En este artículo vamos a ver algunas características o conceptos relacionados con los objetivos fotográficos
Objetivo Canon 50mm f/1.4 – Foto Maja Dumat (CC BY 2.0)
Índice rápido de contenidos
- Distancia focal de un objetivo
- Factor de recorte / distancia focal efectiva o equivalente
- Objetivos de focal fija vs objetivos zoom (focal variable)
- Apertura de un objetivo
- Sistemas / montura
- Aberraciones ópticas
- Estabilizador de imagen
- Difracción
- Resolución equivalente de un objetivo
- Punto dulce de un objetivo
- Qué son las curvas MTF de un objetivo y cómo interpretarlas
Distancia focal
La distancia focal del objetivo es probablemente la característica más importante, o digamos que sería el primer criterio a la hora de elegir un objetivo.
Es una característica óptica de lentes y espejos.
En fotografía (y vídeo, ya que todo lo que vamos a comentar es aplicable igualmente) la distancia focal de un objetivo nos da idea del ángulo de visión que vamos a conseguir.
El ángulo de visión es importante por varios motivos:
- Para conseguir un determinado encuadre desde una posición (distancia entre la cámara y la escena)
Por ejemplo si queremos captar un campo de visión muy amplio y no nos podemos alejar más de la escena podríamos utilizar objetivos con una distancia focal corta (angulares y gran angulares)
O si queremos centrar la atención en un ángulo de visión muy estrecho, que tendría un efecto de alcance, de ver objetos lejanos o primeros planos, podríamos usar objetivos con una distancia focal larga (teleobjetivos) - Para conseguir una determinada perspectiva
La perspectiva tiene que ver con la distancia entre la cámara y el sujeto principal o la escena, y da lugar a efectos como la compresión o separación de planos.
A veces necesitamos una perspectiva concreta para un encuadre concreto, por ejemplo en fotografía de retrato, donde se suele buscar que las proporciones de la cara sean lo más ‘naturales’ posible.
Como veremos en el siguiente apartado, en una cámara el ángulo de visión depende de la distancia focal y del tamaño de la superficie donde se proyecta la imagen que genera el objetivo (tamaño de sensor o película fotográfica).
Pero para una determinada cámara (un tamaño de sensor) la distancia focal nos da directamente idea del ángulo de visión.
La distancia focal también influye en otros efectos, por ejemplo en la profundidad de campo.
Distancia focal del objetivo en función del tipo de sensor
La distancia focal es una característica óptica del propio objetivo, independientemente de la cámara donde se monte o del tamaño del sensor.
Un objetivo de 50mm tiene esa distancia focal en una cámara con sensor full frame, en una cámara con sensor APS-C y en cualquier otra circunstancia y uso.
Pero como hemos comentado, en fotografía la distancia focal nos habla sobre todo de ángulo de visión.
Y el ángulo de visión depende también del tamaño del sensor.
Por cuestiones históricas se toma como referencia el tamaño de la película de 35mm, que corresponde también con el tamaño de los sensores Full Frame (unos 36 × 24 mm).
Los fotógrafos rara vez piensan en términos de ángulos (grados), piensan en distancias focales.
Por ejemplo, intuitivamente saben qué ángulo de visión obtendrán con un objetivo de 50mm en una cámara full frame o de película.
El problema con las cámaras digitales es que hay muchos tamaños de sensor diferentes, ya no se puede establecer siempre esa relación directa (intuitiva) entre distancia focal y ángulo de visión.
Recorte / factor de recorte
Para entender cómo afecta el tamaño del sensor, podemos imaginar un mismo objetivo proyectando la imagen de la escena en dos sensores diferentes, uno grande y otro más pequeño.
La imagen proyectada en el pequeño es un recorte de la imagen proyectada en el grande.
Si cogemos la imagen del sensor grande y la recortamos: obtenemos exactamente la misma imagen que obtendríamos en el sensor pequeño.
Se suele hablar de factor de recorte.
Por ejemplo, un sensor APS-C tiene un factor de recorte de 1.5 con respecto a un sensor Full Frame (que sería la referencia, el 1).
Los sensores APS-C de Canon tienen un factor de recorte de 1.6, son un poco más pequeños.
Un sensor Micro 4/3 tiene un factor de recorte de 2.
Factor de multiplicación (de la focal)
Curiosamente, el resultado también sería similar si usamos el sensor grande pero cambiamos el objetivo por otro con una distancia focal mayor.
Por lo tanto el factor de recorte (recorte de imagen) también recibe el nombre de factor de multiplicación de la distancia focal.
Muy importante: esto es sólo en lo que respecta al ángulo de visión.
Un sensor APS-C tiene un factor de multiplicación de 1.5x (los de Canon 1.6x)
Un sensor Micro 4/3 tiene un factor de multiplicación de 2x
Recuerda que la distancia focal de un objetivo es una característica propia, no cambia al usar ese objetivo con diferentes sensores.
Cuando hablamos de multiplicación de la focal es en sentido figurado y sólo a afectos del ángulo de visión, para tener una referencia mental rápida de cómo se comportará ese objetivo en una cámara concreta.
Distancia focal equivalente
Otra forma de tener una referencia rápida del comportamiento de un objetivo (en diferentes cámaras, con diferentes sensores) es usando la distancia focal equivalente o focal equivalente.
La focal equivalente nos da una idea del ángulo de visión que genera un objetivo en una cámara.
Lo vemos mejor con un ejemplo.
Vamos a imaginar que tenemos un objetivo de 50mm (distancia focal) y lo vamos a usar con tres cámaras diferentes: Full Frame, APS-C y Micro 4/3
- Full Frame
En una cámara Full Frame generará una imagen de la escena que se corresponde con un ángulo de visión horizontal de unos 40 grados - APS-C
En este caso la imagen estará ‘recortada’ con respecto a la anterior
El recorte tiene un factor de 1.5
El factor de multiplicación de la focal es 1.5x
La focal equivalente será 50mm x 1.5 = 75mm
La imagen se corresponde con un ángulo de visión de unos 27 grados - Micro 4/3
El recorte tiene un factor de 2
Factor de multiplicación de la focal: 2x
La distancia focal equivalente será 50mm x 2 = 100mm
La imagen se corresponde con un ángulo de visión horizontal de unos 20 grados
Aquí puedes ver la distancia focal equivalente y los ángulos de visión (de la diagonal) para un objetivo montado en una cámara APS-C, en función de la distancia focal real del objetivo (en negro la distancia focal real del objetivo y entre paréntesis la distancia focal equivalente):
Por ejemplo, si montamos un objetivo de 35mm en una cámara APS-C tendremos un comportamiento similar al que correspondería a montar un objetivo de 50mm en una cámara Full Frame.
Hay que recordar siempre que la distancia focal equivalente es sólo un truco ‘matemático’, una forma sencilla para que podamos hablar y entendernos entre fotógrafos que usan diferentes cámaras y sistemas (más adelante comento qué es un sistema).
La distancia focal equivalente, el factor de recorte y el factor de multiplicación son formas diferentes de expresar lo mismo.
La distancia focal equivalente sólo nos da una referencia sobre el ángulo de visión, no sobre otros efectos que tienen que ver en la práctica con la distancia focal real del objetivo (por ejemplo la perspectiva o la profundidad de campo).
Objetivos de focal fija vs objetivos zoom
Un objetivo de focal fija tiene una única distancia focal: p.e. 50mm, o 35mm, o 12mm…
Un objetivo de focal variable incluye un mecanismo que permite cambiar la distancia focal efectiva en un cierto rango.
Por ejemplo un objetivo 18-55mm es un objetivo de focal variable, que nos permite regular la distancia focal de forma continua desde los 18mm hasta los 55mm (pasando por todos los valores intermedios)
Los objetivos de focal variable también reciben el nombre de objetivos zoom.
Construcción, prestaciones, precio
Un objetivo de focal fija es normalmente más fácil de diseñar (fórmula óptica) y construir.
Todas las lentes que forman parte del objetivo están optimizadas para rendir a una determinada distancia focal.
En general, los objetivos de focal fija ofrecen mayor calidad óptica que los objetivos de tipo zoom.
Los objetivos de focal fija también suelen ser más pequeños y ligeros que las versiones equivalentes de focal variable.
Y también suelen ser más baratos (con respecto a un objetivo zoom de prestaciones similares)
Los objetivos de distancia focal variable incluyen más elementos ópticos (grupos de lentes que se mueven internamente para conseguir la transición entre la focal mínima y la máxima).
Es muy difícil conseguir una calidad óptima en todo el rango focal. Normalmente el diseño se basa en un compromiso para que la calidad óptica sea lo más homogénea posible.
Como la apertura (lo vemos más adelante) está relacionada con la distancia focal, es muy complicado mantener una determinada apertura máxima a lo largo de todo el rango focal de un objetivo de focal variable.
Como norma general, un objetivo zoom suele tener una calidad óptica menor y prestaciones algo peores con respecto a un objetivo fijo de similar gama / precio.
O dicho de otra forma: los objetivos de focal variable con prestaciones ópticas similares a las de un objetivo fijo suelen ser mucho más caros.
¿Qué es el zoom?
La palabra zoom hace referencia a la acción de cambiar la distancia focal de un objetivo: hacer zoom.
Coloquialmente se suele asociar al efecto de alcance: ese objetivo o esa cámara tiene mucho zoom, haciendo referencia a que su objetivo tiene distancias focales equivalentes altas (teleobjetivos).
Pero zoom hace referencia realmente al cambio. Hacer zoom es cambiar la distancia focal, da igual si es hacia focales más largas o hacia focales más cortas.
La palabra zoom también se utiliza para indicar el rango relativo, la relación entre la distancia focal más larga y la más corta de un objetivo.
Por ejemplo, cuando vemos: esta cámara tiene un zoom de 30x
Esa información nos está diciendo que hay un factor 30 entre la focal más corta y la más larga. Pero no nos dice qué rango focal cubre exactamente, que es lo importante.
Por ejemplo un objetivo 30-900mm tendría un zoom 30x (30mm x 30 = 900mm), igual que un objetivo 24-720mm (24mm x 30 = 720mm)
Rango focal vs prestaciones
En general, cuanto mayor sea el rango focal más difícil será diseñar un objetivo que mantenga una cierta calidad óptica a lo largo de todo ese rango.
El objetivo se suele diseñar para optimizar el tramo de focales que más se suelen usar: por ejemplo algunos optimizan las focales más cortas, otros las focales medias del rango.
En un objetivo de cámara réflex o EVIL (cámaras de objetivos intercambiables) el factor típico entre focal máxima y mínima suele ser muy pequeño, del orden de 3x en muchos casos.
Por ejemplo, para un 18-55mm: 55 / 18 = 3
Para un 24-70mm: 70 / 24 = 2.9
Para un 70-200mm: 200 / 70 = 2.8
Los objetivos con rangos muy grandes, por ejemplo en los objetivos que se conocen como ‘todoterrenos’ o los objetivos de cámaras compactas de tipo bridge / súperzoom se sacrifica un poco la calidad de imagen y las prestaciones ópticas en favor de la flexibilidad de uso y versatilidad.
Como casi todo en fotografía, se trata de encontrar siempre un equilibrio en el que tenemos que sacrificar ciertas características para conseguir otras.
Versatilidad / flexibilidad de uso
Lo ideal, y la gracia de usar cámaras de objetivos intercambiables, sería usar el objetivo más adecuado para cada situación.
Normalmente con un objetivo de focal fija podemos conseguir las mejores prestaciones y calidad óptica.
También conseguiremos una mayor coherencia artística en sesiones o series, ya te todas las fotos tendrán una relación de perspectiva similar.
Como contrapartida, con un objetivo de focal fija estamos atados a esa focal (ángulo de visión fijo) y el encuadre lo tenemos que conseguir moviéndonos nosotros con respecto a la escena.
O si lo que queremos es jugar con la perspectiva o encuadrar sin tener que movernos (a veces no nos será posible acercarnos o alejarnos del sujeto principal todo lo que queremos) podríamos usar varios objetivos fijos, cambiándolos según la situación.
Esto a veces no es tan práctico.
Para determinados tipos de fotografía se necesita más flexibilidad, por ejemplo cuando queremos modificar el encuadre (ángulo de visión) sin posibilidad de desplazarnos físicamente hacia el sujeto o la escena.
En esos casos un objetivo de focal variable puede ser más útil o más cómodo.
Otras veces es cuestión de preferencias personales.
Cada uno tiene que encontrar su propio equilibrio entre calidad óptica, tamaño y peso del equipo, flexibilidad, precio…
En cualquier caso hay objetivos de focal fija que vale la pena tener por su versatilidad (el 50mm o el 35mm por ejemplo son focales fijas muy usadas) y por las posibilidades artísticas que ofrecen.
Sistemas / montura
En fotografía, un sistema es el conjunto de cámaras y objetivos compatibles entre sí.
Hace referencia a las cámaras de objetivos intercambiables, también llamadas cámaras de sistema.
En las cámaras compactas (incluyendo las cámaras bridge / súperzoom) no tiene sentido hablar de sistema ya que el objetivo forma parte de la cámara y no se puede cambiar.
Cada marca tiene uno o varios sistemas.
Cada sistema tiene su propia montura.
La montura es la abertura física, el hueco, donde se acopla mecánicamente el objetivo.
Cada montura tiene sus especificaciones mecánicas (diámetro, tipo de anclaje, distancia al sensor…) y electrónicas, para permitir el control del objetivo desde la cámara (diafragma, sistema de enfoque automático…)
Cuando compras una cámara de objetivos intercambiables entras en ese sistema (te casas con ese sistema).
Los objetivos que compres tendrán que pertenecer al sistema: objetivos nativos.
En algunos casos se pueden usar objetivos de otros sistemas mediante algún adaptador, pero digamos que esto sería la excepción y no siempre es posible por las limitaciones mecánicas y electrónicas.
Cuando hablamos de objetivos nativos nos solemos referir a objetivos de un determinado sistema y de la misma marca. Pero también hay objetivos para cada sistema de terceras marcas. Por ejemplo fabricantes como Sigma, Tamron, Samyang, etc. hacen objetivos para un montón de sistemas y marcas.
Para que te hagas un poco idea de algunos sistemas actuales:
- Canon tiene en la actualidad tres sistemas independientes:
Canon EOS EF / EF-S: que corresponde a sus cámaras réflex (Full Frame y APS-C)
Canon EOS EF-M: que corresponde a sus cámaras sin espejo / EVIL con sensor APS-C
Canon EOS RF: que corresponde a sus cámaras sin espejo / EVIL con sensor Full Frame - Nikon tiene dos sistemas independientes:
Nikon F: para sus cámaras réflex (Full Frame y APS-C)
Nikon Z: para sus cámaras EVIL / sin espejo (Full Frame y APS-C) - OM Systems (Olympus) y Panasonic:
Sistema Micro 4/3 para cámaras EVIL / sin espejo - Panasonic y Leica:
Sistema L (montura L): para sus cámaras con sensor Full Frame, por ejemplo las cámaras Lumix S de Panasonic - Sony:
Sistema E: para sus cámaras EVIL / sin espejo (Full Frame y APS-C)
Sistema A: para sus cámaras réflex, pero es un sistema en desuso - Fujifilm (Fuji):
Sistema X: para sus cámaras EVIL / sin espejo (APS-C)
Sistema GFX: para sus cámaras de formato medio (sensor más grande que Full Frame)
A lo largo de la historia ha habido muchos otros sistemas / monturas que se han ido abandonando a medida que evolucionaba la tecnología o desaparecían algunas marcas.
Dentro de un mismo sistema puede ocurrir que no todas las cámaras y objetivos sean compatibles entre sí al 100%.
Entrar ahí ya sería complicar mucho este artículo y no vale la pena.
Digamos que lo importante es quedarse con la idea de que cada cámara de objetivos intercambiables sólo puede usar un conjunto de objetivos compatibles (los que forman parte de su sistema).
Apertura del objetivo
La apertura del objetivo es la relación entre la distancia focal y el diámetro del diafragma.
Nos da idea de la cantidad de luz que un objetivo deja pasar (cantidad de luz por unidad de superficie).
A los objetivos con una apertura máxima grande (normalmente a partir de f/2.8) se les llama objetivos luminosos.
También se suele hablar de luminosidad, haciendo referencia a la apertura máxima que puede conseguir un objetivo.
Intuitivamente, un objetivo más luminoso deja pasar más luz (con el diafragma totalmente abierto) con respecto a otro objetivo menos luminoso.
Y en algunos casos se habla de objetivos rápidos (fast lenses) ya que, a igualdad de condiciones, un objetivo con mayor apertura me permitirá disparar con una velocidad de obturación más alta (para congelar el movimiento y/o evitar trepidación) proyectando la misma cantidad de luz en el sensor.
Los objetivos más luminosos suelen ser más voluminosos ya que las lentes tienen mayor diámetro, y suelen ser más caros porque también es más difícil conseguir un sistema de lentes que corrija las aberraciones ópticas.
Diafragma
El diafragma del objetivo es como un iris que se abre y se cierra para dejar pasar más o menos luz.
La apertura del diafragma se mide en pasos.
Cada paso completo que cierra el diafragma equivale a dejar pasar la mitad de luz que el paso anterior.
Puedes echar un vistazo a estos artículos para entender / profundizar sobre los pasos de luz:
- Más información sobre los pasos de luz en fotografía
- Qué son los pasos de luz en fotografía (de aprendiendofotografia.com)
La apertura se suele indicar con el número f.
El objetivo queda caracterizado por su apertura máxima (con el diafragma totalmente abierto) y su apertura mínima (hueco mínimo que es capaz de formar el diafragma).
Normalmente es más importante la apertura máxima a la hora de elegir un objetivo.
Una apertura f/1 quiere decir que la relación entre la distancia focal y el diámetro del diafragma es de 1 a 1, es decir, un objetivo de 50mm f/1 tendría un diámetro de diafragma de 50mm (este ejemplo sería un objetivo muy muy luminoso).
A medida que vamos cerrando pasos de diafragma se correspondería matemáticamente con una progresión geométrica, en la que cada apertura deja pasar la mitad de luz que la anterior:
f/1.4
f/1.8
f/2
f/2.8
f/4
f/5.6
f/8
f/16
f/22
f/32
…
En la práctica se suele considerar que un objetivo es luminoso a partir de una apertura máxima de f/2.8
La mayoría de los objetivos (y cámaras) permiten abrir y cerrar el diafragma en fracciones de un paso estándar. Por ejemplo en mitades de paso (f/1.4 – f/1.7 – f/2 …) o tercios de paso ( f/1.4 – f1.6 – f1.8 …)
A medida que aumenta la distancia focal del objetivo es más difícil conseguir una determinada apertura máxima, ya que se tiene que cumplir la relación entre distancia focal y diámetro del diafragma.
Por ese motivo un teleobjetivo luminoso suele ser enorme, pesado.. y caro.
Lo mismo ocurre con los objetivos gran angular, es muy difícil construir gran angulares con una apertura máxima muy grande.
Apertura en objetivos de focal variable
Como hemos visto en un apartado anterior, los objetivos de tipo zoom pueden ajustar su distancia focal entre dos valores (focal mínima – focal máxima).
La apertura está relacionada con la distancia focal.
Lo que suele ocurrir en la mayoría de objetivos zoom es que la luminosidad máxima disminuya a medida que aumentamos la focal.
El objetivo nos indica la apertura máxima que se puede conseguir en cada extremo del rango focal.
Por ejemplo, cuando vemos en la información de un objetivo 18-55mm f/3.5-5.6 nos está diciendo:
- Que es un objetivo de focal variable
Va de 18mm hasta 55mm - Que a 18mm su apertura máxima es f/3.5
- Que a 55mm su apertura máxima es f/5.6
- Desde 18mm hasta 55mm la apertura máxima se va ‘cerrando’ progresivamente
El efecto en la apertura mínima no se indica porque no tiene tanta importancia.
He comentado que la apertura máxima disminuye progresivamente (de forma continua, no a saltos) a medida que aumentamos la distancia focal del objetivo, pero el ritmo de cambio, cómo decae la apertura máxima en función de la focal, es diferente para cada modelo.
La excepción serían los objetivos zoom de apertura (máxima) constante.
Estos objetivos están diseñados de tal forma que la apertura máxima se mantiene constante a lo largo de todo el rango focal.
Por ejemplo, un objetivo 24-70mm f/2.8 es capaz de mantener esa apertura máxima (f/2.8) a lo largo de todo su rango.
Aberraciones ópticas
Las aberraciones ópticas son efectos no deseados que afectan a la fidelidad de la imagen con respecto a la escena real.
Básicamente hay dos tipos de aberraciones: geométricas y cromáticas.
Las aberraciones geométricas están relacionadas con las trayectorias de los rayos de luz suponiendo luz monocromática (de un único color).
Por ejemplo los rayos que pasan por el centro de la lente suelen seguir trayectorias que convergen en puntos más cerrados (círculos de confusión más pequeños) con respecto a los rayos que pasan por la parte más externa de la lente.
Las aberraciones cromáticas tienen que ver con el hecho de que el ángulo de refracción depende de la longitud de onda de la luz: la luz de color rojo tendrá un ángulo de refracción ligeramente diferente que la luz de color violeta.
Este efecto se suele notar sobre todo en los bordes de los objetos como pequeños arco iris, aunque el color que más destaca suele ser el violeta (purple fringing) y el verde (green fringing)
Los objetivos se construyen con diferentes grupos de elementos ópticos que incluyen lentes cóncavas y convexas, construidas de tal forma que se intentan compensar y cancelar las aberraciones ópticas.
También se utilizan recubrimientos especiales que intentan evitar otros efectos no deseados como los destellos, deslumbramiento, etc.
La idea básica sería que las aberraciones ópticas forman parte de la propia naturaleza de la luz y el comportamiento de las lentes.
Es decir, no hay que pensar en las aberraciones ópticas como defectos de fabricación de los objetivos.
Hay que pensar más bien que los objetivos de mejor calidad (en cuanto a aberraciones) son aquellos que consiguen ‘disimular’ mejor o minimizar ese comportamiento, para que la imagen final sea más fiel a la escena.
Objetivos con estabilizador de imagen vs sin estabilizador
Los objetivos con estabilizador de imagen incluyen un grupo de lentes adicional que se desplazan internamente para corregir los movimientos involuntarios del fotógrafo, vibraciones, etc.
La estabilización en el objetivo suele ser más efectiva que la estabilización en el cuerpo de la cámara (el sensor se desplaza ligeramente para corregir los movimientos del conjunto).
Sin embargo, el hecho de incluir elementos ópticos adicionales implica que la calidad óptica del conjunto puede verse afectada ligeramente. Algunos fotógrafos profesionales prefieren usar objetivos no estabilizados por este motivo.
Otro factor a tener en cuenta es que la estabilización automática tiene lógicamente límites, que dependen de muchos factores: distancia al sujeto, distancia focal, tipo de movimiento o vibración, tiempo de obturación, etc.
En situaciones difíciles es preferible asegurar la toma usando trípode por ejemplo, ya que no podremos estar seguros de que el estabilizador pueda hacer su función correctamente.
Pero en general, para un fotógrafo aficionado es recomendable utilizar objetivos estabilizados porque nos pueden salvar de más de una situación imprevista, si no disponemos en ese momento de trípode, no hay tiempo para montarlo, etc.
Si disponemos de una cámara con estabilización en el cuerpo podremos utilizar cualquier tipo de objetivo, podemos comprar objetivos no estabilizados que además suelen ser más baratos. Actualmente hay modelos con estabilización de 3 y 5 ejes que funcionan muy muy bien en las condiciones más habituales de uso.
Más información sobre estabilización en el objetivo vs estabilización en el cuerpo
Difracción del objetivo
La difracción es un fenómeno físico relacionado con la propagación de ondas.
Cuando una onda encuentra un obstáculo en su dirección de propagación, la onda se divide y se junta de nuevo tras el obstáculo.
Dependiendo del tipo de obstáculo y de la longitud de onda, etc. se pueden producir fenómenos de interferencia (piensa que al dividirse en varios frentes de onda, cada frente puede recorrer distancias ligeramente diferentes antes de volver a unirse, y la diferencia de fase hace que a veces se sumen o se resten, formando patrones de interferencia por ejemplo)
En el caso de la fotografía y la luz, la difracción se produce sobre todo en el borde del diafragma. El borde se comporta como un obstáculo y genera difracción.
Cuando el diafragma está muy abierto el efecto de la difracción es inapreciable. Imagina que ese pequeño efecto se ‘disuelve’ entre la cantidad de luz que entra por la abertura del diafragma sin ningún tipo de difracción.
Sin embargo, a medida que el diafragma se cierra el efecto de la difracción comienza a ser más evidente.
Cuando la abertura es muy pequeña prácticamente toda la luz que entra o un porcentaje importante sufre difracción.
El efecto de la difracción en la imagen es una especie de suavizado, pérdida de contraste, pérdida de nitidez en contornos..
A medida que ha aumentado la resolución de los sensores el efecto de la difracción se hace más evidente (cuando analizamos la imagen pixel a pixel en el ordenador) incluso sin llegar a los diafragmas más cerrados del objetivo.
El hecho de notar el efecto píxel a píxel no quiere decir que en la imagen útil, la que imprimimos o la que vamos a usar en la web, etc. se note dicho efecto. Pero con diafragmas muy cerrados (por encima de f/16 en algunos casos) sí se notará la pérdida de nitidez real de la imagen.
Tenemos que evitar en la medida de lo posible trabajar con los diafragmas muy cerrados.
Esto nos puede afectar por ejemplo en escenas con mucha luz en las que necesitemos tiempos de exposición largos (efecto seda en agua..) o si necesitamos una profundidad de campo muy grande.
En el caso de fotografía macro es un problema porque la profundidad de campo muchas veces es tan pequeña debido a la proximidad del sujeto que necesitamos cerrar el diafragma todo lo posible.
Resolución equivalente del objetivo
Los objetivos no son perfectos desde el punto de vista óptico.
Todos los objetivos generan aberraciones, bien por fenómenos físicos que no se pueden corregir totalmente, bien por imperfecciones en los materiales con los que se hacen los elementos ópticos o por imperfecciones debidas al propio proceso de fabricación.
Cada lente tiene una determinada resolución espacial
Esta resolución no tiene ninguna relación con la resolución del sensor ni miden lo mismo.
La resolución espacial es la capacidad de la lente para generar imágenes en las que se puedan distinguir detalles pequeños.
Habitualmente se utilizan líneas paralelas muy finas para determinar el grado de resolución espacial y esta resolución se mide en pares de líneas por milímetro lp/mm
Es decir, cuántos pares de líneas por milímetros somos capaces de distinguir.
Si las líneas son cada vez más estrechas y están cada vez más juntas (mayor frecuencia espacial) llegará un momento en que en lugar de líneas separadas aparecerá simplemente una zona gris en la que no podemos distinguir líneas individuales.
Otro parámetro de una lente es el contraste.
El contraste de la lente es la capacidad para diferenciar los niveles de blancos y negros (niveles de luz diferenciados) entre elementos de la escena, es decir, en los bordes entre objetos.
Un blanco debería verse como blanco en la imagen, sin embargo las lentes no son totalmente transparentes, hay cierta pérdida de luz al atravesar la óptica y el blanco se verá como una tonalidad de gris.
Un objetivo con mucho contraste es aquel en el que los blancos se ven con un gris muy próximo al blanco, en contraste con los negros puros.
En el caso de objetivos, lo que se mide es la resolución espacial y el contraste del sistema óptico completo (no de una lente individual)
La resolución espacial y el contraste dependen de muchos factores.
En primer lugar la calidad de fabricación del objetivo. Los objetivos de gama alta utilizan diferentes grupos de lentes (asféricas, cóncavas, convexas..) para intentar compensar las aberraciones geométricas.
En segundo lugar, depende de la apertura del diafragma.
Cuando el diafragma está muy abierto se producen más aberraciones geométricas, unos rayos pasan por el centro de las lentes, otros pasan por los extremos.. es muy difícil hacer que todos esos rayos converjan para producir puntos perfectamente nítidos (no hablamos de profundidad de campo o desenfoque, sino de puntos que deberían estar perfectamente enfocados).
Por otro lado, a medida que cerramos el diafragma va teniendo más importancia el fenómeno de la difracción.
Cuando hablamos de objetivos de focal variable la cosa se complica más, porque en cada distancia focal el comportamiento puede ser ligeramente diferente.
Se puede saber cómo se comporta un objetivo (al menos de forma aproximada) a través de sus gráficas MTF, que veremos más abajo.
Resolución aparente (Mpx)
En algunos casos se da como información orientativa las resolución equivalente del objetivo en megapíxels.
Ten en cuenta que este dato es una simplificación bastante grande, que mezcla dos características que no tienen relación entre sí.
Pero bueno, nos puede dar una idea básica de la calidad óptica o de cómo afecta el objetivo a la calidad de la imagen.
Con los sensores actuales la resolución en megapíxels es tan grande que a veces la resolución final de la imagen está limitada por el objetivo. Esto quiere decir que cuando veamos la imagen en el ordenador, píxel a píxel, notaremos falta de nitidez a ese nivel de detalle.
No quiere decir que la imagen se vea sin contraste en su tamaño útil (cuando la imprimamos, incluso a formato grande, o cuando la utilicemos en la web o en cualquier otro soporte electrónico habitual)
Esto es importante: las imperfecciones, falta de nitidez, contraste, calidad óptica en general hay que evaluarlas en la imagen final, por ejemplo en una foto en papel del reportaje fotográfico de una boda o una foto en gran formato para una exposición.
Evaluar píxel a píxel, sobre todo con sensores de gran resolución, puede ser equívoco porque a ese nivel aparecerán efectos que luego se compensan o desaparecen al redimensionar o al imprimir.
Punto dulce del objetivo
Este concepto está totalmente relacionado con el apartado anterior.
Para un determinado objetivo, cuando trabajamos con el diafragma totalmente abierto notaremos cierta pérdida de nitidez debida a diferentes tipos de aberraciones.
A medida que vamos cerrando el diafragma la luz pasa por la zona más central de la lente, con lo que se reducen los efectos de las aberraciones (todos los rayos siguen trayectorias más parecidas)
Pero si seguimos cerrando el diafragma cada vez tiene más influencia el efecto de la difracción.
Hay un punto intermedio en el que la nitidez de ese objetivo es máxima. Esa abertura de diafragma recibe el nombre de punto dulce del objetivo, en el que se obtienen las imágenes más nítidas.
En muchos casos la diferencia es mínima, excepto para las posiciones más cerradas de diafragma, donde sí se suele notar más la falta de nitidez debida a la difracción.
Todos los objetivos tienen ese punto o zona dulce, pero no siempre es a la misma apertura de diafragma. Se suele decir que está 2-3 pasos por debajo de la máxima apertura, pero depende de cada objetivo.
Gráficas MTF para ver la calidad del objetivo
Las gráficas o curvas MTF (Modulation Transfer Function) de un objetivo nos dan información sobre la resolución y contraste de dicho objetivo desde el punto de vista de la imagen que llega al sensor.
Las gráficas suelen incluir varias frecuencias espaciales de referencia:
- 10 lp/mm (10 pares de líneas por milímetro)
- 30 lp/mm
- 50 lp/mm
Para cada frecuencia se toman como referencia dos grupos de líneas, un grupo de líneas horizontales (S-sagital) y otro de líneas verticales (M-meridional)
Cada grupo de frecuencias genera una curva que muestra el comportamiento del objetivo (contraste) a lo largo de la superficie del sensor, desde el centro óptico (centro del sensor) hasta una de sus esquinas.
Aquí tienes más información sobre cómo leer las curvas MTF de un objetivo
Básicamente y a modo de resumen:
- Las curvas S10 / M10 nos dan una idea del contraste global y la nitidez del objetivo
- Cuanto más arriba, más cerca del 100%, mejor contraste (más nitidez)
- Cuanto más planas, nos indica un comportamiento más homogéneo entre el centro y las esquinas de la imagen
- Las curvas S30/M30 (y S50 /M50 si están incluidas) nos dan idea de la resolución máxima del objetivo, es decir, cómo se van a comportar con detalles muy pequeños de la escena
- Las diferencias entre las curvas S y M nos dan idea del astigmatismo del objetivo. Si hay mucha diferencia, un círculo de la escena aparecerá en la imagen como un óvalo. Ocurre sobre todo hacia las esquinas.
- Las diferencias entre S y M también nos dan una idea de la calidad del desenfoque (mejor o peor bokeh)
Más sobre la distancia focal de los objetivos
Profundidad de campo, enfoque y bokeh
Abreviaturas y siglas de los objetivos para diferentes fabricantes
Objetivos para cámaras Olympus y Panasonic
Objetivos para fotografía de retrato
Algunas referencias (en inglés)
Lens quality: MTF, Resolution & Contrast
