35mm | 56mm |
| 50mm | 80mm |
| 80mm | 128mm |
| 100mm | 160mm |
| 150mm | 240mm |
| 200mm | 320mm |
[modifica] Specializzazioni
Alcuni generi fotografici come la fotografia architettonica e la ritrattistica richiedono obiettivi con caratteristiche particolari.
Nella fotografia architettonica, per eliminare le linee cadenti causate dalla necessità di puntare in alto l'obiettivo per inquadrare un edificio, sono stati progettati Per il medio formato e il 35mm degli obiettivi definiti decentrabili (o basculanti) o PC (perspective control), che possiedono un circolo di buona definizione superiore al normale. Per risolvere questo difetto nel banco ottico è possibile spostare l'obiettivo verticalmente con un movimento chiamato decentramento (o basculamento).
Nel ritratto è utile esaltare il volto o la figura umana dallo sfondo e questo si ottiene normalmente riducendo la profondità di campo, ovvero aprendo il diaframma. Per un maggiore controllo della sfocatura si può utilizzare un tipo particolare di obiettivi, chiamati soft focus, che consentono di impostare un valore maggiore o minore dell'effetto. Sono anche disponibili filtri fotografici soft focus molto più economici che realizzano l'effetto di diffusione sulle alte luci.
[modifica] Storia
Il primo obiettivo fu realizzato forando una parete di una scatola chiusa per farvi passare la luce, producendo un foro stenopeico. Nel 1550 Gerolamo Cardano introdusse una lente convessa per concentrare la luce e aumentare la luminosità, nel 1568 Daniele Barbaro aggiunse un diaframma per ridurre le aberrazioni.
Nel 1814 William Hyde Wollaston sostitui la lente di Cardano con una concavo-convessa, a menisco,
Nel 1829 Charles Chevalier realizzò le prime lenti acromatiche composte da un elemento positivo e uno negativo con due vetri ottici di potere dispersivo uguale e contrario. Produsse inoltre gli obiettivi per equipaggiare le fotocamere di Alphonse Giroux per la dagherrotipia, con focale di 40,3cm (403mm) f/11.
Il 1840 vide la nascita del primo obiettivo calcolato matematicamente da Joseph Petzval, di luminosità f/3.
Nel 1890 John Henry Dallmeyer risolse il problema delle necessità delle lunghe focali progettando lo schema ottico a teleobiettivo, riducendo il tiraggio accorciando il fuoco posteriore rispetto alla lunghezza focale.
Il tripletto di Cooke, realizzato nel 1893 da Dennis Taylor per la Cooke & Sons, ridusse la distorsione e migliorò la qualità ai bordi.
Nel corso degli anni furono introdotti da grandi aziende del settore schemi ottici dai quali nacquero diversi obiettivi. Fra gli schemi ottici più importanti, i cui nomi per vecchia tradizione derivano dal greco, compaiono il Tessar, il Planar, il Distagon, l'Hologon, il Topogon, il Sonnar (Zeiss), il Dagor, l' Artar, l'Hypergon (Goerz), il Super-Angulon (Schneider), l'Ernostar (Ernemann)
[modifica] Principali aziende produttrici
- Yashica
- Nikkor
- Canon
- Carl Zeiss
- Sigma
- Tamron
- Leica
- Voigtländer
- Goerz
- Schneider
- Ernemann
- Fujinon
- Goyo
- Pentax
- Olympus
[modifica] Voci correlate
[modifica] Fonti
- Il glossario fotografico sul sito della rivista Reflex
- Gli obiettivi fotografici, di Joseph Meehan - Editrice Reflex
- Nadir: Storia dell'obiettivo fotografico
| Fotografia |
 Storia | Pellicola fotografica | Esposizione | Composizione | Sviluppo | Tecniche | Temi fotografici | Obiettivo fotografico | Fotocamera |
