A postagem a seguir é do fotógrafo australiano Neil Creek, que faz parte do recém-lançado Fine Art Photoblog e está participando do Projeto 365 - uma foto por dia durante um ano - em seu blog.
Bem-vindo à segunda lição em Fotografia 101 - Um curso básico sobre a câmera. Nesta série, cobrimos todos os conceitos básicos de design e uso de câmeras. Falamos sobre o ‘triângulo de exposição’: velocidade do obturador, abertura e ISO. Falamos sobre foco, profundidade de campo e nitidez, bem como como as lentes funcionam, o que significam as distâncias focais e como elas iluminam o sensor. Também olhamos para a própria câmera, como ela funciona, o que todas as opções significam e como elas afetam suas fotos.
A lição desta semana é Lentes e foco
Luz de dobra
Na semana passada, discutimos como podemos usar um pequeno orifício para direcionar a luz de forma que ela forme uma imagem. Tudo o que uma câmera pinhole faz é excluir toda a luz que não forma uma imagem. Como aprendemos, no entanto, o problema com essa técnica é que ela resulta em imagens muito escuras. Como fotógrafos, queremos imagens brilhantes e, embora isso possa parecer óbvio, discutiremos o motivo em detalhes em uma lição posterior. Felizmente, existe uma maneira melhor de fazer isso.
Fig 1.2.1 Uma luz brilhou em um vidrotanque de água curvas. Fonte.
Fig 1.2.2 Conforme a luz passa para um maismaterial refrativo, ele desacelera e dobra.
Como mencionamos brevemente na Lição 1, a luz é uma forma de energia que pode ser dobrada. A luz de curvatura é chamada refração. O que acontece quando a luz é refratada é que ela realmente diminui a velocidade. É um equívoco comum que a luz sempre viaja na mesma velocidade. Na verdade, a velocidade da luz depende do tipo de material pelo qual ela está viajando. A coisa realmente útil sobre a refração é que ela pode dobre o caminho da luz.
Não quero entrar na misteriosa "natureza dual da luz", mas lembre-se de que a luz pode ser vista como uma série de ondas. Linha após linha dessas ondas formam a luz, semelhantes às ondas batendo na praia.
Imagine que temos um aquário de água e uma tocha. Por uma questão de simplicidade, vamos também imaginar que podemos ver o feixe claramente no ar e na água. Quando você aponta a tocha na superfície da água em um ângulo, do lado do tanque, você pode ver que o feixe foi dobrado, veja Fig 1.2.1. As muitas frentes de onda da luz são alinhadas perpendicularmente com sua direção de viagem. Quando as frentes de onda encontram a água, uma parte da frente a atinge antes do resto. A parte que entrou na água e desacelera, enquanto o resto da onda ainda está viajando na mesma velocidade. O efeito disso é dobrar a viga. Veja a Fig. 1.2.2.
Ok, isso é física suficiente por agora. Vamos falar de óptica.
Lentes
Esta curvatura da luz pode ser muito útil! Digamos que queríamos concentrar toda a luz de um feixe largo em um ponto estreito. Se pudermos direcionar cada feixe de luz curvando-o ligeiramente - um pouco à direita para a luz do lado esquerdo do feixe, um pouco à esquerda para a luz do lado direito do feixe - então devemos ser capazes de focalize a luz. Isso é exatamente o que uma lente faz.
Existem dois fatores principais que determinam o quanto uma lente desvia a luz. O índice de refração do material, que é o quanto ele desacelera o feixe, e o ângulo de incidência. O ângulo de incidência (ou ângulo de incidência) é a distância perpendicular do feixe de luz quando passa pela superfície. Quanto maior o ângulo, maior será a curvatura. É por isso que as lentes grande-angulares, que precisam dobrar muito a luz, têm uma aparência tão protuberante.
Fig 1.2.3 O quanto o feixe de luz é dobrado depende do ângulo em que ele atinge a lente (todas as outras coisas sendo iguais). A luz que passa pelo centro da lente não é afetada, enquanto as que estão nas bordas são mais dobradas. É por isso que as lentes são curvas. | 
Fig 1.2.4 Lentes de formatos diferentes focam a luz em distâncias diferentes. Isto é o comprimento focal dessa lente. |
Um experimento simples
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Fig 1.2.5 Uma lupa do dia a dia pode criar uma imagem. Em uma sala escura, coloque uma vela, uma lupa e uma folha de papel como tela. Com a lupa alinhada com a vela e a tela, deslize a lente e a tela para trás e para frente até trazer a imagem da vela para o foco. Assim como a câmera pinhole, a imagem projetada pela lente fica de cabeça para baixo. Observe que a sombra do vidro é escura, exceto para a vela, embora a lente de aumento seja transparente. Isso ocorre porque toda a luz que passou pelo vidro foi focada na imagem.
Fig 1.2.6 | 
Fig 1.2.7 |
Nem todas as lentes são iguaisNem sempre é o caso em que a distância focal é igual ao comprimento da lente, já que a ótica complexa em lentes modernas pode fornecer uma distância focal "virtual", mantendo o tamanho real da lente pequeno. Como regra geral, o comprimento focal é geralmente muito próximo ao comprimento real do caminho da luz através da lente.
Concentrando
Até agora, estivemos imaginando um feixe de luz perfeito atingindo uma superfície refrativa. Nesse feixe, toda a luz é paralela. A luz paralela que passa por uma lente sempre convergirá no mesmo ponto. A distância da superfície da lente ao ponto de foco é chamada de comprimento focal e é medido em milímetros. A maioria das lentes é descrita por sua distância focal. As lentes zoom têm uma variedade de distâncias focais, um feito que é conseguido usando uma série complexa de lentes que podem ser movidas umas em relação às outras. O número mm se traduz em uma distância real, da frente de sua lente até o chip de sua câmera. Dessa forma, você pode dizer que uma lente telefoto de 400 mm será muito mais longa do que uma grande angular de 24 mm, mesmo sem olhar para a lente.
Se um objeto está perto de uma lente, mesmo a várias centenas de metros de distância, sua luz refletida que entra na lente não é perfeitamente paralela. Quanto mais próximo o objeto estiver da lente, menos paralelo e mais a lente deve ser movida para manter o foco. Essa mudança é muito mais perceptível quando os objetos estão muito próximos da câmera e é uma das razões pelas quais a profundidade de campo nas fotos macro é tão pequena - um ponto ao qual retornaremos em uma lição futura.
Fig 1.2.6 Quanto mais próximo um objeto está de uma lente, mais seu ponto de foco se move e, portanto, mais a lente deve ser movida para compensar.
Para manter a imagem de um objeto próximo nítida, a lente deve ser movida em relação à tela (ou sensor da câmera). Este processo é chamado concentrando. Quando você está focado em um objeto a uma certa distância, então os objetos que estão mais próximos ou mais distantes do que isso não estarão em foco. A situação pode ser ajudada um pouco, reduzindo o tamanho da lente, assim como fizemos com a câmera pinhole, para restringir a variedade de ângulos de luz que entra na lente. Mas, novamente, enfrentamos a perda de brilho como resultado.
Indicamos as principais razões para usar uma lente: para tornar uma imagem mais brilhante e para torná-la maior (ou menor!). Na próxima semana, veremos o que aprendemos sobre lentes e veremos como podemos usar isso para entender os conceitos de distância focal e f-ratios, e como eles se traduzem em maginificação e brilho de imagem.
Trabalho de casa
Fiquei desapontado em ver como poucos de vocês enviaram dever de casa para a lição da semana passada. Na verdade, ninguém o fez! Peter Emmett merece algum crédito extra, no entanto, por sua foto da câmera pinhole com tampa do corpo DSLR tirada coincidentemente no fim de semana antes da primeira aula. A lição desta semana é desafiadora para fazer o dever de casa, então eu gostaria de encorajá-lo a experimentar e pensar em como você pode aplicar o que aprendeu aqui. Aqui estão algumas sugestões:
- Projete uma imagem com uma lupa ou lente do equipamento da câmera e tire uma foto dela. Se você quiser ser realmente criativo, inspire-se neste exemplo espetacular visto recentemente no Strobist.
- Encontre e fotografe exemplos de refração de luz em objetos do dia a dia. Quanto mais claro for o exemplo, melhor. Por exemplo, o lápis clássico em um copo d'água, ou talvez brincar com alguns cristais grandes de uma caixa de joias.
- Fotografe algumas lentes naturais. Gotas de água podem ser usadas criativamente como pequenas lentes de aumento para mostrar uma imagem invertida da cena além delas. Este seria um bom exercício para os amantes da macro fotografia.
Recursos
- Lentes (óptica) na Wikipedia
- Refração - Ch4 de Óptica por Benjamin Crowell.
- Grupo de refração no Flickr
Semana que vem
Fotografia 101 - Lentes, Luz e Ampliação.
Além de postar as fotos do Projeto 365 em seu blog, Neil também executa um projeto de fotografia mensal. O tópico deste mês é Iron Chef Photography - The Fork.