Gli Obiettivi Fotografici
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.
Schemi ottici
Il caso più semplice di obiettivo è costituito da un piccolo foro (detto anche foro stenopeico)
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.
Caratteristiche degli obiettivi
La Lunghezza focale
Considerando gli obiettivi come una semplice lente, la distanza focale di questi è la misura
espressa in millimetri 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 le 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 35 mm con
pellicola da 24x36 mm, l’obiettivo normale è il 50 mm quindi per il formato 35 mm, prendendo
come punto di riferimento la focale 50 mm (normale), gli obiettivi si differenziano fra
grandangolari (focale minore) e teleobiettivi (focale maggiore).
Apertura o luminosità
L'apertura massima di un obiettivo fotografico è uguale alla lunghezza focale diviso il diametro
massimo del diaframma dell'obiettivo, ovvero il rapporto focale massimo possibile per un
determinato tipo di obiettivo. Negli obiettivi fotografici si indica il diaframma massimo con il
denominatore della frazione, per cui più basso è il numero che indica l'apertura massima, più
luminoso sarà l'obiettivo. Un'apertura elevata (numero del diaframma piccolo, es. f/1,4) permette di
far passare più luce ed impressionare la pellicola in minor tempo. In genere le aperture maggiori si
hanno per gli obiettivi normali a focale fissa, che possono arrivare ad aperture anche inferiori ad
1,4. Aperture massime minori si trovano negli obiettivi a focale variabile o zoom.
La quantità di luce che attraversa le lenti è regolata da un dispositivo chiamato diaframma,
situato di solito in corrispondenza del centro ottico dell'obiettivo. La sua dimensione determina,
oltre alla quantità di luce, anche 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 chiudendo il diaframma.
Negli obiettivi a focale fissa 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 135m
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, cerchio d'immagine o cerchio di
copertura; 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.
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.
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 350 mm 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
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.
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 consentendo un
accorciamento della minima distanza di messa a fuoco. Utili in macrofotografia, sono disponibili in
diverse altezze, l'unico difetto è il comportare una perdita di luminosità proporzionale alla
dimensione del tubo.
Lenti addizionali
Vengono montate 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.
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.
Classificazione per utilizzo
Obiettivo normale
È definito "normale" un obiettivo che ha un angolo di campo simile a quello dell'occhio
umano, con un cono ottico 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 24x36 mm, è
considerato normale l'obiettivo da 50 mm di lunghezza focale anche se quello che si avvicina di più
sarebbe il 43 mm. Nel Medio formato (cioè le macchine fotograficche che usano pellicole di
formato 120 o formato 220, più grandi del 35mm), la cui tipologia forse più diffusa è il 6x6
l'obiettivo normale ha di solito lunghezza focale di 80mm. In realtà l'obiettivo normale per il medio
formato sarebbe in realtà il 75mm, che è la focale in dotazione normalmente ai corpi Medio
Formato.
Obiettivi normali per i diversi formati fotografici:
(mm)
Focale
(mm)
4/3
17,3x13
23
APS-C
16x24
35
24x36
24x36
50
6x4,5
6x4,5
75
6x6
6x6
80
6x9
6x9
110
10x12
10x12
150
13x18
13x18
210
20x25
20x25
300
Formato
Dimensioni
Naturalmente nelle fotocamere digitali dove l'elemento sensibile è generalmente più piccolo del
24x36 l'obiettivo normale è più corto di 50 mm. 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.
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 24x36 mm 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 12mm.
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.
Teleobiettivo o Fuoco Lungo
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.
Uso di obiettivi con differenti formati di sensore
Il sensore di una fotocamera digitale ha generalmente dimensioni inferiori a quelle della
pellicola 35mm (24 x 36 mm). A causa di questa differenza l'angolo di campo dell'obiettivo
diminuisce. Il calcolo della conversione si basa sul 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 75mm, ne
assume solo l'angolo di campo ma resta un 50mm. 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 4/3 e micro 4/3 è 2.
(Obiettivo montato su macchina analogica) · 1,5 = (Obiettivo montato su macchina digitale)
Esempi di focale equivalente 35mm per gli obiettivi più comuni È inoltre indicato in tabella se
la lente è grandangolare normale o tele (questo tipo di nomenclatura è indicativa, non esiste una
precisa regola per dare queste denominazioni). Nella prima colonna a sinistra viene indicata la
focale in millimetri reali, nelle altre colonne viene indicata la focale equivalente in diversi formati
(APS-H fattore Crop 1,3x, APS-C/DX fattore crop 1,5x, APS-C Canon fattore crop 1,6x, Micro 4/3
e 4/3 fattore crop 2x, Nikon CX fattore crop 2,7x, Pentax Q e sensore da 1/2,3 pollici fattore crop
5,5x).
*(Vedi Tabella "Corrispondenza formato sensore - obiettivo")
