Fotografia 101 - Lentes, Luz e Ampliação

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 terceira 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, luz e ampliação

Na semana passada, vimos os fundamentos das lentes. Vimos como as lentes dobram a luz ao diminuí-la, como o ângulo em que a luz entra na lente afeta o quanto ela é dobrada e como podemos usar essa propriedade para focalizar a luz que entra na lente e criar uma imagem clara e brilhante.

Lendo Diagramas Óticos
Ao longo desta série, estarei usando diagramas óticos para ilustrar vários conceitos. Para ajudá-lo a se atualizar, escrevi uma breve introdução sobre como ler esses diagramas. Recomendo que você pause a lição por um momento para aprender a ler e entender esses diagramas.

O poder das lentes

A vantagem que as lentes nos oferecem sobre as câmeras pinhole é dupla: brilho e ampliação.

Brilho e f-ratios

Vimos na lição dois, com nosso experimento com a vela e a lupa (Fig 1.2.3), que toda a luz que entrou na lente da vela foi focada na imagem. Se substituíssemos por uma lente maior com a mesma distância focal, mais luz seria focada e a imagem resultante pareceria mais brilhante, mas não maior.

Parece lógico que se você dobrar o diâmetro de uma lente, você dobrará o tamanho da imagem que ela faz, mas como você pode ver em Fig 1.3.1 abaixo, isso não é verdade.

Fig 1.3.1 Dobrar o diâmetro da lente reduz pela metade o f-ratio (veja abaixo) e coleta mais luz, mas não altera o tamanho da imagem, que é uma função do comprimento focal (veja também abaixo). Dobrar o diâmetro, na verdade, mais do que dobra o brilho da imagem, pois a superfície coletora de luz da lente aumenta rapidamente conforme o raio aumenta (de acordo com a fórmula? R² - pi vezes o raio ao quadrado).

Fig 1.3.2 O f-ratio indicado em uma lente 50mm f1.8. Fig 1.3.3 O f-ratio indicado em uma lente zoom 80-400mm f4.5-5.6.

Razão F

Na fotografia, há um número útil usado para descrever a relação entre o diâmetro da lente e a distância focal: a "razão f". Simplificando, a razão f é a distância focal dividida pelo diâmetro. Dentro Fig 1.3.1 acima, temos uma lente com uma distância focal de 50 mm e um diâmetro de 10 mm. 50/10 = 5, o que nos dá uma razão f de 1/5 ou f5. Se a lente ainda tivesse 50 mm de comprimento focal com 20 mm de diâmetro, seria f2,5.

O f-ratio para uma lente SLR deve sempre ser escrito na lente em algum lugar. A maioria das câmeras compactas também descreve a razão f em algum lugar do corpo. Quanto “menor” for a proporção f, ou seja, quanto mais próximo de 1, mais brilhante será a imagem que a lente produzirá. O termo “velocidade” também é usado para descrever uma lente. A palavra velocidade, neste caso, se refere a quão rápido a lente permitirá que a câmera capture uma imagem, dada a quantidade de luz disponível. Se a lente produzir uma imagem brilhante, o obturador poderá ser aberto por um período mais curto para capturar luz suficiente para fazer uma imagem. Assim, uma lente de proporção f curta como f1.8 é considerada uma lente muito “rápida”, enquanto uma lente mais longa como uma f8 ou f11 é uma lente “lenta”.

Relembrando a lição 1, aprendemos que um grande orifício para a passagem da luz torna a imagem mais brilhante, mas menos nítida. Agora que sabemos sobre f-ratios, podemos conectar esses dois fatos e entender por que lentes mais rápidas têm uma “profundidade de campo” mais estreita - a área que está em foco. Falaremos mais sobre isso na próxima lição, mas é útil conectar os pontos e ver como todos esses vários princípios se encaixam.

Câmeras modernas permitem que um fotógrafo tenha algum nível de controle sobre a velocidade de uma lente ajustando a abertura. Também abordaremos isso com mais detalhes na próxima lição.

Ampliação e campo de visão

Quem já brincou com lupa sabe que, como o nome sugere, as lentes aumentam. A quantidade de ampliação depende da distância focal. Quanto mais “longa” a lente, mais ela amplia a imagem. As distâncias focais curtas têm o efeito oposto, reduzindo o tamanho da imagem.

Fig 1.3.4 Todas as outras coisas sendo iguais, conforme a distância focal da lente aumenta, o tamanho relativo da imagem também aumenta.

Vimos acima que o rácio f afeta o brilho da imagem. Os dois fatores na proporção são o diâmetro da lente e o comprimento focal. Até agora, falamos apenas sobre como alterar o diâmetro da lente, mas com maior ampliação você aumenta a distância focal, portanto, também aumenta a razão f. Isso significa que quanto mais você amplia a imagem, mais escura ela se torna. A maioria das lentes telefoto (distância focal longa) tem grandes proporções f e, portanto, são lentes lentas. A exceção, é claro, são as lentes gigantes, extremamente caras e muito pesadas, usadas por fotógrafos de esportes. Estes usam comprimentos focais longos, e lentes de grande diâmetro. Estas telefotos não são para fotógrafos casuais!

Já falamos sobre como as lentes aumentam a imagem e é certamente assim que aparece quando você olha pelo visor ou para a impressão de uma lente telefoto. Na realidade, como a maioria dos objetos está distante e o sensor é pequeno, a grande maioria das lentes produz uma imagem menor do que o próprio objeto. Existem algumas lentes especializadas, no entanto, que tornam a imagem maior do que o objeto. Para que isso seja possível, a distância focal precisa ser longa e o objeto próximo. Essas são, obviamente, lentes macro.

As lentes macro geralmente são descritas por seu “fator de ampliação”. Uma lente com fator de ampliação de 1: 1 produz uma imagem projetada no sensor que é igual à do objeto. Portanto, a imagem de uma moeda de 20 mm de diâmetro abrangerá 20 mm do sensor físico, resultando em uma imagem que preencherá quase todo o quadro de uma DSLR típica. Um fator de ampliação de 1: 1 é geralmente considerado o mínimo para que uma lente seja descrita como uma lente “macro”. As lentes macro especializadas costumam ter fatores de ampliação de 1: 3 ou até 1:10, o que significa que 1 mm no objeto se torna 3 mm ou 10 mm quando projetadas no sensor, portanto, ampliação de 3 ou 10 vezes.

Campo de visão

A variável final neste ato de equilíbrio da ótica inicialmente confuso é o campo de visão. Isso se refere a quanto do mundo a câmera pode ver. O campo de visão de uma lente depende da distância focal da lente e do tamanho do que quer que a imagem seja projetada. No caso das câmeras digitais, este é o chip sensor.

Fig 1.3.6 À medida que a distância focal aumenta, o campo de visão se estreita e a imagem aumenta.

Fig 1.3.8 As diferenças comparativas no tamanho do quadro de câmeras compactas por meio de filme e DSLR para formato médio.

Fig 1.3.6 torna óbvio que na extremidade grande angular, uma ligeira diferença no comprimento focal se traduz em uma grande diferença no campo de visão. A diferença no campo de visão entre uma lente de 10 mm e 20 mm é muito maior do que a diferença entre 210 mm e 220 mm. Algumas lentes podem ter distâncias focais excepcionalmente curtas e campos de visão amplos, como 12 ou 8 mm. Estes são olho de peixe lentes, assim chamadas porque a parte frontal da lente se projeta tanto que parece um olho de peixe. Essas lentes podem ter um campo de visão de 180 graus ou até maior.

O tamanho do sensor também contribui para o campo de visão de uma lente particular. Dentro Fig 1.3.6 um determinado sensor é mostrado em diferentes distâncias focais. Obviamente, se o sensor for menor, ele pode ver menos da imagem apresentada pela lente, assim o campo de visão é reduzido e a ampliação é aumentada. Esse é o caso de DSLRs de “sensor recortado” e câmeras compactas.

O tamanho do quadro “padrão” é 35 mm, o tamanho de uma única imagem em um rolo de filme. As câmeras com este tamanho de sensor são conhecidas como câmeras “full frame”. Existem câmeras de filme de grande formato com tamanhos de filme muito maiores, como 150 mm x 100 mm. As DSLRs menos caras ou modelos anteriores usam sensores menores do que um quadro de filme de 35 mm e são chamadas de sensores cortados. Um sensor recortado típico pode ser descrito como 1,6x, o que significa que a distância focal aparente de uma lente em particular é 1,6 vezes maior. As câmeras compactas usam os menores tamanhos de quadro de todos e, como tal, requerem lentes de distância focal muito curta para obter visualizações de grande angular.

Semana que vem

Fotografia 101 - Abertura e batentes.

Agora que reunimos a teoria principal por trás da lente e criando uma imagem, vamos voltar nossa atenção para a exposição e como controlamos a captura de uma imagem. Na próxima semana veremos a introdução do triângulo de exposição, uma explicação de “paradas” e níveis de brilho, e uma olhada no primeiro ponto do triângulo: a abertura.

Trabalho de casa

• Descubra o campo de visão de suas lentes. Usando qualquer método que funcione melhor para você (por exemplo, uma fita métrica na parede), calcule o campo de visão de sua câmera nas configurações mais amplas e longas. Meça em graus de lado a lado. Apresente fotos de suas descobertas.
• Fotografe todo o seu alcance focal. Encontre um assunto apropriado (por exemplo, uma rua urbana ou árvore distante) e tire uma série de fotos começando no ângulo mais amplo e ampliando em intervalos de, digamos, 20 mm até o zoom mais longo. Compile-os em uma única imagem e poste.
• Explore a ampliação e o campo de visão de forma artística. Tire uma foto em cada extremidade da faixa de distância focal de sua câmera, selecionando cuidadosamente o assunto para aproveitar a ampliação e o campo de visão. Compartilhe os resultados aqui.
• Aproxime-se e pessoal. Isso é ideal para usuários de câmeras compactas, que devido à ótica de um pequeno sistema de câmera são capazes de focalizar muito perto. Experimente a macro fotografia e mostre-nos fotos do mundo dos muito pequenos. Use o modo macro se o tiver (geralmente identificado com um símbolo de tulipa). Os usuários de DSLR com equipamento macro também podem participar.
• Se tudo isso é novo para você, encontre uma loja online de câmeras (por exemplo, os sites da Canon ou Nikon) e navegue no catálogo de lentes. Preste muita atenção às especificações das lentes que discutimos e veja como a forma e a forma das lentes correspondem a esses números. Observe o comprimento das lentes telefoto, o quão amplo e rápido são as lentes e o quanto as lentes ultra grande angulares se projetam na frente.

Recursos

• Lentes Canon
• Lentes Nikon
• Lentes Sigma
• Lentes Tamron
• Ângulo de visão na Wikipedia
• Comparação interativa de distância focal na Canon
• Calculadora de campo de visão

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.