Óptica Fotográfica

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
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Figura •1•; •2•
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8
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45
Índice de figuras
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Figura •24•; •25• 23
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Figura •26• 24
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Figura •27• 25
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3. perpectiva e ponto de vista 25
Figuras •28•; •29• 28
Figuras •30•; •31•; •32• 29
Óptica Fotográfica
Figuras •33• 30
46
47