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La lunghezza focale

In breve: la lunghezza focale (e le dimensioni del sensore) determinano l'ampiezza del campo di ripresa. Gli obiettivi zoom permettono di variare la lunghezza focale passando da grandangolo a teleobiettivo, e quindi risolvendo quasi tutte le situazioni

L'obiettivo di una macchina fotografica è formato da un insieme di lenti che servono a formare un'immagine nitida sul sensore o sulla pellicola.

La focale (lunghezza focale, abbreviata con F maiuscola) è la distanza tra obiettivo e sensore quando viene messo a fuoco un oggetto molto lontano (l'orizzonte o una stella). Quindi un obiettivo con focale di 1000 mm indicherebbe che la lente si trova ad un metro dal sensore. In effetti con gli obiettivi multi-lenti si può far arrivare la luce sul sensore come da una lente lontana pur essendo il gruppo di lenti più vicino. Alcuni obiettivi, oltre a permettere di muovere le lenti per regolare la messa a fuoco di oggetti più vicini, spostano le lenti anche per variare la focale con l'effetto che vedremo tra poco. Questi obiettivi a focale variabile vengono detti zoom. Oggi quasi tutte le fotocamere che non possono cambiare gli obiettivi (come le compatte e le bridge) montano obiettivi zoom, mentre nei cellulari e nei tablet l'effetto zoom viene ottenuto con una elaborazione digitale dei dati, per cui l'obiettivo grandangolo si trasforma in tele con una trasformazione digitale. Si distingue quindi tra zoom ottico nei quali il movimento delle lenti cambia la focale, dallo zoom digitale dove l'obiettivo ha una focale fissa ma il software della fotocamera simula l'effetto teleobiettivo

Figura 12.1

Schema approssimativo di una lente semplice ed un obiettivo zoom
A) una lente semplice che mette a fuoco ad una distanza di 50 cm dal sensore, il campo visivo sarà ristretto e l'immagine ingrandita (effetto teleobiettivo)
B) un obiettivo zoom multi-lente che mette a fuoco la stessa immagine del caso A) sul sensore, ma con una distanza effettiva di 12 cm (stesso effetto teleobiettivo, ma con obiettivo più compatto e maneggevole)
C) lo stesso obiettivo zoom multi-lente del caso C) che spostando le lenti ottiene un campo visivo maggiore con lo stesso effetto di una focale F 28 mm (effetto grandangolo)

La focale di un obiettivo ha come effetto di convogliare sul sensore una porzione più o meno grande del campo visivo. Quando la pellicola era di 24x36 mm la focale 50 mm era considerata quella normale, cioè quella che corrispondeva alla normale visione dell'occhio umano cioè circa 50° (su 360° che rappresenta l'intero cerchio dell'orizzonte). Con focali più corte, meno di 50 mm, aumenta l'angolo di visione (oltre 50°) e si parla di grandangolo, mentre per focali più lunghe, oltre 50 mm diminuisce il campo visivo (meno di 50°) e si parla di teleobiettivo. Quindi se voglio fotografare un soggetto ampio come un panorama uso un grandangolo (focale corta), mentre se fotografo un soggetto piccolo o lontano uso il teleobiettivo (focale lunga). Bisogna fare attenzione però al fatto che il grandangolo usato da vicino distorce esagerando le distanze, mentre il teleobiettivo schiaccia gli oggetti su un unico piano.

Gli effetti pratici dell'uso dello zoom si vedono nelle foto del capitolo 4 Teleobiettivo di questa guida

La focale giusta per un obiettivo normale dipende dalle dimensioni del sensore, perchè chiaramente un sensore più piccolo a parità di obiettivo copre un angolo minore del campo visivo. Dato che nelle fotocamere digitali, a differenza della pellicola, le dimensioni del sensore sono molto diverse da fotocamera a fotocamera, la lunghezza focale non basta più a sapere se un obiettivo sia un grandangolo, un normale, o un teleobiettivo. Diciamo che ogni fotocamera ha un suo fattore di conversione per cui una focale di 50 mm è in genere nelle fotocamere digitali un teleobiettivo abbastanza spinto.

La caratteristica che spesso viene riportata sull'obiettivo è il fattore di zoom cioè il fattore di moltiplicazione tra la focale più corta e quella più lunga, cosa però che non basta a capire l'effetto. Un 50-200 mm è un 4x che passa dal normale al teleobiettivo, mentre un 25-100 è sempre un 4x che passa però da un grandangolo ad un medio teleobiettivo. Quindi per sapere veramente le caratteristiche dell'obiettivo occorre convertire la focale nella focale equivalente su fotogramma 24x36 mm del formato 35 mm.(*)

Ad esempio nella Nikon P520 la lunghezza focale dell'obiettivo zoom va da 4,3 a 180 mm con un fattore di zoom di 42x, uno dei più alti in questa categoria. La Nikon dice che equivale nel formato 35mm (=24x36) ad un 24 - 1000 mm. Infatti il rapporto tra la diagonali del sensore (vedi) e la diagonale del fotogramma 24x36 è 5,63 e quindi moltiplicando si ottiene una lunghezza focale equivalente di 24,2 - 1013,4. Con queste focali si passa da un angolo di campo di 84°, cioè un buon grandangolo, ad un angolo di 2,4°, cioè un teleobiettivo spinto.

Riportiamo di seguito la tabella che fornisce le misure dei sensori in commercio da cui si calcola il coefficiente di trasformazione delle lunghezze focali

Tabella 12.1
Dimensione
sensore
Rapporto
immagine
Larghezza
mm.
Altezza
mm.
Diagonale
mm.
Fattore di
conversione
Full Frame 3:2 36 24 43,3 1
APS-H 3:2 28,7 19 34,4 1,26
APS-C 3:2 23,7 15,7 28,4 1,52
Foveon 3:2 20,7 13,8 24,9 1,74
4/3" 4:3 18 13,5 22,5 1,92
Micro 4:3 4:3 17,3 13 21,6 2
1" 4:3 12,8 9,6 16 2,7
2/3" 4:3 8,8 6,6 11 3,93
1/1,7" 4:3 7,6 5,7 9,5 4,55
1/1,8" 4:3 7,2 5,3 8,9 4,86
1/2" 4:3 6,4 4,8 8 5,4
1/2,3" 4:3 6,16 4,6 7,7 5,62
1/2,5" 4:3 5,8 4,3 7,1 6,09
1/2,7" 4:3 5,4 4 6,7 6,46
1/3" 4:3 4,8 3,6 6 7,21
1/3,2" 4:3 4,5 3,4 5,6 7,72
1/3,6" 4:3 4 3 5 8,65

La tabella sopra permette di calcolare la focale equivalente nel formato con pellicola 24x36. Ad esempio ad una focale di 180 mm con un sensore 1/2,3" corrisponde ad un fattore di conversione di 5,62 quindi F 180 mm x 5,62 = F 1011 mm di focale equivalente

* Nota. La pellicola fotografica per fotoamatori è una striscia di celluloide larga 35mm che contiene sul bordo le perforazioni per il trascinamento. I fotogrammi trovano posto nella zona centrale, per cui l'altezza utile diviene 24 mm, con una larghezza del fotogramma di 36 mm per mantenere un rapporto 3:2.

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