Óptica Fotográfica
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Manual de Óptica fotográfica Produção apoiada pelo Programa Operacional Formação e Desenvolvimento Social (POEFDS), co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, através do Fundo Social Europeu Ministério do Trabalho e da Solidariedade Social FICHA Título Manual de Óptica Fotográfica Autores José Soudo e Manuel Silveira Ramos (Texto e Fotos) Edição Centro Protocolar de Formação Profissional para Jornalistas (Cenjor) R. de Júlio de Andrade, 5 – 1150-206 Lisboa – Telef. 21 885 50 00 Coordenação de Projecto Fernando Cascais Coordenação Editorial José Luiz Fernandes Produção fotográfica Luísa Neves Digitalização de fotos Bruno Rascão Infografias Assunção Duarte Capa e Design Maria Ramos Revisão ELingua Pré-impressão xxxxxxxxxxx Impressão xxxxxxxxxx © Instituto do Emprego e Formação Profissional Todos os direitos reservados de acordo com a legislação em vigor. Depósito legal: xxxxxx/xx ISBN: xxx-xxx-xxx-x José Soudo Manuel Silveira Ramos Manual de Óptica fotográfica Sumário Introdução 7 1. AS CÂMARAS FOTOGRÁFICAS E A ÓPTICA 9 1.1.Câmara sem óptica ou esténopeica 1.2. Câmara com óptica 9 10 2. AS OBJECTIVAS 11 2.1. Lentes e objectivas 2.1.1. Lentes simples 2.2. Aberrações 2.2.1. Aberração cromática 2.2.2. Aberração cor lateral 2.2.3. Aberração esférica 2.2.4. Aberração em coma 2.2.5. Aberração por distorção 11 11 12 12 12 13 13 14 14 15 2.3. Correcção das aberrações 15 2.4. Distância focal 15 2.4.1. Distância focal de uma lente 15 2.4.2. Distância focal de uma objectiva 16 2.5. Construção de objectivas 17 2.5.1. Objectiva simétrica 17 2.5.2. Objectiva tripla 17 2.6. Poder de cobertura e ângulo de campo 17 2.6.1. Poder de cobertura 17 2.6.2. Ângulo de campo 18 2.7. Número f/ 18 2.7.1. Diafragma efectivo 18 2.7.2. Diafragma relativo ou n.º f/ 19 2.7.3. Luminosidade 21 2.8. Distância focal normal 21 2.2.6. Aberração por astigmatismo 2.2.7. Aberração curvatura de campo Sumário 2.8.1. Distância focal equivalente 2.9. Curta focal e longa focal 2.10. Objectivas especiais 21 22 23 2.10.1. Objectiva com distância focal variável ou zoom 23 2.10.2. Objectiva catadióptrica 23 2.10.3. Objectiva para controlo de perspectiva ou objectiva PC 24 2.10.4. Objectivas para macrofotografia 24 2.11. Magnificação e fotometria 2.11.1. Magnificação 2.11.2. Macrofotografia e compensações fotométricas 3. PERSPECTIVA E PONTO DE VISTA Exercícios finais 24 25 27 3.1. Compressão e afastamento de planos 3.2. Distância focal, ponto de vista e dramatização 3.2.1. Ponto de vista fixo 3.2.2. Ponto de vista alterado 24 27 27 27 28 31 Exercício experimental de interacção com diferentes distâncias focais 31 Teste Glossário Bibliografia Sítios na Internet Índice de figuras 31 35 41 43 45 Introdução O Manual de Óptica Fotográfica integra-se num conjunto de recursos didácticos orientados para um processo de ensino/aprendizagem na área da fotografia documental e de reportagem, tendo como objectivo próprio estudar os fenómenos relacionados com a formação óptica da imagem. Nos primeiros capítulos descrevem-se alguns conceitos físicos estruturantes da óptica e na sequência destas definições abordam-se os principais temas que afectam directamente o trabalho fotográfico nas suas resultantes técnicas. Finalmente, num esforço de conjunção técnico-criativo, propõem-se aplicações orientadas por objectivos estéticos, dinâmicos e comunicacionais. Um Glossário, uma Bibliografia e uma lista de sítios a consultar na Internet completam este manual, que faz parte de uma série de edições para a área da Fotografia, que inclui os seguintes títulos: Técnicas Fotográficas, Iluminação Fotográfica, Teoria da Cor Fotográfica e Fotografia Digital. Óptica Fotográfica 1. As Câmaras fotográficas e a óptica Objectivo: Aprofundar a compreensão dos fenómenos relacionados com a construção física das imagens através dos meios ópticos. Melhorar as capacidades de utilização das objectivas na prática da fotografia. Os fenómenos relacionados com a física da luz e dos meios ópticos foram sempre objecto de curiosidade, análise e estudo. Platão referiu, na República, a quebra aparente dos objectos quando parcialmente imersos em água. Aristóteles formulou uma teoria sobre a propagação da luz, muito semelhante à teoria da propagação pelo éter, actual até ao século XIX. Aristófanes, na peça As Nuvens, menciona o “vidro ardente” – a lente convergente. Euclides, no livro Catóptrica, refere a propagação rectilínea da luz, assim como a lei da reflexão. Já na nossa era, o filósofo romano Séneca fez menção à utilização de um globo de vidro cheio de água como instrumento de ampliação e o historiador Plínio refere o uso regular de “vidros ardentes” no dia-a-dia da vida romana. 1.1. Câmara sem óptica ou esténopeica Câmara fotográfica que não possua meio óptico, designa-se por esténopeica ou pinhole camera (Fig. 1). Neste tipo de câmara, não há convergência dos raios luminosos sobre o plano do material fotossensível, ou seja, os múltiplos pontos do assunto projectam-se sempre como círculos de confusão. 1. 2 Câmara com óptica Com base nas leis da geometria, o furo optimizado para que os círculos de confusão tenham um diâmetro inferior a 0,05mm e sejam percepcionados como pontos, deve ser feito em função da distância que a luz tem que percorrer até ao plano do material fotossensível, segundo a fórmula 1/25 da raiz quadrada dessa distância. 1.2. Câmara com óptica O meio óptico serve para dirigir a luz, na câmara fotográfica, até ao plano de foco (Fig. 2). Pode ser constituído por uma lente simples, do tipo convergente, ou por um conjunto complexo constituído por várias lentes convergentes e divergentes associadas, designado por objectiva. Quanto melhor for o meio óptico, mais qualidade terá a imagem produzida. •1• Pinhole camera Óptica Fotográfica •1• Câmara com óptica 10 2. AS OBJECTIVAS Objectivo: Conhecer a construção dos meios ópticos usados em fotografia. 2.1. Lentes e objectivas As objectivas são constituídas por um conjunto de lentes simples associadas entre si e, em fotografia, têm por finalidade fazer convergir a luz para o plano do material fotossensível. 2.1.1.Lentes simples a) Lente convergente ou positiva – lente mais espessa no centro do que nos bordos. Funciona como se fosse composta por vários prismas ou troncos de prisma acoplados entre si. A luz que a atravessa sofre uma refracção, convergindo para um ponto real. Desta convergência, exclui-se a luz transmitida sobre o eixo óptico (Fig. 3). b) Lente divergente ou negativa – lente mais espessa nos bordos do que no centro. Funciona como se fosse composta por vários prismas ou troncos de prisma acoplados entre si. A luz que a atravessa sofre uma refracção convergindo para um ponto virtual. Desta convergência, exclui-se a luz transmitida sobre o eixo óptico (Fig. 4). •3• Lente biconvexa, lente de menisco positivo e lente plano-convexa •4• Lente bicôncava, lente de menisco negativo e lente plano-côncava 11 2.2 Aberrações 2.2. Aberrações Uma lente simples forma imagens imperfeitas. Chama-se aberração, ou erro duma lente, a esta impossibilidade de produzir imagens perfeitas. As aberrações das lentes são consequência do tipo de material em que foram construídas, da sua espessura e da curvatura das suas faces. Não podem ser entendidas como deficiências mas, sim, como características. 2.2.1. Aberração cromática A luz que entra pelo meio óptico paralela ao eixo refracta-se em diferentes ângulos, em conformidade com os vários comprimentos de onda, projectando-se em planos diferentes e por esta ordem – azul, verde e vermelho. Esta aberração também é conhecida por axial ou longitudinal (Fig. 5). �������� ����� ���� •5• Aberração cromática axial 2.2.2. Aberração cor lateral Óptica Fotográfica A luz que entra paralela e transversal ao eixo óptico pelos bordos da lente projecta-se obliquamente segundo o comprimento de onda. Esta aberração também é designada por aberração cromática transversal (Fig. 6). •6• Aberração cromática transversal ou cor lateral 12 ���� ����� �������� 2.2. Aberrações 2.2.3. Aberração esférica A luz que entrar paralela ao eixo óptico e pelos bordos da lente, projecta-se mais próximo que a que entrar pelo centro. Como resultado, obtém-se como imagem de um ponto um halo ou uma esfera de luz (Fig. 7). •7• Aberração esférica 2.2.4. Aberração em coma Aberração esférica lateral dos raios de luz oblíquos ao eixo óptico, que se projectarão segundo um sequência de pontos, com uma forma semelhante a um cometa (Fig. 8). •8• Coma 13 2.2. Aberrações 2.2.5. Aberração por distorção A luz de assuntos com linhas paralelas entre si projecta-se, consoante o eixo de entrada na óptica, em forma de barril ou de almofada (Fig. 9). •9• Distorção em forma de barril e em forma de almofada 2.2.6. Aberração por astigmatismo A luz de um ponto que não esteja no eixo óptico projecta-se desfocada segundo um eixo radial ou tangencial, conforme atravesse a lente acima ou abaixo do eixo (Fig. 10). Óptica Fotográfica •10• Astigmatismo 14 2.3. Correcção das aberrações 2.2.7. Aberração curvatura de campo A luz emitida pelos pontos mais longínquos de um assunto plano projecta-se progressivamente, mais perto da lente provocando a formação de imagens em curva (Fig. 11). Imagem •11• Curvatura de campo Objecto 2.3. Correcção das aberrações As aberrações cromáticas e a formação de cor lateral provocam erros de cor. As outras aberrações representam erros de projecção na construção da imagem. A correcção das aberrações é feita através do uso de vidros ou meios ópticos de alta qualidade, com espessuras e curvaturas calculadas segundo fórmulas muito rigorosas. Por exemplo, numa objectiva constituída por quatro lentes, pode-se dizer que as aberrações do primeiro elemento são corrigidas pelo segundo. As aberrações deste conjunto serão corrigidas pelo terceiro elemento e as deste serão corrigidas pelo quarto. Esta é uma descrição demasiado simplificada dada a real complexidade das correcções ópticas. Esperamos, no entanto, ter dado uma ideia, mesmo que pouco rigorosa, dos mecanismos necessários para a produção de boas imagens fotográficas. 2.4. Distância focal 2.4.1.Distância focal de uma lente A distância focal de uma lente é a distância entre o centro da lente e o ponto onde converge a luz refractada quando proveniente 15 2.4. Distância focal de raios paralelos ao eixo óptico (Fig. 12). Por norma, a distância focal é indicada em milímetros e abreviada pela letra F. •12• Distância focal de uma lente 2.4.2.Distância focal de uma objectiva Uma objectiva é um meio óptico constituído por várias lentes simples associadas entre si. Cada uma tem um centro físico próprio. O somatório dos vários centros individuais determina o centro do conjunto óptico, chamado centro nodal. A distância deste centro nodal ao ponto de convergência da luz refractada quando proveniente de raios paralelos entre si (Fig. 13), determina a distância focal da objectiva e é equivalente à distância focal de uma lente simples com a mesma medida. Óptica Fotográfica Por exemplo, dizer que uma objectiva é F=21mm significa que os raios provenientes de infinito se projectam a 21 milímetros do centro nodal e é equivalente à distância de uma lente simples convergente com o mesmo valor F=21mm. •13• Distância focal de uma objectiva 16 2.6. Poder de cobertura e ângulo de campo 2.5. Construção de objectivas O tipo de construção de uma objectiva e o seu número e qualidade de lentes são pensados em função da sua aplicação, formato do suporte fotossensível, ângulo de cobertura, luminosidade, capacidade de resolver aberrações, recorte e acutância, etc. 2.5.1. Objectiva simétrica Os seus elementos distribuem-se duma forma simétrica em relação ao eixo do sistema óptico (Fig. 14). •14• Objectivas simétricas 2.5.2. Objectiva tripla Os seus três conjuntos de elementos distribuem-se duma forma não simétrica sobre o eixo do sistema óptico (Fig. 15). 2.6. Poder de cobertura e ângulo de campo •15• Objectivas triplas 2.6.1. Poder de cobertura Entende-se por poder de cobertura de uma lente ou de uma objectiva, o círculo de imagem que esta projecta (Fig. 16). Conforme a cobertura da lente ou objectiva, este círculo conterá uma área de imagem com maior nitidez que se designa por círculo nítido da imagem (Fig. 16). O diâmetro deste círculo deverá ter 17 2.6. Poder de cobertura e ângulo de campo por dimensão mínima a diagonal do formato sensível utilizado. À zona onde se começa a diluir a nitidez da imagem, chama-se zona de vinheta (Fig. 16). •16• Poder de cobertura de uma lente, círculo nítido e zona de vinheta da imagem Zona de vinheta Círculo nítido 2.6.2. Ângulo de campo É o ângulo segundo o qual a objectiva determina a sua área de cobertura (Fig. 17). Objectivas com o mesmo ângulo de campo, podem ter áreas de maior ou menor poder de cobertura conforme o tipo de construção e acabamento. Como observação, refira-se que o pára-sol é um acessório que não faz parte das objectivas. É mencionado por ser uma peça fundamental para a optimização da nitidez da imagem produzida por cada óptica. O pára-sol é um elemento efectivo na redução do flare (luz parasita). Óptica Fotográfica 2.7. Número f/ 2.7.1. Diafragma efectivo O diâmetro real dos círculos através dos quais a luz passa pelo meio óptico. 18 2.7. Número f/ ��� ��� ��� ��� ��� •17• Ângulos de campo diversos ��� 2.7.2. Diafragma relativo ou n.º f/ Os limites da escala de n.º f/ (diafragma) de uma objectiva variam dentro dos parâmetros determinados pelo fabricante, entre uma abertura máxima e uma abertura mínima, e estabelecem uma relação entre o diâmetro efectivo do diafragma e a distância focal da objectiva. Por exemplo, o diafragma f/2 numa objectiva de F=28mm refere um diâmetro efectivo de 14mm. O mesmo f/2, numa objectiva de F=100mm refere um diâmetro efectivo de 50mm (Fig. 18). •18• Diâmetro efectivo correspondente a f/2 nas objectivas F=28mm e F=100mm F = 100mm 19 2.7. Número f/ Como os diâmetros efectivos têm uma implicação directa na profundidade de campo, a objectiva F=28mm tem mais profundidade de campo que a objectiva F=100mm, para o mesmo n.º f/. Nas imagens ilustrativas, as fotografias foram feitas a partir do mesmo ponto de vista, com f/2 em ambas as objectivas, F=28mm e F=100mm (Fig. 19 e 20). Óptica Fotográfica •19• Profundidade campo com f/2 na objectiva F=28mm •20• Profundidade de campo com f/2 na objectiva F=100mm 20 2.8. Distância focal normal 2.7.3. Luminosidade O diâmetro máximo de abertura de uma objectiva é a sua luminosidade. Exemplos: Objectiva F=28 mm/1:2 – significa que o seu diafragma mais aberto, a sua luminosidade, é f/2, o que também refere que há uma relação de 1:2 entre o diâmetro efectivo mais aberto e a distância focal mencionada; objectiva zoom 21mm-105mm/1:2,54,5 – significa que na posição do zoom F=21mm a luminosidade é de 1:2,5, e na posição de F=105mm é de 1:4,5. 2.8. Distância focal normal Objectiva normal é aquela cuja distância focal é igual à medida da diagonal do formato do suporte fotossensível (Fig.21). O ângulo de campo de uma objectiva normal é de cerca de 50º, podendo encontrar-se aí semelhanças com as imagens percepcionadas pela visão humana. 2.8.1. Distância focal equivalente Segundo o teorema de Pitágoras, para um formato de suporte fotossensível com 9x12cm, a distância focal normal é 150mm. Esta distância focal é equivalente à de uma objectiva de 105mm se o suporte fotossensível for de 6x9cm; de 80mm se o suporte for de 6x6cm; de 50mm se o formato for de 24x36mm; de 30mm se o formato for de 18x24mm, e assim sucessivamente. Pode-se dizer que todas estas objectivas têm uma distância focal equivalente e o mesmo ângulo de campo (Fig. 21). � � � � ��� •21• Distância focal normal para o formato de suporte fotossensível com as medidas a x b 21 2.9. Curta focal e longa focal 2.9. Curta focal e longa focal 1- Objectivas com distâncias focais mais curtas que a normal têm um ângulo de campo de 65º ou superior. São vulgarmente designadas por grande-angular (Fig. 22). Na prática, pode-se considerar como grande-angular uma objectiva que tenha uma distância focal mais curta que o lado menor do formato do material fotossensível. 2- Objectivas com distâncias focais mais longas que a normal têm um ângulo de campo de 35º ou inferior. São vulgarmente designadas por teleobjectiva (Fig. 23). Na prática pode-se considerar como tele, uma objectiva que tenha uma distância focal mais longa que o dobro do lado maior do formato do material fotossensível. � � � � � ��� � •22• Grande-angular Óptica Fotográfica ��� �� � ��� •23• Teleobjectiva 22 2.10. Objectivas especiais 2.10. Objectivas especiais 2.10.1.Objectiva com distância focal variável ou zoom O centro nodal deste tipo de objectiva pode mudar por alteração da posição relativa de algumas das suas lentes, o que faz variar a distância focal entre dois parâmetros, máximo e mínimo (Fig. 24). ��� ��� ���� ��� •24• Zoom � �� �� �� �� 2.10.2. Objectiva catadióptrica Com uma construção baseada em espelhos, o centro nodal deste tipo de objectiva fica colocado no exterior do meio óptico. Conseguem-se, assim, grandes distâncias focais num conjunto óptico relativamente curto (Fig. 25). •25• Objectiva catadióptrica 23 2.11. Magnificação e fotometria 2.10.3.Objectiva para controlo de perspectiva ou objectiva PC Nestas objectivas, parte dos seus elementos podem ser deslocados em relação ao eixo óptico do conjunto. Este tipo de movimento permite ao fotógrafo fazer descentramentos e controlar fugas de perspectiva (Fig. 26). ��� � ��� •26• Objectiva PC 2.10.4. O bjectivas para macrofotografia São objectivas que pelo tipo de construção e correcções permitem grandes aproximações aos assuntos fotográficos. Deste facto resultam magnificações (imagem com dimensões semelhantes às do objecto, ou superiores) sem perca de qualidade. 2.11. Magnificação e fotometria 2.11.1. Magnificação Óptica Fotográfica Na Fig. 27 está esquematizada a construção da imagem I do objecto O a diferentes distâncias da objectiva com a distância focal F. Comparemos e relacionemos os tamanhos das imagens do objecto em função da distância a que este se encontra do meio óptico. 24 2.11. Magnificação e fotometria •27• Magnificação F F Magnificação é a relação de escala linear entre a imagem e o objecto. Pode ser, também, definida pela relação da distância óptica/ imagem com a distância óptica/objecto. M=I/O=dI/dO 2.11.2.Macrofotografia e compensações fotométricas O n.º f/ gravado nas ópticas só é verdadeiro com o foco em infinito. Focando para planos mais próximos, a distância focal altera-se e consequentemente o número f/. Conjugando as múltiplas fórmulas físicas das lentes e objectivas tais como a das distâncias conjugadas (1/F=1/dI+1/dO) e a da magnificação (M=I/O) pode-se concluir que, em fotografia muito próxima, precisamos, sempre, de fazer compensações à leitura indicada desde que esta não tenha sido efectuada através de fotómetro TTL. As seguintes correcções aplicam-se particularmente bem em objectivas simétricas: 25 2.11. Magnificação e fotometria Tempo de exposição correcto = Tempo de exposição dado por leitura fotométrica não TTL x (M+1)2 Ou Diafragma correcto = n.º f/ dado por leitura fotométrica não TTL x (M + 1) Exemplos: Num caso em que tenhamos M=1/100, aplicando quaisquer das fórmulas conclui-se que o factor de compensação fotométrica é desprezível. Num caso em que tenhamos M=1/1, aplicando a fórmula dos tempos de exposição, obtém-se 4 como resultado – tem que multiplicar-se 4 pelo tempo de obturação, ou considerar o factor 4 em n.º f/ o que corresponde a abrir 2 stops. Se a leitura inicial do fotómetro for 1s-f/22, no caso M=1/100 não haveria compensação fotométrica. Óptica Fotográfica No caso M=1/1 a exposição final seria 4s-f/22 ou 1s-f/11, ou qualquer outro binário recíproco. 26 3. PERSPECTIVA E PONTO DE VISTA Objectivo: Aprender a controlar, criativamente, a construção fotográfica das perspectivas. Uma fotografia é, para além da representação do assunto que lhe dá origem, uma composição dinâmica – consequência do ponto de vista, da distância focal, do diafragma e do tempo de obturação escolhidos. A perspectiva determina a escala de tamanhos entre assuntos situados a diferentes distâncias do observador. 3.1.Compressão e afastamento de planos Provavelmente, já todos experimentámos a sensação ilusória de percepcionar dois objectos amovíveis e situados a uma distância relativa fixa, por vezes mais próximos e, outras vezes mais distantes um do outro. A variável causadora destes erros de avaliação de distâncias é o ponto de vista do observador. Da utilização fotográfica de objectivas com distâncias focais diferentes, resultam fenómenos semelhantes. É comum, por isso, dizer-se que as teleobjectivas comprimem as distâncias e as grandesangulares as afastam. Nos próximos pontos iremos analisar a veracidade destas concepções empíricas. 3.2. Distância focal, ponto de vista e dramatização 3.2.1. Ponto de vista fixo Dum ponto de vista fixo, fazendo variar as distâncias focais, pro- 27 3.2. Distância focal, ponto de vista e dramatização duzem-se diferentes magnificações do assunto, mas mantém-se a perspectiva (Figuras 28, 29 e 30). A imagem da grande-angular, ao ser ampliada para a dimensão da imagem produzida pela teleobjectiva, iguala-a em termos de perspectiva. Perde, naturalmente, nitidez, mas, dado o mesmo ponto de vista, mantêm-se as perspectivas (Fig. 31). 3.2.2. Ponto de vista alterado Comparemos as magnificações resultantes de fotografias realizadas com diferentes pontos de vista, de assuntos que mantiveram constantes as suas distâncias relativas – são visíveis, as diferentes dramatizações produzidas (Fig. 32 e 33). Óptica Fotográfica •28• Assuntos à mesma distância entre si e fotografados com objectiva F=28mm •29• O mesmo assunto da Fig. 28 à mesma distância entre si fotografado do mesmo ponto de vista com objectiva F=50mm 28 3.2. Distância focal, ponto de vista e dramatização •30• O mesmo assunto da Fig. 28 à mesma distância entre si fotografado do mesmo ponto de vista com objectiva F=100mm •31• Ampliação de pormenor da imagem produzida, pela objectiva F=28mm •32• Assuntos à mesma distância entre si, fotografados com objectiva F=21mm e com ponto de vista a 1,5m do primeiro plano 29 3.2. Distância focal, ponto de vista e dramatização Óptica Fotográfica •33• Assuntos à mesma distância entre si, fotografados com objectiva F=300mm e com ponto de vista a 15m do primeiro plano 30 Exercícios finais Exercício experimental de interacção com diferentes distâncias focais Em película reversível ISO 100, ou câmara digital, execute o seguinte exercício com ópticas de diferentes distâncias focais: normal; curta focal (grande angular);longa focal (tele). 1 - Escolha um assunto composto por dois ou três planos equidistantes; fotografe-o com as diferentes distâncias focais, mantendo, sempre, o mesmo ponto de vista. 2 - Escolha um assunto composto por dois ou três planos equidistantes; fotografe-o com as diferentes distâncias focais, mudando de ponto de vista de modo a manter a mesma escala do enquadramento para o primeiro plano, em todas as imagens. 3 - Avalie os resultados obtidos e descreva as principais características que os diferenciam. Teste 1 - Uma câmara fotográfica esténopeica, caracteriza-se por: a) Não possuir obturador b) Não possuir visor c) Não possuir sistema óptico 2 - Na construção duma câmara esténopeica de formato cúbico com 25 cm de lado, qual deve ser o diâmetro optimizado para passagem da luz? (Apresente o resultado em mm) 3 - Tendo em conta que o valor correcto de exposição para uma fotografia é 1/15s – f/5.6, para ISO 400, determine as relações que permitam a máxima e mínima profundidade de campo. Atenda ao facto de que a sua câmara fotográfica tem tempos de exposição compreendidos entre 1s e 1/1000s, e a objectiva, de F=135mm/1:4, fecha a f/32. 4 - Em situação idêntica à anterior, diga qual o binário que produziria maior profundidade de campo se a sensibilidade fosse alterada para ISO 160. 5 - Pretende positivar integralmente um original negativo de 24x36 mm para uma ampliação cujo lado menor tenha 18 cm. Qual o tamanho do lado maior? 31 Exercícios finais a) 24 cm b) 27 cm c) 30 cm 6 - Defina objectiva normal 7 - Qual a distância focal normal para uma câmara que trabalhe com o formato 6x9 cm? Explique porquê. 8 - Para um formato de película com as medidas A x B cm, qual a distância focal a partir da qual se considera teleobjectiva? 9 - Defina n.º f/. 10 - Defina profundidade de campo. 11 - Qual a diferença entre profundidade de campo e profundidade de foco? Numa objectiva F=85mm/1:4, qual é a sua luminosidade: a) 1,4 b) 4 c) 1/4 12 - Defina centro nodal duma objectiva. 13 - Uma objectiva catadióptrica caracteriza-se por ter o centro nodal fora do sistema óptico (Verdadeiro/Falso – V/F). 14 - Num ponto de vista fixo, a fotografar com uma grande-angular e com uma teleobjectiva, obterá: a) Alteração na perspectiva b) Ângulos de cobertura e magnificações diferentes, mas com a mesma perspectiva c) O mesmo ângulo de cobertura 15 - Com o conceito de magnificação, pretende-se relacionar o tamanho de: a) Objecto/Imagem b) Imagem/ Objecto 16 - Que outros factores podem ser relacionados para obter o valor da magnificação? 17 - Relembre a fórmula de correcção fotométrica em função da magnificação. Diga qual o factor de correcção em stops a aplicar quando M=2. Óptica Fotográfica 18 - O seu fotómetro de mão indica-lhe 1s – f/16. Se o factor de correcção fotométrica, em função de M, for igual a 6, e: a) Se não quiser alterar o valor f/, qual era a exposição fi nal em tempo? 32 Exercícios finais b) Se não quiser alterar o valor do factor tempo, qual a ex posição final em valor f/? 19 - Complete a tabela que relaciona os seguintes factores de correcção fotométrica com o respectivo aumento em stops: Factor 2= ____stop Factor 4= ____stop Factor 6= ____stop Factor 8= ____stop Factor 12= ____stop Factor 16= ____stop Factor 32= ____stop 20 - Está a fotografar em condições de magnificação M=1. O filme, de sensibilidade ISO160, falha na reciprocidade da seguinte maneira: - Entre 1s e 5s – factor + 1/2 stop - Entre 5s e 10s – factor + 1 stop 33 Exercícios finais O seu fotómetro manual deu-lhe a seguinte leitura: 1/15s – f/8. Qual a exposição correcta para o diafragma f/22? Correcção do teste 1 - c) 2 - 2 mm 3 - Máxima profundidade de campo: 2s – f/32; mínima profundidade de campo: 1/30s – f/4 4 - 5 s – f/32 5 - b) 6 - Aquela cuja distância focal é igual à diagonal do formato. 7 - 105 mm. Medida da diagonal do formato. 8 - 2xb 9 - Relação entre o diâmetro efectivo e a distância focal. 10 - Nitidez da imagem entre planos situados para cá e para lá do plano focado no assunto. 11 - A profundidade de campo está relacionada com a nitidez do assunto enquanto que a profundidade de foco relaciona a latitude de afastamento/aproximação do plano de foco, no interior da câmara, em relação à óptica, sem que se alterem as condições de nitidez da imagem. 12 - 2) 13 - Somatório dos múltiplos centros de cada lente individual e que representa o centro do conjunto óptico. 14 - (V) 15 - 2) 16 - 2) 17 - dI/dO Óptica Fotográfica 18 - +3 stops 19 - a) 6s – f/16; b) 1s – f/5,6/8 20 - factor 2 = 1 stop; factor 4 = 2 stop; factor 6 = 2-1/2 stop; factor 8 = 3 stop; factor 12 = 3-1/2 stop; factor 16 = 4 stop; factor 32 = 5 22- 3s – f/22 34 Glossário Acumulador Elemento que armazena e posteriormente liberta um impulso eléctrico. Acutância Medida física de nitidez de uma imagem. Almofada Na gíria fotográfica refere a aberração óptica que projecta linhas paralelas como linhas curvas – mais próximas no centro e mais afastadas no topo da imagem. Altas luzes Na gíria fotográfica designa as zonas mais luminosas de um assunto. Ângulo de cobertura Ângulo formado pelas linhas que ligam o ponto nodal posterior da óptica com os dois pontos extremos do círculo de nitidez do assunto; ângulo máximo sobre o qual a lente ainda é capaz de formar uma imagem de qualidade aceitável. Autofocagem Sistema auxiliar de focagem por emissão de sinal infravermelho. Axial O que está no eixo. Back Dispositivo de suporte, de modo geral amovível, para material fotossensível. Que possibilita a utilização, na mesma câmara, de diferentes tipos de formatos e suportes sensíveis à luz. Barril Na gíria fotográfica refere a aberração óptica que projecta linhas paralelas como curvas – mais próximas nos topos da imagem e mais afastadas no centro. Calibração Processo de conjugar o comportamento ou características de um dispositivo com determinado padrão. Calote integradora Semiesfera opalina que se coloca nos fotómetros manuais para integrar todas as luzes que incidem no assunto. Câmara esténopeica Câmara fotográfica sem meio óptico. Camera obscura Termo latino para designar quarto escuro. Com um pequeno orifício num dos seus lados, os objectos que estejam situados no exterior projectam sobre a parede oposta ao orifício, uma imagem real e invertida. Candela (Cd) Unidade de intensidade de luz. Cartão cinzento (forma portuguesa do Kodak neutral test card) Reflecte 18% da luz recebida, nas três cores RGB – densidade 0,75. Na face oposta é “branco” com 0,05 de densidade neutra (2 ¼ stops de diferença). Do lado cinzento é uma importante referência fotométrica (zona V no Sistema de Zonas); do lado branco é um bom elemento para o ajuste electrónico dos equilíbrios cromáticos. A maioria dos fotómetros está calibrada para uma reprodução fotográfica de 0,75 de densidade. CCD (Charges Coupled Device) Dispositivo para acoplamento de cargas. Inventado nos anos 60 nos laboratórios Bell, foi concebido como um tipo de circuito de memória para computadores. Devido à sensibilidade à luz das células que o compõem (silício), este dispositivo, semicondutor, pode ser usado como elemento fotossensível num aparelho de captação de imagens digital. É, basicamente, uma matriz de células fotoeléctricas capazes de armazenar uma carga eléctrica proporcional à luz captada. Cada célula, ou photosite, é responsável pela criação de um pixel. Como o CCD apenas regista quantidade de luz, tem de estar associado 35 Glossário a um conjunto de filtros vermelho, verde e azul para captar cor. Centro de uma lente Ponto de convergência do eixo óptico com o eixo meridional. Corpo da objectiva Estrutura onde estão colocados os diversos elementos da objectiva. CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor). Semicondutor complementar de óxido metálico com células sensíveis à luz, utilizado como elemento fotossensível em máquinas fotográficas digitais. Dispositivo semicondutor que utiliza dois circuitos de polaridades opostas. Consome pouca energia e é mais barato de produzir que o CCD. Curva característica Gráfico do comportamento de um suporte fotossensível analógico perante a luz e o processamento químico a que é sujeito. Coma (de cometa) Aberração óptica. Condensador Ver Acumulador. Compensação de exposição Correcção para evitar subexposições. 1) Em macrofotografia, aplicando a fórmula f´/ = f/ (M+1) em que f´/ = diafragma a usar; f/ = diafragma indicado pelo fotómetro de mão; M = magnificação; P = diâmetro do diafragma medido pela face posterior da óptica: diâmetro do mesmo diafragma medido pela face anterior da óptica. 2) Utilizando filtros na óptica, para compensar a luz subtraída – consultar tabelas ou aceitar a resposta fotométrica TTL. A compensação tempo de obturação / diafragma nas tabelas indicativas pode ser expressa de três maneiras. Em stops, exemplo: +1 ½, expor mais 1,5 stop; Idem em EV; ou por factores, multiplicando o factor pelo tempo de obturação. Exemplo: 1/8s – f/11 com factor 4 = 1/2s – f/11. Óptica Fotográfica flecte a diferença entre extremos. Quanto maior for a diferença entre tonalidades maior é o contraste. Em imagens monocromáticas refere-se à diferença entre a tonalidade mais escura e a mais clara. Em imagens a cores, as cores complementares são as que produzem maior contraste. Congelamento Na gíria fotográfica significa que o registo de um assunto em movimento ficou estático. Contraste Associado à cor e ao brilho de uma imagem, re- 36 Densidade (1) Logaritmo da opacidade na base 10 – mede o nível de obstrução à luz dos materiais fotossensíveis analógicos. (2) Número de pixels (pontos) por unidade de área, produzidos por um processo de impressão. Densitometria Estudo científico dos materiais fotossensíveis através da análise da sua densidade após processamento. Densitómetro Instrumento para medir as densidades de uma imagem. Digital Qualificativo que indica a utilização de dados representados de um modo numérico, em oposição ao analógico. Distância focal Distância entre a objectiva (ponto nodal posterior) e o plano de imagem nítida, com o foco em infinito. Divergir O que acontece a um raio de luz que atravesse uma lente negativa fora do eixo óptico. Ecrã de Cristais Líquidos (forma portuguesa de Liquid Cristal Display ou LCD). Monitor ou painel de informações alimentado electronicamente. Mostra uma representação visual Glossário temporária de dados digitais. Eixo óptico Linha imaginária perpendicular ao plano óptico que passa pelo centro de uma lente. Um raio de luz coincidente com o eixo óptico, não sofre refracção. Electricidade estática Atracção sofrida entre materiais com cargas eléctricas de sinal contrário. Emulsão Camada de gelatina com sais de prata em suspensão. Escala de cinzentos Número de tonalidades, entre o preto e o branco, que pode ser registado ou reproduzido por um sistema. Espectro visível A luz. A parte vísivel, com comprimentos de onda entre os 400 e 700 nm, do espectro electromagnético. EV (Exposure value) Valor de exposição em Português. É a escala de números onde cada um representa uma série fixa de relações tempo de obturação/diafragma, com exposição igual. Progressão geométrica de razão 2, com a expressão logarítmica EV = Log2 (f 2 / T) em que f = diafragma e T = tempo de obturação. A progressão de 1 valor EV na escala representa a duplicação da exposição; a subtracção de 1 valor EV representa a redução da exposição para metade. A numeração EV é, por isso, também utilizada como diferencial de stops. Por exemplo: a compensação de filtro em +1 EV ou em +1 stop refere, em ambas as expressões, o mesmo ajustamento. Exposição da câmara Quantidade de luz que chega ao elemento fotossensível por unidade de tempo. É determinada pela abertura do diafragma, pelo tempo de obturação e pelas luminâncias do assunto. Exposição encadeada Captação de várias versões da mesma imagem, com relações de exposição diferentes. Exposímetro Instrumento para indicação de exposições – tempo de obturação / diafragma – a aplicar nas câmaras fotográficas. Fazem leituras de luz incidente e reflectida. Fantasma Na gíria fotográfica significa que o registo de um assunto em movimento ficou muito arrastado. Filtro (1) Dispositivo óptico para reduzir determinados comprimentos de onda. (2) Parte de um software de manipulação programada para alterar a aparência de uma imagem. (3) Parte de um programa informático que é utilizado para converter um formato de ficheiro noutro. (4) Programa ou parte de uma aplicação, utilizados para remover ou filtrar dados. Filtro de densidade neutra Filtro sem cor que reduz a quantidade de luz transmitida. Flare Ver Luz parasita. Fotómetro Termo correntemente utilizado com o sentido de exposímetro. Fotossensível O que reage à luz. Gama Medida de contraste dos materiais fotossensíveis em que se relacionam as densidades obtidas com as luminosidades que lhe dão origem. Gradação Escala de valores. Gradiente médio Medida de contraste que relaciona as luminosidades do assunto com as luminosidades do material fotossensível. Mede-se a partir da tangente do ângulo constituído pela junção dos pontos mais significativos da curva e o eixo das luminosidades. 37 Glossário Grande-angular Objectiva com ângulo de cobertura mais aberto que a objectiva normal e distância focal mais curta. Lux (Lx) Medida de luz. Unidade de iluminação recebida por um corpo. Grayscale Ver Escala de cinzentos. Luz Energia que constitui a parte visível do espectro electromagnético e cujas radiações estão compreendidas entre 400nm e 700nm de comprimento de onda. Halo Anéis de prata revelada, produzidos por reflexão nos suportes fotográficos analógicos, quando a emulsão é atingida por pontos muito enérgicos de luz. Imagem latente Alterações moleculares produzidas nos sais de prata por acção da imagem projectada pela óptica. Imagem só visível após processamento químico. ISO (International Standards Organization) Organização das Nações Unidas responsável pelos sistemas de normalização internacional. Na fotografia, define e quantifica a sensibilidade dos materiais fotossensíveis. LCD Ver Ecrãs de Cristais Líquidos. Leitura fotométrica incidente Medição da luz que chega ao assunto fotográfico. Célula dirigida para a câmara. Leitura fotométrica reflectida Medição da luz remetida do assunto fotográfico para a câmara. Célula dirigida para o assunto. (Candelas /m2) Longitudinal O que se passa no sentido do eixo óptico. Óptica Fotográfica Luminosidade Qualidade da percepção visual que varia com a quantidade de luz que um determinado elemento transmite. O brilho de uma cor. Lúmen (Lm) Unidade de fluxo emitido por uma fonte luminosa. Luminância Quantidade de luz mensurável numa superfície. Cd/m2. Brilho. 38 Luz parasita Luz introduzida no interior da câmara através do meio óptico, sem pertencer à imagem. Magnificação Relação de escala linear entre imagem e objecto. Meios-tons Gradação contínua de densidades entre o preto e o branco. Menisco Lente com uma face côncava e outra convexa. Monocromático Imagem constituída apenas por variações duma cor. As imagens a “Preto e Branco” são constituídas por uma gama de cinzentos que pode ir do branco ao preto. Nanómetro Unidade de comprimento utilizada na medida da luz. Corresponde à milionésima parte de um milímetro ou bilionésima parte de um metro (10-9 m). n.º f/ Valor de diafragma. Cada abertura f/ é igual ao valor do diâmetro efectivo do diafragma dividido pela distância focal da objectiva. Objectiva normal A que tem uma distância focal semelhante à diagonal do formato do suporte fotossensível. Objectiva zoom Objectiva com distância focal variável entre dois Glossário parâmetros F-max e F-min, sem perder os ajustes de focagem (ver Zoom). Opacidade Relação entre a luz que incide na superfície dum material e a luz transmitida através dele. Paralaxe Diferença de enquadramento entre a imagem registada pelo meio óptico e a que é vista através do visor. Pára-sol Acessório que se aplica nas objectivas para evitar entradas de luz parasita. Película Suporte em poliéster sobre o qual é colocada a emulsão fotográfica. Pinhole camera Ver Câmara esténopeica. Poder de Cobertura Círculo nítido de imagem que uma objectiva produz. Tem de exceder a diagonal do formato da área fotossensível. As três cores primárias aditivas: vermelho, verde e azul. Sensitometria Estudo científico dos materiais fotossensíveis por avaliação da curva característica. Sombra Na gíria fotográfica designa as zonas menos luminosas de um assunto. Telémetro Dispositivo para medir distâncias. Teleobjectiva Objectiva com ângulo de cobertura mais fechado que a objectiva normal e uma distância focal mais longa. Teorema de Pitágoras O quadrado da diagonal dum triângulo recto é igual à soma dos quadrados dos catetos. Tons contínuos Transição suave entre tonalidades cromáticas. Zoom Termo inglês. Em gíria fotográfica refere uma objectiva que por deslocação de elementos ópticos na estrutura, adquire distâncias focais variáveis (ver objectiva zoom). Poder de resolução Capacidade de diferenciar pormenores. Profundidade de campo Nitidez da imagem entre planos situados para cá e para lá do plano focado no assunto. Profundidade de foco Latitude de afastamento / aproximação do plano de foco, no interior da câmara, em relação à óptica, sem que se alterem as condições de nitidez da imagem. Refracção da luz Desvio sofrido pela luz quando se altera a densidade do meio de propagação. RGB (Red, Green, Blue) 39 40 Óptica Fotográfica Bibliografia Encyclopedia of Photography, Focal Press, 1969 Encyclopedia of Practical Photography, New York, AM Photo, 1978 Kodak Professional Photoguide (Sixth Edition, Refª R28), Rochester, New York, Kodak Books, 1998 ADAMS, Ansel - The Camera, Little Brown & comp, 1994 ARNOLD, C. R. - Applied Photography, Londres, Focal Press, 1971 BUSSELLE, Michael - Master of Photography, Mitchell B, 1989 CLERC, J. R. - Fotografia Teoria y Practica, Barcelona, Ed. Omega, SA, 1975 HECHT, Eugéne - Óptica, Fundação Calouste Gulbenkian, 2000 HEDGECOE, John - O manual do fotógrafo, Porto Editora, 1982 LANGFORD, Michael - Advanced photography, Focal Press, 1991 LANGFORD, Michael - Fotografia básica, Dinalivro, 1989 LANGFORD, Michael - Professional photography, Focal Press, 1991 RALPH, E. Jacobson; Ray, SIDNEY F.; ATTRIDGE, Geoffrey G. - The Manual of Photography, London and Boston, Focal Press, 1988 41 42 Óptica Fotográfica Sítios na Internet Tenha em consideração que os endereços na Internet mudam frequentemente e os sítios aparecem e desaparecem com regularidade. Motores de busca como o Google (www.google.com), ou directórios como o PhotoLinks (www.photolinks. com), servem para localizar endereços de que não haja certezas de existência ou sobre os quais se tenha informação incompleta. Sugestões de sítios que podem servir de referência: Óptica fotográfica Beginners Guide to Lenses - www.photolinks.com/resources.html?p_page=cg_ lenses.html Understanding camera lenses - http://www.cambridgeincolour.com/tutorial/ camera-lenses.htm Library of photographic lenses - http://www.libraryofphotography.com/lenses. html História da Fotografia A History of Photography - www.rleggat.com/photohistory/ European Society for the History of Photography - www.donau-uni.ac.at/ eshph Fotojornalismo Fotojornalismo.com - www.fotojornalismo.com Instituto Gutenberg - www.igutenberg.org The Digital Journalist - www.digitaljournalist.org Outros Agfa - www.agfa.com Canon - www.canon.com Epson - www.epson.com E-zine sobre fotografia - http://www.ephotozine.com/ Fujifilm - www.fujifilm.com Foveon - www.foveon.com Hasselblad - www.hasselblad.com Kodak - www.kodak.com Linotype - www.linocolor.com Minolta - http://konicaminolta.com Nikon - www.nikon.com Polaroid - www.polaroid.com Samsung - www.samsung.com The Royal Photographic Society - www.rps.org 43 44 Óptica Fotográfica Índice de figuras 1. AS CÂMARAS FOTOGRÁFICAS E A ÓPTICA ���� 10 2. as objectivas 11 Figura •3•; •4• 11 Figuras •5•; •6• 12 Figuras •7•; •8• 13 Figuras •9•; •10• 14 Figura •11• 15 Figuras •12•; •13• 16 Figura •14•; •15• 17 Figuras •16• 18 Figura •17•;•18• 19 Figuras •19•; •20• 20 Figuras •21• 21 Figuras •22•;•23• 22 ���� ����� �������� ��� ��� ��� ��� ��� ��� � � ��� �� � ��� � � � � � � � ����� Figura •1•; •2• � �������� 8 ��� ��� 45 Índice de figuras ���� ��� ��� ��� � �� �� �� Figura •24•; •25• 23 �� ��� Figura •26• 24 � ��� ��� � �������� Figura •27• 25 � �������� ��������� ����� � � ���������� ���������� ��������� 3. perpectiva e ponto de vista 25 Figuras •28•; •29• 28 Figuras •30•; •31•; •32• 29 Óptica Fotográfica Figuras •33• 30 46 47
