Capire l'ottica degli obiettivi per fotocamere con sensore crop
Se stai valutando una nuova fotocamera o un upgrade, avrai sentito parlare di sensori crop, ma cosa significa? Come influisce il fattore di crop sulla scelta degli obiettivi? Quando valuti un sistema, non sono solo i corpi macchina da considerare, ma anche la gamma di ottiche disponibili.
Ottica dei sensori ed equivalenze
La maggior parte dei neofiti inizia con sensori crop perché più economici. Ma man mano che avanzi, ha senso passare al full frame? Se pensi all'upgrade, c'è un percorso ragionevole?
Esempio: ha senso comprare obiettivi full frame per usarli su corpo crop? Sembra confuso e, onestamente, un po' complicato; le regole pratiche non raccontano tutto. Invece di guardare le differenze tra sensori (sono tutti buoni), cerchiamo di capire le ottiche stesse.
Dimensioni degli obiettivi
Guardando gli obiettivi vedi tante focali e aperture diverse. Anche dallo stesso produttore per lo stesso corpo, ci sono combinazioni diverse. Poiché l'ottica è centrale in fotografia, come confrontare obiettivi per sensori di diversa taglia? Come si relazionano al corpo che stai valutando?
Più in generale: come influiscono i diversi sensori crop sull'ottica? Un f/2.8 su crop è davvero f/2.8 o qualcos'altro? E i formati più grandi? Perché le aperture piccole (f-stop alti) sembrano così grandi ma le immagini sono stupende con ottima separazione e bokeh?
Tutto ruota attorno all'ottica degli obiettivi e alle equivalenze crop, uno dei grandi misteri della fotografia che la maggior parte dei fotografi non capisce davvero.
Basi dell'ottica degli obiettivi
Per capire l'ottica devi capire cosa fa l'obiettivo alla luce che entra. La luce attraverso l'obiettivo si inverte, ribaltando l'immagine. Poi proietta sul sensore digitale dopo aver attraversato l'obiettivo.
La maggior parte degli obiettivi è definita da lunghezza focale e apertura massima. Più alta la focale, più gli oggetti lontani sembrano vicini. Es: sportivi e birdwatcher vogliono focali lunghe per avvicinarsi.
Numeri bassi allargano il campo visivo per far entrare più cose nell'immagine (grandangolari), strumenti tipici dei paesaggisti. In equivalenti 35mm, 200mm è un tele, 20mm un grandangolo spinto.
Il numero f-stop rappresenta la dimensione dell'iride o foro nell'obiettivo. Un obiettivo è classificato in base alla massima apertura dell'iride. Più luce entra, più veloce deve essere il tempo. Per questo le ottiche con apertura massima maggiore sono chiamate "più veloci". Es: f/2.8 è abbastanza veloce, f/5.6 (kit lens) piuttosto lento.
Matematica ottica
Teniamo la matematica al minimo, ma aiuta a capire l'ottica.
La lunghezza focale non misura la lunghezza fisica dell'obiettivo, ma una distanza ottica calcolata dal punto dove la luce converge per formare un'immagine nitida sul sensore al piano focale. L'apertura è la dimensione del foro creato dall'iride. L'apertura è geometricamente legata alla lunghezza focale. Es: f/2.8 su 100 mm = 100/2,8 = 35,7 mm. Poiché la focale detta la dimensione dell'apertura, questa è indipendente dalla dimensione del sensore ma dipende dalla focale.
Gli zoom possono avere più aperture perché l'iride non si allarga mentre l'obiettivo si allunga. Relazione matematica: focale più lunga con stessa apertura iride = apertura minore. Gli zoom costosi mantengono apertura costante su tutta la gamma, impresa ingegneristica perché l'iride deve allargarsi man mano che si zooma su focali lunghe.
Ripasso formati sensore
Nell'era d'oro della pellicola, formati multipli dettati dal film. Uno comune: pellicola 35mm (34,98 ±0,03 mm). C'erano formati più grandi e piccoli che influivano su dimensioni e prestazioni degli obiettivi.
Quando i sensori digitali nacquero per fotocamere still, i sensori grandi erano proibitivi, quindi si usarono sensori più piccoli. Ampia gamma di dimensioni sensore, che influisce sulla meccanica degli obiettivi.
Quando un sensore è vicino alla pellicola 35mm, si chiama full frame. Più piccolo = crop sensor. Più grande = medio formato (grande variabilità oltre il full frame). I sensori variano anche in geometria.
Dimensioni sensori
Generalmente, full frame ≈ 36×24 mm (ratio 3:2, area 862 mm²). Micro 4/3 crop = 17,3×13 mm (4:3, 224,9 mm²). APS-C Nikon/Pentax = 23,6×15,7 mm (3:2, 370 mm²). APS-C Canon = 22,2×14,8 mm (3:2, 328,5 mm². Formati grandi (> full frame) tendono a essere quadrati.
Spesso i fattori di crop si calcolano dalla diagonale angolo-angolo. Full frame ha diagonale doppia del Micro 4/3 → crop 2x. Nikon APS-C = 1,5x. Canon APS-C = 1,6x.
Quadrato vs Rotondo
Gli obiettivi sono rotondi, i sensori rettangolari o quadrati. Quindi tutte le fotocamere tagliano parte dell'immagine: l'obiettivo rotondo proietta un cerchio sul sensore rettangolo. I bordi del cerchio d'immagine vengono tagliati.
I costruttori progettano accoppiamenti obiettivo/fotocamera perché tutto il sensore riceva ottima copertura dal cerchio d'immagine (potere coprente). Problemi se c'è mismatch tra dimensione sensore e quella per cui l'obiettivo è fatto.
Come il fattore di crop influenza le immagini?
Tanti fattori influenzano le immagini. La dimensione del sensore influisce, ma anche focale e apertura sono proprietà fisiche dell'obiettivo e non sono influenzate direttamente dal crop factor.
Per illustrare l'effetto dei sensori crop su raccolta luce e focale, una serie di test (non scientifici ma illustrativi). Uso: Olympus EM1 Mark II (Micro 4/3 – crop 2x) e Canon 5D Mark IV (full frame).
Per illustrare conversione focale e raccolta luce, fotocamere affiancate usando solo conversione focale. Geometria sensori non identica, ritagliate per match (ratio 8×10).
Entrambe puntate allo stesso panorama.
Regole pratiche vs realtà
Le focali si convertono in equivalenti full frame per dare stesso campo visivo moltiplicando per il rapporto diagonale del sensore. Es: 25mm su micro 4/3 = equivalente 50mm full frame (crop 2:1).
Un Canon EF-S (crop) per matchare 50mm è 31mm. Funziona al contrario: obiettivo full frame su corpo crop → focale moltiplicata (50mm diventa come 75mm su crop). La regola pratica funziona.
Nota editoriale: L'ottica non è la stessa, ma è un metodo generalmente accettato per capire i sensori crop.
Apertura e profondità di campo
Un'altra regola pratica che non funziona bene: aggiungere uno o due stop per l'apertura (secondo il crop). Perché non funziona? C'è di più in gioco.
L'apertura influenza la raccolta luce, ma con sensore crop il sensore più piccolo causa profondità di campo (area a fuoco) più grande. Ciò significa che un f/2.8 a 200 ISO dovrebbe avere velocità molto simile su qualsiasi corpo (variano gli esposimetri). Quindi f/2.8 è sempre f/2.8 per raccolta luce.
Più complesso è l'aspetto dell'immagine. Il bokeh su crop non sarà mai buono come su full frame perché l'area extra del full frame cambia la profondità di campo (quantità d'immagine a fuoco) rispetto al crop. Non è funzione dell'obiettivo quanto del sensore. Sottile ma fattore, specie per ritratti.
Obiettivi full frame su fotocamere crop
Gli obiettivi durano più dei corpi: buone ottiche reggono 2-3 generazioni di corpi. Da qui il detto "investi nel vetro". Se usi un corpo crop che accetta obiettivi full frame, perché non comprare full frame finché non prendi il corpo full frame? La risposta non è scontata: potrebbero non essere nitidi come i crop anche se nominalmente stessa taglia.
Gli obiettivi full frame costano più dei crop ma paghi spesso per sigillatura weather-sealing e costruzione più duratura. Per le grandi differenze di sensore, usare full frame su crop significa usare solo la porzione centrale dell'obiettivo ma il dettaglio è più concentrato lì. Questo può sfidare la qualità ottica del full frame.
Sono spesso migliore qualità ma non abbastanza da compensare le differenze di sensore. Quindi a meno che tu non sappia di upgradare il corpo a breve, potresti non volere full frame su crop.
Altra considerazione: devi usare il crop factor al contrario. Su Canon crop (1,6x) un 24mm diventa 38,4mm. Non puoi ottenere grandangoli veri su crop con ottiche grandangolari.
Conclusione
Tante idee sbagliate sugli obiettivi confrontandoli tra taglie sensore. Capire funzione base, raccolta luce e relazioni geometriche aiuta a confrontare obiettivi dentro sistemi e tra taglie sensore.
Ci sono ottime ottiche per tutti i sistemi che danno risultati fantastici. Gli obiettivi sono importanti quanto il corpo. Scegliendo un sistema, assicurati di avere la gamma ottiche che serve al tuo stile fotografico.