>> Tecnologia eletrônica >  >> Câmeras >> Câmeras Digitais

LENTES DE CÂMERA MACRO


Uma lente macro literalmente abre um mundo totalmente novo de assunto fotográfico. Pode até fazer com que pensemos de maneira diferente sobre objetos do cotidiano. No entanto, apesar dessas possibilidades empolgantes, a fotografia macro também costuma ser um empreendimento altamente meticuloso e técnico. Como os detalhes finos costumam ser um componente-chave, as fotos macro exigem excelente nitidez de imagem, o que, por sua vez, requer uma técnica fotográfica cuidadosa. Conceitos como ampliação, tamanho do sensor, profundidade de campo e difração assumem uma nova importância. Este tutorial avançado fornece uma visão geral técnica de como esses conceitos se relacionam.

Foto cortesia de Piotr Naskrecki, autor de "The Smaller Majority ."

AMPLIAÇÃO


A ampliação descreve o tamanho que um objeto aparecerá no sensor da sua câmera, em comparação com seu tamanho na vida real. Por exemplo, se a imagem no sensor da sua câmera for 25% maior do que o objeto real, a ampliação será 1:4 ou 0,25X. Em outras palavras, quanto mais ampliação você tiver, menor poderá ser um objeto e ainda preencher o quadro da imagem.
Fotografia com ampliação de 0,25X
(o assunto está mais longe)
Fotografia com ampliação de 1,0X
(o assunto está mais próximo)

Diagrama destinado apenas como uma ilustração qualitativa; distâncias horizontais não mostradas em escala.

A ampliação é controlada por apenas duas propriedades da lente:a distância focal e a distância focal. Quanto mais próximo se pode focar, mais ampliação uma determinada lente será capaz de alcançar – o que faz sentido porque objetos mais próximos parecem se tornar maiores. Da mesma forma, uma distância focal mais longa (mais zoom) alcança maior ampliação, mesmo que a distância mínima de foco permaneça a mesma.

Notas:a "distância focal" é medida como a distância entre o sensor da câmera e o assunto, e a "distância focal da lente" é a distância focal real da lente (sem multiplicadores).

Lentes macro verdadeiras são capazes de capturar um objeto no sensor da câmera no mesmo tamanho que o objeto real (denominado macro 1:1 ou 1.0X). Estritamente falando, uma lente é categorizada como uma "lente macro" somente se puder atingir essa ampliação de 1:1. No entanto, "macro" é frequentemente usado livremente para incluir também fotografia de close-up, que se aplica a ampliações de cerca de 1:10 ou mais. Usaremos esta definição livre de macro para o resto do tutorial...
Observação sobre precisão :Os fabricantes de lentes definem inconsistentemente a distância de foco; alguns usam o sensor para a distância do assunto, enquanto outros medem a partir da frente ou do centro da lente. Se um valor de ampliação máxima estiver disponível ou mensurável, isso fornecerá resultados mais precisos do que a calculadora acima.

Observação sobre sensores recortados :Se você estiver usando uma lente full frame em um sensor recortado, a luz capturada no sensor aparecerá mais ampliada do que se fosse capturada usando um sensor full frame — mesmo que a distância focal seja a mesma. Isso ocorre apenas porque o sensor menor corta as regiões externas da imagem – não porque a lente ampliou a imagem. No entanto, se você quiser conhecer o efetivo ampliação acima, então um multiplicador de distância focal pode ser usado - mas apenas para lentes full frame em sensores recortados.

AMPLIAÇÃO E TAMANHO DO SENSOR


No entanto, apesar de sua utilidade, a ampliação não diz nada sobre o que os fotógrafos geralmente mais se preocupam:qual é o menor objeto que pode preencher o quadro? Infelizmente, isso depende do tamanho do sensor da câmera – que há uma grande diversidade nos dias de hoje.
Objeto em tamanho real
(24 mm de diâmetro)
Câmera compacta em 0,25X
Câmera SLR Full Frame em 0,25X

Todas as ilustrações acima são mostradas em escala.
O exemplo de câmera compacta usa um tamanho de sensor de 1/1,7" (7,6 x 5,7 mm).
Um quarto dos EUA foi escolhido porque tem aproximadamente a mesma altura de um quadro completo 35 sensor mm.

No exemplo acima, embora o quarto seja ampliado para o mesmo tamanho de 0,25X no sensor de cada câmera, o sensor menor da câmera compacta é capaz de preencher o quadro com a imagem. Tudo o mais sendo igual, um sensor menor é, portanto, capaz de fotografar assuntos menores.

Nota:o "tamanho do assunto pequeno" é medido ao longo da dimensão mais curta da foto.

EXTENSÃO DE LENTE E F-STOP EFICAZ


Para que uma lente de câmera focalize progressivamente mais perto, o aparelho de lente precisa se afastar do sensor da câmera (chamado "extensão"). Para ampliações baixas, a extensão é pequena, então a lente está sempre na distância esperada de aproximadamente uma distância focal do sensor. No entanto, uma vez que se aproxima de ampliações de 0,25-0,5X ou maiores, a lente fica tão distante do sensor que na verdade se comporta como se tivesse uma distância focal maior. Na ampliação de 1:1, a lente se move totalmente para fora até duas vezes a distância focal do sensor da câmera:
Escolha uma ampliação: 1:2 (0,5X) 1:1 (1,0X)

Nota:O diagrama assume que a lente é simétrica (ampliação da pupila =1).

A consequência mais importante é que o f-stop efetivo da lente aumenta*. Isso tem todas as características usuais, incluindo um aumento na profundidade de campo, um tempo de exposição mais longo e uma maior suscetibilidade à difração. Na verdade, a única razão pela qual "eficaz" é usado é porque muitas câmeras ainda mostram a configuração f-stop não compensada (como apareceria em baixa ampliação). Em todos os outros aspectos, porém, o f-stop realmente tem mudado.
*Observações técnicas: A razão pela qual o f-stop muda é porque isso realmente depende da distância focal da lente. Um f-stop é definido como a razão entre a distância focal e o diâmetro da abertura. Uma lente de 100 mm com um diâmetro de abertura de 25 mm terá um valor f-stop de f/4, por exemplo. No caso de uma lente macro, o f-stop aumenta porque a distância focal efetiva aumenta - não devido a qualquer alteração na própria abertura (que permanece no mesmo diâmetro, independentemente da ampliação).

Uma regra geral é que em 1:1 o f-stop efetivo se torna cerca de 2 stops maior que o valor definido usando sua câmera . Uma abertura de f/2.8, portanto, torna-se mais como f/5.6, e f/8 mais como f/16, etc. No entanto, isso raramente requer ação adicional do fotógrafo, pois o sistema de medição da câmera compensa automaticamente a queda de luz ele calcula as configurações de exposição:

Foto cortesia de Piotr Naskrecki.

Para outras ampliações, pode-se estimar o f-stop efetivo da seguinte forma:
F-Stop efetivo =F-Stop x (1 + Ampliação)
Por exemplo, se você estiver fotografando com ampliação de 0,5X, o f-stop efetivo para uma lente definida como f/4 estará em algum lugar entre f/5.6 e f/6.3. Na prática, isso significa que você precisará de um tempo de exposição 2 a 3 vezes maior, o que pode fazer a diferença entre poder tirar uma foto com a mão e precisar usar um tripé.
Observações técnicas:
A fórmula acima funciona melhor para lentes normais (perto de 50 mm de distância focal). Usar esta fórmula para lentes macro com distâncias focais muito maiores, como 105 mm ou 180 mm, tenderá a subestimar ligeiramente o f-stop efetivo da lente. Para aqueles interessados ​​em resultados mais precisos, você precisará usar a fórmula abaixo junto com a ampliação da pupila de sua lente:

F-Stop efetivo =F-Stop x (1 + Ampliação / Ampliação da pupila)

A lente macro de 180 mm f/3.5L da Canon tem uma ampliação da pupila de 0,5 a 1:1, por exemplo, resultando em um f-stop 50% maior do que se tivesse usado a fórmula mais simples . No entanto, usar a fórmula de ampliação da pupila provavelmente não é prático para a maioria das situações. O maior problema é que a ampliação da pupila muda dependendo da distância de foco, o que introduz ainda outra fórmula. Também raramente é publicado por fabricantes de lentes de câmeras.
Outras consequências da abertura efetiva incluem capacidade de foco automático e brilho do visor . Por exemplo, a maioria das câmeras SLR perde a capacidade de foco automático quando o f-stop mínimo se torna maior que f/5.6. Como resultado, lentes com valores mínimos de f-stop maiores que f/2.8 perderão a capacidade de foco automático quando em ampliação de 1:1. Além disso, o visor também pode ficar excessivamente escuro quando em alta ampliação. Para ver como isso ficaria, pode-se sempre configurar a câmera para f/5.6 ou f/8 e pressionar o botão "profundidade de visualização de campo".

Por fim, é importante observar que as câmeras Nikon corrigem automaticamente o f-stop efetivo . Em outras palavras, o f-stop relatado no visor/LCD da sua câmera Nikon aumentará progressivamente à medida que a distância de foco diminuir - mesmo que você nunca tenha alterado especificamente a configuração do f-stop usando métodos padrão.

MACRO PROFUNDIDADE DE CAMPO


Quanto mais se amplia um assunto, mais rasa se torna a profundidade de campo. Com fotografia macro e close-up, isso pode se tornar muito fino - geralmente apenas milímetros:

Exemplo de uma fotografia em close com uma profundidade de campo muito rasa.
Foto cortesia de Piotr Naskrecki.

As fotos macro, portanto, geralmente exigem configurações altas de f-stop para atingir a profundidade de campo adequada. Alternativamente, pode-se aproveitar ao máximo a pouca profundidade de campo que eles têm, alinhando o assunto com o plano de foco mais nítido. Independentemente disso, muitas vezes é útil saber quanta profundidade de campo se tem disponível para trabalhar:

Nota:Profundidade de campo definida com base no que parece nítido em uma impressão 8x10 vista a uma distância de um pé; baseado no círculo de confusão padrão para câmeras de 35 mm de 0,032 mm. Para ampliações acima de 1X, a saída é em unidades de µm (também conhecido como mícrons ou 1/1000 de mm).
*Se você estiver usando uma câmera Nikon SLR, marque esta caixa; caso contrário, deixe-o desmarcado.

Observe que a profundidade de campo é independente da distância focal; uma lente de 100 mm a 0,5X, portanto, tem a mesma profundidade de campo que uma lente de 65 mm a 0,5X, por exemplo, desde que estejam no mesmo f-stop. Além disso, ao contrário da fotografia de baixa ampliação, a profundidade de campo permanece simétrica em relação à distância de foco (profundidade de campo frontal e traseira são iguais).
Observações técnicas:
Ao contrário das primeiras impressões, a profundidade de campo não é inerentemente melhor com sensores de câmera menores. Embora seja verdade que um sensor menor terá uma maior profundidade de campo no mesmo f-stop, essa não é uma comparação justa, porque o sensor maior pode se safar com um f-stop mais alto antes que a difração limite a resolução. Quando ambos os tamanhos de sensor produzem impressões com a mesma resolução limitada por difração, ambos os tamanhos de sensor têm a mesma profundidade de campo. A única vantagem inerente é que o sensor menor requer um tempo de exposição menor para atingir essa profundidade de campo.

LIMITE DE DIFRAÇÃO DE MACRO


A difração é um efeito óptico que limita a resolução de suas fotografias — independentemente de quantos megapixels sua câmera possa ter (veja difração no tutorial de fotografia). As imagens são mais suscetíveis à difração à medida que o f-stop aumenta; em configurações de f-stop altas, a difração se torna tão pronunciada que começa a limitar a resolução da imagem (o "limite de difração"). Depois disso, qualquer aumento de f-stop subsequente apenas atua para diminuir ainda mais a resolução.

No entanto, em alta ampliação, o f-stop efetivo é, na verdade, o que determina o limite de difração - não necessariamente aquele definido pela sua câmera. Isso é contabilizado abaixo:

*Marque esta caixa se estiver usando uma câmera Nikon SLR; caso contrário, deixe-o desmarcado.
O resultado é o f/stop mostrado pela sua câmera, não necessariamente o f/stop efetivo.

Tenha em mente que o início da difração é gradual, então aberturas ligeiramente maiores ou menores do que o limite de difração acima não parecerão repentinamente melhores ou piores, respectivamente. Além disso, o acima é apenas um limite teórico; os resultados reais também dependerão das características de sua lente específica. Finalmente, a calculadora acima serve para visualizar a imagem 100% na tela; tamanhos de impressão pequenos ou grandes podem significar que o f-stop limitado por difração é realmente maior ou menor do que o sugerido acima, respectivamente.

Com a fotografia macro, quase sempre se está disposto a trocar alguma suavização induzida por difração por maior profundidade de campo . Não tenha medo de empurrar o f-stop além do limite de difração. A difração é apenas algo que você deve estar ciente ao escolher suas configurações de exposição, semelhante a como equilibrar outras compensações, como ruído (ISO) versus velocidade do obturador. Com câmeras digitais SLR em geral, as configurações de abertura de f/11-f/16 oferecem um bom equilíbrio entre profundidade de campo e nitidez, mas f/22+ às vezes é necessário para uma profundidade de campo extra (mas mais suave). Em última análise, porém, a melhor maneira de identificar a troca ideal é experimentar - usando sua lente e assunto específicos.

DISTÂNCIA DE TRABALHO E DURAÇÃO FOCAL


A distância de trabalho de uma lente macro descreve a distância entre a frente de sua lente e o assunto. Isso é diferente da distância de foco mais próxima, que é (geralmente) medida do sensor da câmera para o assunto.

Foto cortesia de Piotr Naskrecki

A distância de trabalho é um indicador útil de quanto seu assunto provavelmente será perturbado. Embora uma distância de trabalho próxima possa ser boa para fotografias de flores e outros objetos estacionários, ela pode perturbar insetos e outras criaturas pequenas (como fazer uma abelha voar de uma flor). Além disso, um assunto na grama ou outra folhagem pode tornar as distâncias de trabalho mais próximas irreais ou impraticáveis. Distâncias de trabalho próximas também têm o potencial de bloquear a luz ambiente e criar uma sombra no assunto.

Em uma determinada ampliação, a distância de trabalho geralmente aumenta com a distância focal . Esta é muitas vezes a consideração mais importante ao escolher entre lentes macro de diferentes distâncias focais. Por exemplo, a lente macro de 100 mm f/2.8 da Canon tem uma distância de trabalho de apenas ~150 mm (6") com ampliação de 1:1, enquanto a lente macro de 180 mm f/3.5L da Canon tem uma distância de trabalho mais confortável de ~300 mm (12") na mesma ampliação. Isso muitas vezes pode fazer a diferença entre ser capaz de fotografar um assunto e assustá-lo.

No entanto, outra consideração é que distâncias focais mais curtas geralmente fornecem uma fotografia mais tridimensional e imersiva. Isso é especialmente verdadeiro com lentes macro, porque a maior distância focal efetiva tenderá a achatar a perspectiva. Usar a distância focal mais curta disponível ajudará a compensar esse efeito e proporcionará uma maior sensação de profundidade.

QUALIDADE DE IMAGEM EM CLOSE-UP


A maior ampliação do assunto também amplia as imperfeições da lente da câmera. Isso inclui aberrações cromáticas (auréolas magenta ou azuis ao longo das bordas de alto contraste, principalmente perto dos cantos da imagem), distorção da imagem e desfoque. Todos estes são mais aparentes quando se usa uma lente não macro em alta ampliação; por outro lado, uma lente macro verdadeira atinge a qualidade de imagem ideal perto de sua distância mínima de foco .

O exemplo abaixo foi tirado com ampliação de 0,3X usando uma câmera compacta em sua distância de foco mais próxima. Como esta é uma lente não macro padrão, a qualidade da imagem sofre claramente:
Close-up em 0,3X usando uma câmera compacta
Colheitas mostradas com 100% de zoom
As imagens acima são mostradas mesmo após a aplicação de nitidez de captura agressiva.

Observe como as aberrações cromáticas e a suavidade da imagem são mais pronunciadas mais longe do centro da imagem (corte vermelho). Embora o corte central (em azul) não seja tão nítido quanto se espera, a aberração cromática é muito menos aparente.

Para opções adicionais de fotografia macro, consulte também o tutorial em:
Tubos de extensão macro e lentes de close-up
Para um artigo introdutório, consulte também a Introdução à Técnica de Macrofotografia