Obiectivele aparatelor fotografice

articol sponsorizat de MGT Educational

www.mgt.ro/index.php
unic distribuitor oficial al Olympus in Romania

Partea cea mai impotanta a unui aparat fotografic si care influenteaza in mod decisiv calitatea fotografiei este obiectivul. Inventat in 1570 de savantul Porta care mareste diametrul orificiului de "stenopa", adauga o lentila convergenta si obtine o imagine mult mai clara si mai luminoasa. La dezvoltarea obiectivelor au contribuit numerosi savanti: Chevalier, Petzval, Frauendorfer, Steinheil, Goerz, Taylor, Zeiss, Abbe, Rudolf, ca sa enumeram doar cateva nume. Dupa aproape cinci secole de evolutii si perfectionari, obiectivele produse azi intrunesc calitati si performante tot mai ridicate.

Aparatele foto cu formatul 35 mm si, mai ales aparatele digitale, impun asocierea un un obiectiv de calitate ridicata, cu o putere mare de restituire a detaliilor celor mai fine, cu un grad ridicat de contrast, fara aberatii cromatice, usor de folosit si dotate cu cat mai multe automatisme. Abordarea de catre fiecare fotograf a celor mai diferite domenii reclama utilizarea de obiective cu diferite distante focale. Un avantaj deosebit al aparatelor fotografice SLR fata de cele cu obiective solidare cu corpul camerei este acela de a permite schimbarea sistemului optic principal.

Exista in acest moment, cel putin pentru pricipalele firme producatoare de aparatura fotografica, o larga gama de obiective, de la cele cu focala foarte scurta (fish-eye) pana la super-teleobiective.

1. Principiile obiectivelor fotografice

1.1. Distanta focala

Distanta focala a unui obiectiv, ca si la lentile, se masoara in milimetrii, si reprezinta distanta de la centrul optic pana la planul in care se focalizeaza un spot de raze luminoase ce vin de la infinit. Centrul optic reprezinta acel punct apartinind axei optice a unei lentile, prin care o raza luminoasa nu-si modifica directia de propagare, indiferent de unghiul de incidenta. Atentie!, centrul optic nu se confunda cu centrul geometric al lentilei si nu coincid decat in cazul lentilelor sau al obiectivelor riguros simetrice!

Principalele caracteristici ale unei lentile: axa optica, centrul optic, focarul si distanta focala.

Deoarece unghiul normal de vedere umana stereoscopica este de 45 - 50 grade, se considera "normal" obiectivul care are un unghi apropiat de acoperire. Pentru formatul de 35 mm, unghiul de 45 - 50 grade este acoperit de un obiectiv cu focala de circa 50 mm. Deoarece la formatul de 35 mm (24 x 36) diagonala formatului de este de circa 43 mm, s-a convenit ca un obiectiv normal are distanta focala aproximativ egala cu diagonala formatului in fata caruia este montat.

Obiectivele cu distanta focala mai scurta acopera un unghi de camp mai mare si, de aceea, se numesc superangulare, iar cele cu un unghi de acoperire mai mic si deci cu o focala mai mare, poarta numele de teleobiective (deoarece reproduc la o scara mai mare obiectele aflate la distanta).

Dezvoltarea actuala a opticii a permis proiectarea si realizarea unor obiective care, prin modificarea interna a pozitiei unor grupuri de lentile, permit varierea continua a distantei focale, intre anumite limite; aceste obiective poarta numele de zoom-uri (transfocatoare).

1.2. Diafragma

Diafragma este un subansamblu al obiectivului prin care se controleaza debitul luminos ce traverseaza sistemul optic.

Realizata din mai multe lamele de otel care pot bascula in asa fel incat sa determine formarea unui orificiu circular (iris), cu centrul pe axa optica, si diametrul variabil, este comandata de un inel exterior sau printr-un micromotor. Pentru standardizarea valorilor diafragmei, indiferent de distanta focala, acestea se exprima prin raportul dintre diametrul irisului si distanta focala, ambele masurate in mm. Debitul luminos depinde de suprafata irisului, adica este functie de patratul diametrului.

Pentru a anula deformarile "in perna" si "in butoi" induse de insasi irisul diafragmei, aceasta trebuie amplasata intr-un plan perpendicular pe axa optica si cu care se interseceaza in centrul optic. Intrucat la zoom-uri centrul optic se deplaseaza inainte (pentru pozitia tele) si inapoi (pentru pozitia superangular), aceasta conditie este imposibil de indeplinit, iar aberatiile respective sunt doar ameliorate, nu si anulate.

In scopul usurarii modificarii expunerii, indicii diafragmei reprezinta o progresie geometrica cu ratia 1,4 astfel: 1, 1,4, 2, 2,8, 4, 5,6, 8, 11, 16, 22, 32, 45, 64... In acest mod, fiecare valoare asigura o expunere dubla fata de urmatoarea si jumatate fata de precedenta din serie. Notatia valorilor diafragmei se face prin "f:" urmat de valoarea utilizata, de exemplu "f:8". Atat pe scala diafragmelor dar si pe scalele exponometrelor, diafragmele sunt notate fara "f:".

Multe dintre inelele diafragmei de pe obiective sunt prevazute cu o indexare mecanica asa incat inchiderea sau deschiderea cu o treapta este denumita de anglo-saxoni "full-stop" sau, simplu "stop".

Deschiderea relativa maxima a unui obiectiv poarta numele de luminozitate; valorile uzuale pentru obiectivele "normale" se situeaza intre f:2 si f:2,8.

1.3. Profunzimea de camp

Profunzimea de camp reprezinta un volum din fata obiectivului, situat in fata si in spatele planului pentru care s-a facut punerea la punct, si in care detaliile obiectelor sunt redate suficient de clar pe copia pozitiva.

Profunzimea de camp se bazeaza pe incapacitatea ochiului uman de a distinge detalii mai fine de un minut de arc de la o distanta de observare normala. Doua pete sau linii negre (detalii) care se afla la o distanta mai mica decat cea corespunzatoare unui minut de arc, vor fi vazute de majoritatea observatorilor umani ca fiind una singura. Tendinta fireasca a observatorului este de a se indeparta sau de a se apropia de un obiect in asa fel incat acesta sa fie cuprins in unghiul de vedere optima (45 - 50 grade), distanta care este aproximativ egala cu dimensiunea maxima a obiectului (de exemplu, cu diagonala unei copii pozitive).

O copie pozitiva marita de pe formatul de 35 mm, de 10 ori (cu dimensiuni de 24 x 36 cm) are diagonala de 40 cm, si deci, va fi observata instinctiv de la aceasta distanta. La 40 cm, un minut de arc corespunde cu 0,33 mm., ceea ce ne duce la concluzia ca detalii mai fine decat 0,33 mm nu vor fi observabile! Datorita maririi de zece ori a negativului, reiese ca negativul trebuie sa reproduca detalii cel putin la nivelul de 0,033 mm (sau 33 perechi de linii/mm sau prescurtat: plpm).

Ce se intampla in cazul maririlor mai mici? Copiile pozitive de formate mai mici, sunt privite de la o distanta mai mica, comparativ cu diagonala. Pastrand proportiile, negativul va trebui sa prezinte ceva mai mult decat 33 plpm. Pentru maririle de peste 10 ori, tendinta observatorului este de a se indeparta mai mult decat diagonala (de 1,5 - 2 ori diagonala), asa incat, doar aparent paradoxal, copiile pozitive mult marite, sunt mai "tolerante" in ceea ce priveste puterea de separare!

Presupunind ca negativele vor fi marite in aceeasi proportie, se poate demonstra matematic faptul ca profunzimea de camp depinde de distanta focala, sau, daca preferati, de raportul de reproducere. Dar cum raportul de reproducere (imagine / subiect) este egal distanta focala raportata la distanta pana la subiect, este acelasi lucru, privit din alt punct de vedere. De aici rezulta ca, in practica, un obiectiv cu focala mai lunga, ajuta la mai buna detasare a subiectului (clar) de fundal (mai neclar); in schimb, obiectivele cu focala mai scurta, permit obtinea intr-un mod acceptabil de clar, atat a prim-planului cat si a fundalului.

1.4. Redarea perspectivei

In randul utilizatorilor incepatori exista "mitul" ca un superangular amplifica perspectiva, iar un teleobiectiv o comprima.

In cazul utilizarii superangularului, unghiul mare/foarte mare de cuprindere, deci cu o scala redusa de reproducere, determina fotograful amator sa se apropie de subiectul principal, pentru a umple mai bine cadrul, situatie in care subiectul va fi vazut sub un unghi semnificativ mai mare decat fundalul, relativ indepartat. Invers, in cazul teleobiectvelor, utilizatorul are tendinta de a fotografia subiecte indepartate, care sunt vazute sub unghiuri comparabile cu ale altor obiecte din fundal.

Desigur, in roport cu vederea umana, un superangular accentueaza unghiurile de fuga, in timp ce un teleobiectiv le micsoreaza. Dar un supernagular comparat cu un teleobiectiv vor reda perspectiva in mod identic. Daca veti fotografia, din acelasi punct de statie, un subiect apropiat aflat in fata unui fundal indepartat, cu obiective de diferite distante focale, dupa care veti mari negativele in asa fel incat subiectul sa aiba aceeasi dimensiune pe copiile pozitive, veti constata ca proportia de reproducere a fundalului este egala pe ambele fotografiile, singura diferenta fiind aceea ca negativul obtinut cu superangularul trebuie marit mai mult, facand mai vizibila granulatia.

In fotografia de mai sus am utilizat un superangular (echiv. 35 mm, aparat foto Olympus C 2500 L), cu aparatul montat pe trepied, iar apoi, din acelasi punct de statie, am realizat si o poza cu teleobiectiv (echiv. 105 mm). Am realizat apoi decupari din ambele fotografii si le-am montat una langa alta, pentru a usura comparatia.

Lasand la o parte definitia mai slaba a decupajului din fotografia realizata cu superangularul (fotografia din partea dreapta a montajului de mai jos), rezultat al unui decupaj mai strans, observati vreo diferenta in ceea ce priveste raportul dintre capita de fan si lantul muntos indeprtat?

Despre principalele aberatii ale obiectivelor, despre modul lor de tratare, ca si despre puterea de separare, vom discuta in paginile urmatoare.

2. Tipuri de obiective

Desi cele mai uzuale obiective destinate formatului 35 mm sunt cele cu F = 50 mm exista pe piata produse cu distante focale de la cativa mm la peste 1000 mm.

Obiectivele "fish-eye" (denumite astfel dupa aspectul lentilei frontale - foarte mare si foarte convexa) acopera un camp de aproximativ 180 grade. Acest tip de obiective deformeaza sever redarea liniilor (deformare in "butoi"), imaginea obtinuta fiind mai mult un cerc decat un dreptunghi.

Schema de principiu a unui obiectiv "fish-eye"

Obiectivele superangulare destinate formatului 35 mm, au distantele focale cuprinse intre 24 si 35 mm. Acestea sunt bine corectate in privinta distorsiilor "in butoi" si sunt destinate fotografiei de arhitectura, interioare, grupuri, documentare etc. Permit accentuarea prim-planului comparativ cu fundalul prin asa-numita accentuare a perspectivei si au un camp de profunzime mai mare.

Obiectivele cu focala normala - si care au un unghi de camp similar cu cel al privirii umane, reproduc subiectul fara "modificarea perspectivei", fara aberatii sau distorsii. Formulele optice ale acestui tip de obiectiv a fost cel mai bine elaborate, astfel incat sunt cele mai bune si mai ieftine. Sunt obiective luminoase (deseori cu diafragma de f/1,4). Sunt tot mai mult inlocuite de zoom-uri.

Teleobiectivele sunt disponibile la diverse distante focale dar pretul lor este intrucatva proportional cu patratul distantei focale. Ca si obiectivele normale, sunt tot mai frecvent inlocuite de zoom-uri. Defectul major al unui tele-zoom este reprezentat de slaba sa luminozitate: majoritatea au o deschidere maxima de f/4,5 - 5,6, in timp ce teleobiectivele cu focala fixa au cel putin o diafragma im plus, fapt de mare ajutor in fotografia la lumina existenta. O diafragma mai deschisa usureaza focalizarea pe geamul mat si ajuta la ingustarea campului de profunzime. Teleobiectivele cu focala scurta (85 - 135) sunt utilizate mai ales pentru portret si fotografia de moda, iar cele cu focala mare (peste 200 mm) pentru sport si zoo-fotografie.

Obiectiv Zuiko ED, 2,8/300 mm (equiv. 2,8/600 mm pentru 35 mm), component al Sistemului Olympus E-1.

Obiectivele macro sunt destinate fotografierii cu scara mare de reproducere, pana la 1:1. Acestea sunt construite dupa scheme optice care sa minimizeze aberatiile optice pentru fotografierea de aproape, spre deosebire de celelalte tipuri de obiective, la care se considera ca subiectul se afla la mare distanta (peste 100 ori distanta focala). Desi exista si posibilitatea utilizarii de inele intermediare intre obiectiv si aparat, obiectivele macro pastreaza toate automatismele/comunicatiile intre cutie si obiectiv si sunt cu mult mai bine corectate optic pentru acest gen de fotografie. Cu distante focale intre 50 si 200 mm, pentru reproduceri la scara de 1:1, acestea permit o distanta confortabila fata de subiect (200 - 400 mm) ceea ce contribuie substantial la o mai buna iluminare, ca sa nu mai vorbim si de faptul ca insectele - subiectul predilect al macro-fotografilor - sunt mai putin deranjate de la aceasta distanta.

Obiectivul Zuiko ED 2/50 mm Macro (equiv. 2/100 mm pentru 35 mm) destinat sistemului Olympus E-1

In ultima vreme sunt tot mai folosite obiectivele cu distanta focala variabila, denumite si zoom-uri. Pentru a pastra la cote cat mai inalte calitatile optice ale zoom-ului, acestea acopera trei plaje de distante focale: zona superangulare, zona din vecinatatea focalei normale si zona teleobiectivelor. Exista, desigur, si zoom-uri a caror distanta focala se intinde de la superangular la teleobiectiv, dar calitatea optica a acestora are de suferit. Perfectionari recente in ceea ce priveste formulele de sticla optica (Low Dispersion) si de slefuire a lentilelor (dupa suprafete asferice) au dus la cresterea calitatii obiectivelor moderne dar si la cresterea pretului.

Obiectivul Zuiko ED 2,8 - 3,5/50 - 200 mm (equiv. 2,8- 3,5/100 - 400 mm pentru 35 mm) destinat sistemului Olympus E-1

In prezent, obiectivele zoom de diferite tipuri au inlocuit obiectivele cu distanta focala fixa, in majoritatea kit-urilor fotografice aflate in magazine. Desigur, un zoom este extrem de practic si versatil pentru majoritatea utilizatorilor amatori dar si pentru multe subiecte abordate de profesionist, insa exista si aspecte negative ale acestor sisteme optice:

• corectarea aberatiilor optice este mult mai dificila, unele dintre ele sunt doar partial corectate, altele sunt corectate doar pentru anumite intervale focale, etc; distorsiunile "in perna" si respectiv "in butoi" raman greu de corectat la extremele de focala.
• in general, luminozitatea unui zoom este mai mica decat a unui obiectiv cu focala fixa, de aceeasi valoare. Aceasta implica dificultati in focalizare si la fotografia in conditii de lumina putina, etc.
• puterea de separare a unui zoom este mai mica in comparatie cu un obiectiv cu focala fixa si de aceeasi distanta focala, fapt nedorit, mai ales in cazul in care se doreste obtinerea de copii pozitive de mari dimensiuni.

Teleobiectivele cu oglinda (catadioptrice) sunt mai rar intalnite astazi, desi in anii `70 reprezentau o solutie ieftina si plina de promisiuni pentru super-teleobiective. Prin utilizarea a doua oglinzi, razele de lumina erau reflectate de doua ori, astfel incat lungimea ansamblului optic era de aproape trei ori mai scurta decat distanta focala. Prezentau insa cateva dezavantaje majore: luminozitate redusa si mai ales, deschiderea fixa! Datorita sistemului de oglinizi, utilizarea unei diafragme era imposibila din punct de vedere optic. Pentru subiectele luminoase se puteau utiliza filtre gri-neutru. Dar, mai ales, acestui tip de obiective se reproseaza aspectul bokeh-ului: in forma de covrig, cu periferia mai luminoasa si centrul mai intunecos, total ne-natural, deci urat!

Obiectivele "tilt&shilt" sunt obiective speciale, de uz destul de restrans, care au doua planuri suplimentare de miscare: unul paralel cu planul filmului, pentru corectarea perspectivei si altul de rotatie in jurul centrului optic, pentru controlul riguros al planului de claritate si al deformarilor. Obiectivele destinate corectarii perspectivei (Perspective Control) permit fotografului sa aseze corpul camerei de exemplu paralel cu fatada cladirii iar, prin deplasarea obiectivului sa incadreze subiectul de la parter pana la cel mai inalt etaj, fara deformarea unghiulara, intalnita la camerele uzuale. Prin rotatia in jurul centrului optic, un subiect cu ampla desfarurare in adancime - de exemplu un gard sau un sir de case - poate fi fotografiat clar pe intreaga sa lungime, gratie modificarii profunzimii de camp indusa de aceasta miscare.

Desi nu reprezinta propriu-zis un obiectiv, covertoarele sunt folosite frecvent in fotografie. Acestea reprezinta un ansamblu optic destinat intercalari intre obiectiv si corpul camerei fotografice si care determina modificarea distantei focale, prin crestere sau prin scadere.

Teleconverterul EC 14 (1,4x) destinat sistemului Olympus E-1

Cele mai utile sunt tele-convertoarele, care amplifica distanta focala, si care pun la dispozitia fotografului un ansamblu optic cu focala mai mare, dar de o lungime si o greutate mai mica si, in plus, la un pret foarte convenabil.

NOTA: fotografiile sistemului Olympus E-1 ne-au fost puse, cu amabilitate, la dispozitie, de firma MGT Educational, unic distribuitor oficial al Olympus in Romania,

http://www.mgt.ro/index.php

Calin-Stefan Ragalie, 2003-2004