Fattore di ingrandimento

Fattore di ingrandimento di un obiettivo, focale, fattore di Crop, dimensione di un sensore, angolo di campo. Qual’è il fattore di ingrandimento di un obiettivo? E il suo fattore di zoom? Che significa “il mio obiettivo ha un fattore di ingrandimento 9x”?

Questo è un argomento che suscita molta curiosità, leggendo tra i vari form si nota come le risposte siano tra le più disparate. Dato che anch’io mi sono fatto più volte le stesse domande, ho cercato di approfondire l’argomento.

Iniziamo con l’introdurre il concetto del fattore di Crop di un sensore.

Da Wikipedia:
“In fotografia, l’espressione fattore di crop (crop factor nella letteratura in inglese: letteralmente fattore di ritaglio) indica il rapporto fra la diagonale di un tradizionale negativo 35 millimetri e la diagonale del sensore di immagini di una fotocamera digitale. Sono dette normalmente “a pieno formato” (full frame) le fotocamere che hanno un sensore di dimensioni pari al negativo 35 millimenti (fattore di crop pari a 1); sono invece a formato ridotto quelli più piccoli (fattore di crop maggiore di 1). Il termine crop si riferisce al fatto che un sensore più piccolo registra, a parità di condizioni, un’immagine che corrisponde a una porzione interna (un ritaglio) di quella che sarebbe registrata da un sensore più grande.”

Quindi per il momento ci limitiamo a dire che un obiettivo 50mm su una Micro 4/3 e un 100mm su un sensore Full-Frame saranno molto simili, ossia inquadreranno la stessa porzione di scena.  In questo caso si dice che il 50mm su Micro 4/3 produrrà una focale equivalente di 100mm su Full-Frame.
Attenzione a non confondere la focale con la focale equivalente, un 50mm resterà sempre un 50mm, quello che cambia è l’effetto prodotto sull’inquadratura.

L’angolo di campo chiamato anche “Field of View” di un obiettivo è il cono che partendo dal piano focale della fotocamera si estende nello spazio. Si riferisce al suo angolo visuale ossia quanto è estesa la sua visuale in gradi. Il “FOV” dipende dalla diagonale del sensore e dalla lunghezza focale dell’ottica.

Più il sensore è piccolo, più l’angolo visuale tende a stringersi (tecnicamente un ritaglio). Facciamo un esempio: un 50mm con un angolo di campo intorno 46° su Full-Frame, avrà un angolo di campo di 25° su Micro 4/3.

Ovviamente per un grandangolare avremo una visuale molto estesa es. 80°, per un obiettivo normale si riduce ad un campo visuale simile all’occhio umano intorno 40°-50°, e con i teleobiettivi si scende ancora con angoli visuali anche molto stretti es. qualche grado.

Da Wikipedia:
“Se la lunghezza focale dell’Obiettivo è un dato assoluto, l’angolo di campo invece varia in base alle dimensioni del Formato ed ogni sensore o fotogramma, determina almeno tre angoli di campo inquadrato: orizzontale, verticale e diagonale.
Indipendentemente dal formato (1:1, 4:3, 3:2, 16:9, ecc), la misura diagonale equivale la misura del diametro dell’area utile che circoscrive il Sensore (vedi cerchio di copertura), ma per un uso pratico, è spesso più utile conoscere l’angolo di ripresa orizzontale dell’obiettivo.”

Introduciamo adesso il concetto di obiettivo “normale”. Che significa “normale” quando si parla di un obiettivo?
Per definizione un obiettivo normale è l’obiettivo con la quale si ha lo stesso campo visivo dell’occhio umano. Questo si ottiene con una focale uguale alla diagonale del sensore, quindi per un Full-Frame 36mm (36mm x 24mm) il suo obiettivo “normale” avrà una focale di 43mm, per un 4/3 o Micro 4/3 il suo obiettivo “normale” avrà una focale di 21mm, per un medio formato 6×6 sarà di 79mm e cosi via.

Nella pratica le cose sono leggermente diverse, es. per un Full-Frame nonostante l’estensione visiva del 43mm  sia più vicina a quella dell’occhio umano, si associa ormai la definizione di “normale” al 50mm, tutto questo perché  la sua resa prospettica si avvicina di più a quella dell’occhio umano.

Ma ora ritornando al fattore di ingrandimento. Partiamo da una fotocamera Full Frame 35mm con il suo obiettivo “normale” 50mm. Visualizziamo un’oggetto di 1m distante 10m dal punto di ripresa.

Un 50mm ha un angolo di campo diagonale di 46°, orizzontale di 39° e verticale di 27°.

Dato il triangolo dell’angolo di campo, calcoliamo l’estensione dell’inquadratura a 10 metri di distanza.

Con un 50mm su una Full-Frame, a 10 metri di distanza si riesce a visualizzare una scena di 7 metri.
Se ne deduce che il nostro oggetto di 1m posto a 10m di distanza avrà:   (1/7)*100 = 14% dell’intera inquadratura.

Passiamo su un obiettivo di 100mm, il suo angolo di campo diagonale è di 24°, quello orizzontale di 20° e quello verticale di 13°. Calcoliamo l’estensione dell’inquadratura a 10 metri di distanza:

Con un 100mm su una Full-Frame, a 10 metri di distanza  si riesce a visualizzare una scena di 3.5 metri.
Il nostro oggetto di 1m avrà:   (1/3.5)*100 = 28% dell’intera inquadratura.

Passando su un obiettivo di 200mm, con il suo angolo di campo diagonale di 12°, quello orizzontale di 10° e quello verticale di 6.9°. Calcoliamo la sua estensione dell’inquadratura a 10 metri di distanza:

Con un 200mm su una Full-Frame, a 10 metri di distanza si riesce a visualizzare una scena di 1.75 metri.
Il nostro oggetto di 1m avrà:   (1/1.75)*100 = 57% dell’intera inquadratura.

Per un 400mm con il suo angolo di campo diagonale di 6°, quello orizzontale di 5° e quello verticale di 3.4°. Calcoliamo l’estensione dell’inquadratura a 10 metri di distanza:

Con un 400mm su una Full-Frame, a 10 metri di distanza si riesce a visualizzare una scena di 0.87 metri.
Il nostro oggetto di 1m avrà:   (1/0.87)*100 = 115% dell’intera inquadratura. Questo significa che con un 400mm si ottiene un livello di ingrandimento che rende l’oggetto più grande dell’intera inquadratura.

Ricordo che questi risultati sono stati ottenuti su sensore Full-Frame inquadrando un oggetto di 1 metro posto a 10 metri di distanza.

Conclusione

Tecnicamente la focale di un obiettivo riflette direttamente il suo Angolo di campo e di conseguenza l’estensione della scena che possiamo inquadrare. All’aumentale della focale, diminuisce l’Angolo di campo, inquadrando una scena che tende via via a stringersi.
Raddoppiando la focale si RADDOPPIA la dimensione di un oggetto sull’inquadratura con relativo ingrandimento 2x. Prendendo a riferimento una focale “normale” possiamo dire che ad ogni raddoppio applichiamo un fattore di ingrandimento 2x, per arrivare ad un 8x su un 400mm.

Allo stesso tempo (a parità di focale) l’angolo di campo è influenzato dal sensore, diminuendo le sue dimensioni passando da un Full-Frame ad un APS-C (Crop 1.6) oppure ad un Micro4/3 (Crop 2) l’angolo di campo diminuisce, riducendo la scena inquadrata.

Quindi come possiamo rispondere alla domanda “quanto ingrandisce il mio obiettivo 400mm”.  Su una Full-Frame, prendendo come riferimento un obiettivo “normale”, il 400mm equivale ad un fattore di ingrandimento 8x dato da 400/50.

Altra cosa è il fattore di Zoom che dipende unicamente dal rapporto tra focale massima e focale minima di un obiettivo. Es. un 70/200 avrà un fattore di zoom di 200/70=2.85

Dalla rete

• https://it.wikipedia.org/wiki/Angolo_di_campo
• https://it.wikipedia.org/wiki/Fattore_di_crop
• https://www.nikonschool.it/experience/formati-video.php
• https://it.wikipedia.org/wiki/Obiettivo_fotografico
• http://www.hwupgrade.it/forum/archive/index.php/t-2188313.html
• http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/camera-lenses.htm
• http://andreaguarise.blogspot.it/2011/10/angolo-di-campo-su-sensori-micro-43.html
• https://www.nikonclub.it/forum/lofiversion/index.php/t174092.html
• http://www.reflex-mania.com/simulatore-obiettivi-fotografici-nikon/