Obiettivi… Aberranti! PDF Stampa E-mail
Scritto da Francesco Iacarelli   
Martedì 10 Maggio 2011 11:25

Agli occhi della maggior parte dei neofiti, un obiettivo è solo il "complemento" di un macchina fotografica. Le aziende puntano molto sull’acerbo fotografo che decide di fare il "salto di qualità", passando dalla "compatta" alla reflex, spostando l’attenzione dell’acquirente più verso il corpo macchina che non verso l’obiettivo. Infatti, da molti anni a questa parte, si trovano i famosi Kit composti dalla reflex di turno e da un obiettivo zoom con focali che abbracciano dal grandangolo medio al medio tele, di media (a volte scarsa) fattura.

Ma attenzione: la foto la fa l’obiettivo! E’ vero che la componente sensore+software di gestione immagine conta, ma se la luce che arriva sul sensore non è buona c’è poco da fare.

Sono stati fatti passi da gigante con l’avvento del digitale, i molti software di "camera chiara" gestiscono al meglio anche le situazioni più difficili, ma avere un obiettivo otticamente il più corretto possibile, restituisce sicuramente foto migliori e poi vi evita di passare ore davanti al computer a correggere i difetti dovuti alla scarsa qualità della lente.

Parlando di ottica, si parla soprattutto della qualità e della precisione nel costruire una lente e delle sue "aberrazioni".

Le cosiddette cinque aberrazioni fondamentali di Seidel che affliggono le ottiche sono nell’ordine: la sferica, di astigmatismo, di distorsione, di curvatura di campo e di coma.

Non starò in questa sede ad annoiarvi snocciolando formule matematiche e tabelline, quelle le potrete trovare in rete, molto ben fatte e di discreta leggibilità, anche per i non addetti ai lavori, qui facciamo una semplice chiacchierata su come è stato possibile correggere, nel tempo con ricerche e studi matematici, le lenti cercando di arrivare quasi e dico quasi alla perfezione!

 

 

Aberrazione sferica

 

L’aberrazione sferica è una aberrazione che è evidente in ottiche in cui le lenti sono appunto sferiche. L’immagine che ne deriva sarà poco nitida. Il problema principale è che per costruire obiettivi economici, vengono utilizzate spesso lenti sferiche che però per loro natura non sono ideali nella costruzione di lenti.

 

 

I raggi luminosi uscendo da una lente sferica, incrociano sull’asse della lente in punti diversi, creando così due coni luminosi uniti per le punte da bastoncelli e non punti di luce. La lunghezza di tali "fili" determina l’aberrazione.

Con l’inserimento di lenti non sferiche, quindi asferiche, abbiamo la correzione di tale fenomeno. I raggi di luce vengono deviati verso un punto unico lungo l’asse dell’ottica e il risultato che si ottiene è questo:

 

 

 

 

La traiettoria dei raggi di luce, viene corretta e questi convergeranno tutti in un punto perfettamente a fuoco.

Praticamente anche con questo tipo di lente si possono avere immagini non prive di aberrazione, ma potremmo ancora ovviare al problema, chiudendo il diaframma aumentando la profondità di campo così da avere comunque i puntini sull’asse tutti a fuoco.

La maggior parte delle lenti asferiche sono costituite da resine per via del basso costo di produzione, le ben più costose lenti in vetro necessitano di un processo di molatura più accurato, ma danno una resa migliore.

 

 

Aberrazione astigmatica

 

L’aberrazione di astigmatismo è la proiezione, errata, dei punti dell’immagine sul piano pellicola spostati rispetto all’asse ottico. Questo fenomeno, in realtà, non crea proprio dei punti ma dei segmenti che determinano la mancanza di nitidezza in quelle zone del fotogramma in cui vengono proiettati. I punti sono su piani diversi e non appaiono contemporaneamente nitidi.

Anche la correzione che possiamo operare è una riduzione del foro dei diaframmi, chiudendolo, così da aumentare la profondità di campo ed ottenere i punti a fuoco.

 

 Aberrazione di distorsione

 

Le aberrazioni di distorsioni sono di due tipi: a cuscinetto o a barilotto.

Il fenomeno è dovuto al fatto che le lenti dell’obiettivo sono curve, sferiche e che i raggi, via via che ci allontaniamo dall’asse dell’ottica, tendono a ad assumere una traiettoria curva. La distorsione si dice a cuscinetto, quando le linee curvano verso il centro della lente:

 

 

 

 

a barilotto quando avviene l’opposto:

 

 

 

 

L’immagine sarà distorta in entrambi i casi. Questo fenomeno, nella fase progettuale di un ottica, viene corretto il più possibile introducendo sistemi ottici simmetrici con distorsioni opposte in modo da annullarne l’effetto sull’immagine finale. Non si avrà la perfezione, ma la percentuale di aberrazione sarà trascurabile. Altrimenti in post produzione, con molti software di fotoritocco sarà possibile regolare questi scompensi ottici in maniera accurata.

 

 Aberrazione di curvatura di campo

La curvatura di campo è dovuta principalmente alla non planarità delle lenti e la conseguenza è che i punti dell’immagine non si focalizzano su di un piano ma su una superficie sferica (pensiamo a quando mettiamo a fuoco al centro dell’immagine e i bordi risultano sfocati e viceversa). Questa è chiamata superficie di Petzval. La somma di Petzval indica il raggio di curvatura di questa superficie che può essere positivo o negativo, a secondo se la superfice è concava o convessa. Non potendo curvare il sensore (che come la pellicola, è una superficie piana) i progettisti intervengono nello schema ottico aggiungendo gruppi di lenti flottanti, che si spostano durante la messa a fuoco e che portano a zero la somma di Petzval. Questa attenzione è rivolta soprattutto negli obiettivi macro, che a certi livelli di ingrandimenti non possono soffrire di questo difetto (si pensi alla riproduzione di stampe o francobolli). Va detto però che la correzione della curvatura di campo porta inevitabilmente una aberrazione astigmatica. Qui sotto un esempio di schema ottico di un obiettivo macro:

 

 

 

 

Coma

La coma, è un aberrazione cromatica che si presenta soprattutto fotografando di sera in luce scarsa, con obiettivi di grande luminosità e compare, sottoforma di "goccia" luminosa specialmente se poniamo dei punti di luce ai bordi del fotogramma. La direzione obliqua dei raggi luminosi delle sorgenti di luce, fa si che questi vadano a cadere sul sensore su piani leggermente spostati, creando quella fastidiosa piccola scia luminosa simile ad una cometa, da qui il nome coma (dal latino chioma) che si presenta se fotografiamo lampioni, fari delle macchine e qualsiasi fonte di luce. In fase di progettazione i tecnici devono introdurre soluzioni che risolvano in parte o del tutto questo problema. Noi dal canto nostro potremo al solito chiudere un po’ più il diaframma, rinunciando alla massima apertura consentitaci dalla nostra ottica per scavalcare il problema.

 

 

 

 

Aberrazione cromatica

Per finire volevo accennarvi ad un'altra aberrazione, quella cromatica. Se prendiamo un prisma di vetro e lo facciamo attraversare da un fascio di luce bianca, succede che questo la scompone nei colori fondamentali. Ogni colore dell’arcobaleno ha una sua lunghezza d’onda, da quella lunga del rosso a quella cortissima del viola. Se pensiamo ad una lente, avverrà la stessa cosa. Ecco quindi che l’imprecisione di portare sullo stesso piano focale (il sensore o la pellicola) i colori viene chiamato aberrazione cromatica. Il difficile per i progettisti è portare la luce scomposta sullo stesso piano focale, ossia il sensore, introducendo lenti particolari che permettano alle varie lunghezze d’onda dei colori di arrivare a destinazione. Un ottica che presenta iridescenze è sicuramente meno nitida di una corretta. A metà degli anni 70 ci fu il "balzo" tecnologico che permise ai costruttori di ovviare al problema inserendo vetri con trattamenti speciali detti Apocromatici.

Gli schemi qui sotto possono aiutarvi a capire meglio:

 

 

 

 

Per concludere, l’acquisto di ottiche per un corredo fotografico può essere fatto in base ad altri criteri per poi arrivare ad essere quasi sicuri di aver scelto bene. Il classico "poco pagare, poco avere" è sempre valido, anche se si fanno acquisti del genere. Ricordiamoci poi che le ottiche fisse, normalmente hanno degli schemi ottici più semplici degli zoom e quindi è più facile fare delle correzioni mirate mentre li si progettano. Le ottiche fisse, hanno meno lenti, nessuna escursione focale, e di conseguenza meno correzioni da fare. E’ anche vero che se ci si orienta verso lo zoom, dal prezzo possiamo capire molte cose. Infine, andiamoci a leggere i test MTF (Modulation Transfer Function) delle ottiche, non servono a niente per l’ispirazione artistica di ognuno di noi, ma sono la carta d’identità delle nostre ottiche.

 

Francesco Iacarelli

 

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