Angolo di campo

angolo diIl 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 ad alto e altissimo indice di rifrazione (sino a valori che superano 1,9) e di particolari trattamenti antiriflesso che hanno lo scopo di diminuire la quantità  di luce riflessa dalla lente e di aumentare quella rifratta. 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.

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).

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 obiettivo. 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.

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 perchè 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 .

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 6×6 il normale ha lunghezza focale di 80mm invece di 85mm calcolati.

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 perchè 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. E’ 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  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.

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 un evidente ingrandimento del soggetto e produce una forte compressione del campo, ovvero avvicina gli oggetti riducendo apparentemente le distanze.

Il sensore di una fotocamera digitale 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 APS-C, otteniamo l’angolo di campo di un obiettivo 75mm (medio tele), ma da notare bene, non diventa un 75 mm, ne assume solo l’angolo di campo ma resta un 50 mm. In genere (ma dipende dalla grandezza del sensore) il fattore di conversione è 1,5 (Nikon (DX), Pentax e Sony, Fujifilm) mentre sulle fotocamere Canon è di 1,6, sulle micro 4/3 è 2 .