Objetivas, profundidade de campo e distância hiperfocal.

É muito comum ouvirmos pessoas se referindo à objetiva fotográfica como lente. Como visto na imagem ao lado, há um equívoco nesta afirmação, uma vez que uma objetiva é, geralmente, formada por um conjunto de lentes com funções diferentes como, por exemplo, correções de aberrações cromáticas, distorções geométricas, etc. Nesta postagem, iremos sempre nos referir à objetivas fotográficas e aos efeitos do uso de aberturas do diafragma e das distâncias focais sobre o número de planos nítidos na imagem. 

Um dos aspectos mais importantes da operação de objetivas fotográficas se refere ao controle de exposição oferecido pelo diafragma, ou seja, ao controle da quantidade de luz ideal para formarmos uma imagem sem áreas demasiadamente superexpostas ou subexpostas. Na figura abaixo, notamos "dentes" que se articulam para aumentar ou diminuir o diâmetro do orifício pelo qual a luz passa em direção ao sensor da câmera.

Também devemos citar como função de objetivas, o controle da profundidade de campo, ou seja, do número de planos que estarão nítidos na imagem registrada. Isso significa que é possível priorizar nitidez em um plano e desfocar os demais. Quanto maior a abertura do diafragma, menor a profundidade de campo. Note que a profundidade de campo atua em um intervalo que se inicia pouco antes do plano priorizado para nitidez e segue além dele até o limite estabelecido pelas configurações utilizadas no momento da captura da imagem.

Devemos nos atentar à representação do valor de abertura do diafragma pela letra "f". Valores de f baixos representam grandes aberturas do diafragma enquanto valores altos representam diafragmas mais fechados.

Além da abertura do diafragma, a distância focal de cada objetiva também interfere na profundidade de campo e está diretamente relacionada com o ângulo de visão e com a aproximação do objeto (zoom). Quanto maior a distância focal, menor o campo de visão e maior a aproximação. Uma das conseqüências mais óbvias do aumento da distância focal utilizada é a perda do número de planos nítidos, ou seja, há uma diminuição da profundidade de campo.

Mas, talvez, uma das maneiras mais eficientes de se aumentar a profundidade de campo é se distanciando do objeto fotografado. Note que, como visto na postagem sobre Fator de Corte, o tamanho dos sensores das câmeras tem influência no ângulo de visão das objetivas.

A figura abaixo resume as relações estabelecidas até agora:

-Quanto maior a abertura do diafragma, menor a profundidade de campo.

-Quando maior a distância focal, menor a profundidade de campo.

-Quanto maior a distância do objeto, maior a profundidade de campo.

Em objetivas com distância focal variável (zoom), deve-se prestar atenção nos valores de f referentes às aberturas máximas do diafragma de acordo com a distância focal. Por exemplo, para uma objetiva 18-200mm com f 3.5-5.6, a leitura é feita da seguinte maneira: quando a distância focal for 18mm, o valor máximo de abertura do diafragma será 3.5 e, quando estiver em 200mm, 5.6. Ou seja, diminui-se a quantidade de luz recebida pelo sensor em detrimento do zoom aplicado.

Lentes claras (abertura máxima menor ou igual à 2.8) são mais caras por terem a habilidade de manter a abertura do diafragma em qualquer distância focal utilizada.

Para fotografia de paisagens é necessário, ainda, aplicarmos o conceito de distância hiperfocal. O esquema abaixo ilustra tal conceito:

A distância hiperfocal nos permite trabalhar com precisão a quantidade de nitidez aceitável a frente do plano focal. Se estabelecermos o foco exatamente no valor de distância hiperfocal, a nitidez aceitável se inicia na metade do caminho entre o sensor e o plano de foco e continua até o infinito. Assim, para paisagens, devemos respeitar minimamente os valores de distâncias hiperfocais. Se estabelecermos o foco além deste valor, a nitidez continuará até o infinito, mas não aproveitaremos a nitidez aceitável nos planos iniciais da mesma maneira.
A distância hiperfocal é uma propriedade ótica que depende dos valores de diafragma, da distância focal, do tipo de sensor da câmera e do círculo de confusão. Este último diz respeito ao tamanho máximo de impressão e, também, da distância mínima que deve ser mantida afim de que o visualizador continue vendo a imagem com definição. Parece complicado pensar em todos estes parâmetros ao mesmo tempo, mas a produção de tabelas a partir de ferramentas on line para estes cálculos podem nos ajudar a tomar decisões rápidas em relação ao posicionamento do plano focal em uma cena.
Objetivas grande-angulares alcançam nitidez até o infinito com distâncias menores até o plano focal e, por isso, na maior parte das vezes, tais tabelas dão preferência à valores de distância focal que variam de 12mm à 35mm, muito utilizadas para fotografias de paisagens.
Para criar sua própria tabela, clique aqui.
Procure utilizar valores de diafragma extremos com dois ou três valores intermediários como referência para criar uma tabela pensando nas possibilidades de seu equipamento.

Balanço de branco em câmeras digitais.

A interpretação da luz ambiente e a forma como ela será trabalhada são decisivas na obtenção de uma boa imagem. Retratar o mundo com fidelidade de cores ou, ainda, com fidelidade de emoções são decisões que partem da maneira como o fotógrafo deseja que seu trabalho seja recebido pelo público. De qualquer maneira, entender como a luz se comporta em meios gasosos e/ou líquidos é fundamental no planejamento da fotografia. O Balanço de Branco ou White Balance (WB) oferece o controle da temperatura de cor (Kelvin- K), que é necessário para estas questões.

As diferenças entre as cores irradiadas por diferentes fontes de luz são medidas pela escala de temperatura termodinâmica Kelvin. Quanto maior a energia irradiada pela fonte, maior a temperatura de cor. Podemos notar que a chama de um maçarico irradia mais energia do que a chama de uma vela e, portanto,  a luz azul tem uma temperatura de cor mais elevada do que a luz amarela.

Para corrigir o espectro de cores apresentados em uma imagem, é necessário identificar a temperatura da luz ambiente e neutralizá-la para reproduzir as cores de forma correta.

Os ajustes de balanço de branco (WB) efetuados diretamente na escala Kelvin são encontrados a partir de câmeras semi-profissionais. As câmeras inferiores apresentam programações pré definidas para valores de WB como: lâmpada incandescente, fluorescente, luz do sol, flash, tempo nublado e sombra.

Vale notar na figura acima que os ajustes programados para balanço de branco oferecem menos possibilidades de correção ou uso criativo deste recurso, uma vez que tem valores fixos de temperatura de cor. Também vale frizar que o uso do balanço de branco em modo automático só tem assertividade dentro da faixa de temperatura de cor que vai de 3.000 até 7.000K.

O ajusto de temperatura de cor no modo "K" permite uma graduação muito mais refinada de valores, que são alterados com intervalos de 100K em câmeras semi-profissionais.

Então, se você identificar um excesso de luz ambiente avermelhada e deseja manter a fidelidade de cores de sua imagem, deve-se abaixar a temperatura Kelvin no ajuste WB  afim de neutralizar o vermelho.

Analogamente, o fotógrafo pode decidir tornar um pôr do sol mais avermelhado aumentando a temperatura de cor para valores maiores do 5.500K, ou seja, o fotógrafo mente para sua câmera ao informar que a luz ambiente é azulada e a câmera tenta neutralizar o excesso de azul adicionando mais amarelo.

Na prática, diz-se que, para “esquentar” uma imagem, altera-se a temperatura para valores superiores à temperatura da luz branca (luz do sol), que gira em torno de 5.500K. Já para “esfriar” um imagem, altera-se para valores inferiores à 5.500K.

Adotando a mesma linha de pensamento, se buscamos fidelidade de cores em nossa imagem, devemos informar valores de temperatura de cor próximos ao da luz predominante na cena que desejamos registrar. 

Já debaixo d'água, o balanço de branco deve ser pensado de forma diferente, principalmente para quem não possui flash e pretende fotografar em profundidades superiores à 10m, mesmo com ótima visibilidade. O uso do flash implica que o mergulhador deverá respeitar o alcance de seu equipamento para que a temperatura de cor da luz predominante seja de aproximadamente 5.000K.

Na água, as cores com maior comprimento de onda e menor energia são absorvidas primeiro. O vermelho é absorvido e desaparece em profundidades superiores a 15m, o laranja desaparece em profundidades superiores a 25m, o amarelo desaparece depois dos 40m e o verde por volta dos 70m de profundidade. A cor azul, com menor comprimento de onda e maior energia, é a última a desaparecer. Por isso, fotos subaquáticas costumam ganhar um aspecto azulado quando feitas sem o uso de flash.

Nesses casos, é fácil recuperar grande parte das cores compensando o excesso de azul por meio do uso de temperaturas de cor acima de 6.000K. Por exemplo, na primeira imagem, o utilizei um balanço de branco de 9.000K para neutralizar o excesso de azul a 12m de profundidade, enquanto na segunda utlizou valores superiores a 40.000K (tratamento digital) para neutralizar o excesso de azul à 40m.

Apesar de serem mundos distintos, a técnica fotográfica continua a mesma. Ela é baseada na compreensão de fenômenos físicos como o comportamento da luz em meios diferentes e das temperaturas de cor produzidas pela fragmentação do espectro de cores que formam o branco.

Fotometria.

Para os iniciantes na fotografia, medir a quantidade de luz ideal para se obter uma imagem  bem exposta faz parte dos conceitos técnicos que mais oferecem dificuldades. Enxergar o mundo pelas lentes de uma câmera requer a compreensão de como a câmera o enxerga: uma enorme variante de tons de cinza que vão desde o branco até o preto absoluto.

Para tanto e a grosso modo, podemos categorizar três zonas distintas em uma cena: baixas luzes (sombras), meios-tons e altas luzes (realces). Dentro destas possibilidades, os meios tons são responsáveis pela maior captura de textura e, por isso, trabalhá-los de forma a expandir sua presença nas imagens garante resultados mais ricos e atraentes aos olhos humanos por criar fotos com grande contraste.

Quando visualizamos o fotômetro de câmeras digitais, temos a seguinte disposição:

Cada unidade do fotômetro corresponde a um ponto de luz, ou seja, quando variamos a medição de luz do fotômetro em mais um ponto, isto quer dizer que permitimos que o dobro de luz chegue ao sensor da câmera. Da mesma maneira, quando diminuímos em um ponto de luz, estamos reduzindo pela metade a quantidade de luz da cena. Estes pontos de luz são exatamente a diferença entre os tons de cinza que compõe a escala tonal percebida pela câmera. A diferença entre um tom de cinza e o próximo é exatamente o dobro de luz.

Nesta figura é possível observar que, para que conservemos informação e textura em todas as áreas de nossa imagem, é necessário que a luz capturada esteja dentro de um intervalo (alcance dinâmico) com, no máximo, 4 pontos de luz de diferença entre sombras e realces.

Os olhos humanos são capazes de identificar e se ajustar a uma grande variedade de tons de cinza em uma única cena. O mesmo não acontece com câmeras digitais. Para que possamos desenvolver uma boa linguagem fotográfica, devemos entender quais são as possibilidades para ajustar as informações importantes da imagem desejada dentro do intervalo de tons capturados pela câmera digital.

Como podemos notar na figura acima, enquanto o filme analógico é capaz de identificar 12 tons do preto até o branco, a câmera digital captura apenas 5 tons, os quais se distribuem por uma latitude de luminância (alcance dinâmico) com 4 pontos de luz de diferença entre sombras e realces.
Nos modos semi-automáticos A/ Av, S/Tv e P, podemos reajustar o referencial de exposição da câmera através do comando para compensação de exposição +/- . Quando alteramos o valor base de zero para, por exemplo, +1, estamos informando a câmera de que gostaríamos de ter a exposição de nossa imagem calculada para que esta esteja ligeiramente super exposta ao permitir que o dobro de luz chegue ao sensor da câmera.

Ainda, podemos notar que cada unidade do fotômetro é dividida em terços e que cada um destes terços responde aos ajustes escolhidos durante a captura. Para cada três alterações com o propósito de permitir a entrada de mais luz ou reduzí- la, temos a variação de um ponto de luz. Assim, quando aumentamos o ISO de 100 para 200, permitimos o dobro de luz na cena. Quando fechamos o diafragma de 5,6 para 8,0, diminuímos pela metade a quantidade de luz que chega ao sensor e, por fim, se diminuirmos a velocidade do obturador de, por exemplo, 1/640 para 1/320, dobramos novamente a quantidade luz da cena que será registrada.

Portanto, controlamos a quantidade de luz que chega ao sensor pela manipulação de três parâmetros: ISO, abertura do diafragma e velocidade do obturador. Podemos utilizá-los individualmente ou em conjunto afim de restringir ou aumentar a quantidade de luz da cena para termos uma boa exposição. 

Para aumentar nosso controle sobre a exposição da imagem, o ideal é utilizar o modo de medição pontual da câmera, ou seja, o fotômetro vai responder a quantidade de luz sob o ponto escolhido para informar qual é o primeiro plano da imagem (foco). Vale notar que o foco não interfere na fotometria. Podemos medir a luz em uma dado plano da cena e realizar o foco em outro.

Quando medimos a luz de uma cena afim de zerar o fotômetro, estamos informando a câmera de que desejamos tornar aquela região o referencial para meios tons. 

O resultado final da imagem capturada pode ser visualizado em um histograma gerado a partir do arquivo JPEG utilizado para exibição no monitor da câmera. O histograma mostra como os pixels se distribuem na imagem desde o preto até o branco passando pelos meios tons.

Na figura acima, notamos que, quando o lago é utilizado como referência de meio tom, a maior parte do histograma se distribui entre baixas luzes e meios tons ao passo que o céu, ligeiramente super exposto, é representado por poucos pixels do lado direito do gráfico. Ainda assim, nosso histograma se espalha ao longo de todo eixo e, assim, vemos que os pixels estão distribuídos ao longo de toda escala tonal, o que resultou em uma imagem com alto contraste. 

Por outro lado, quando minha referência de meio tom passa a ser o céu, a diferença de luz entre ele e o lago passa a ser de 3 pontos de luz. Quando pensamos no fotômetro, notamos que, a partir do zero, temos dois pontos de luz para cada lado afim de manter textura e informação na imagem capturada. Com 3 pontos de diferença com o céu, perdemos a informação da maior parte da foto, que passa a ter a maior parte dos pixels concentrados em áreas de baixa luz no lado esquerdo do gráfico, ou seja, estas áreas se tornaram sub expostas enquanto o céu passou a ter a maior parte da informação. Desta vez, não há uma distribuição homogênea de pixels ao longo da escala tonal, o que resultou em uma imagem com baixo contraste.

É preciso planejamento quando vamos decidir quais partes da cena representarão meios tons. Muitas vezes, é necessário o uso de iluminação artificial afim de resgatar informação e manter os pixels dentro do intervalo de 5 pontos de luz registrados pelas câmeras digitais. Ainda assim,  entender sua dinâmica e método de enxergar o mundo se faz necessário para que alcancemos o resultado desejado.

Apresentação

O registro fotográfico trata da percepção que o fotógrafo tem sobre o mundo e, portanto, traz consigo a complexidade do olhar de seu autor. Todos enxergamos o mundo pelas frestas de nossas próprias experiências. Sendo assim, com alguns poucos anos de vida, a combinação de nossas vivências já nos moldou em seres únicos e completamente diferentes um dos outros. Cada imagem retrata um olhar, cada imagem é única. 

Este blog é dedicado ao exercício fotográfico como forma de expressão, como ferramenta para o entendimento de uma pequena faceta no mosaico de influências que nos compõe.