Investigando para entender algo más sobre los defectos introducidos por los objetivos en las imagenes capturadas he hecho un resumen de todo lo que he encontrado. Como me ha resultado interesante he decidido colgarlo aquí por si a alguien le resulta de interés. Cualquier comentario que amplie o corrija este será bienvenido. El título de mi "conferencia" es:
Importancia de los objetivos en la calidad final de las imágenes: aberraciones y otros factores.
La capacidad resolutiva de un objetivo depende, entre otras, de las aberraciones y de la difracción.
Difracción: se produce porque en el borde de una superficie opaca (como las láminas de un diafragma), se dispersan ligeramente las ondas luminosas, lo que producirá pérdida de nitidez y contraste.
Cuando cerramos el diafragma las aberraciones se ven mitigadas y el único factor limitante es la difracción. Cuando abrimos el diafragma la difracción pierde importancia pero las aberraciones aumentan. Existe una abertura del diafragma conocida como “punto dulce” donde se optimizan las alteraciones en la imagen producidas por la difracción y las aberraciones, es decir, donde se obtienen los mejores resultados en cuanto a nitidez, contraste y unas mínimas alteraciones por aberraciones. Para cada objetivo es una apertura específica, pero si no conocemos cual es podemos considerar dicho punto entre f/8 y f/11.
Las aberraciones (del latín ab errare, ab: fuera; errare: errar, es decir, apartarse del camino, desviarse o extraviarse) provocan alteraciones diversas en la imagen.
Existen aberraciones monocromáticas: (a) de esfericidad (b) de coma (c) de curvatura de campo (d) de astigmatismo (e) de distorsión
y aberraciones cromáticas: (f) longitudinal (g) lateral
Dado que no hay grados de libertad suficientes en un objetivo (radios, grosores y espacios) para una corrección completa de todas las aberraciones, es usual durante su diseño aceptar una cantidad controlada de algunas de ellas, para compensar la presencia inevitable de otras.
ABERRACIONES MONOCROMÁTICAS:
(a) Aberración esférica: los rayos que pasan por los borde de una lente no convergen en el mismo foco que los que lo hacen por el centro de la lente (porque el ángulo de incidencia de cada rayo está en función de la curvatura de la lente), el plano focal se desplaza con la abertura. La imagen que proyecta una lente con aberración esférica es un punto luminoso rodeado de un halo. Este problema afecta a todos los objetivos, en mayor o menor medida. Las lentes con superficies aesféricas (no esféricas, con perfiles con forma de parábolas o elipses) ayudan a reducir esta aberración. También se puede atenuar limitando la superficie útil de la lente a su centro cerrando el diafragma (valores grandes de f/).
(b) Aberración de coma: de naturaleza similar a la anterior, en el sentido de venir explicada por diferencias en la refracción de los haces de luz en función de su ángulo de incidencia en la superficie curva de la lente. La luz con un mayor ángulo de incidencia es desviada con un ángulo distinto que la luz que entra más cerca del eje. El efecto son puntos de luz proyectados con un halo triangular y forma de cometa. Entre otras, se puede corregir mediante combinaciones de distintas curvaturas en una y otra cara de la lente (bending).
(c) Astigmatismo: es la diferencia entre las superficies curvas correspondientes a detalles sagitales (líneas orientadas hacia el centro de la imagen) y tangenciales (líneas perpendiculares a las anteriores): las líneas verticales y horizontales de una misma imagen se forman sobre dos planos distintos en lugar de coincidir
(d) Curvatura de campo: consiste en que el plano focal deja de ser plano y se convierte en una superficie curva que coincide parcialmente con el sensor (o la película) sólo en una pequeña zona central, es decir, la imagen solamente estará enfocada en la zona central de la imagen, y conforme nos alejemos de esta zona se irá desenfocando más y más. Estas dos últimas se corrigen a la vez combinando varias lentes en el objetivo, que pasará a ser “anastigmático”
(e) Distorsión: cuando las líneas rectas del sujeto se reproducen sobre la imagen (sensor) mediante curvas, son las distorsiones de barrilete y de cojín o almohadón. Se corrige colocando el diafragma en el centro del objetivo (también hay otros sistemas), un objetivo corregido en este tipo de distorsión se considera “ortoscópico”.
ABERRACIONES CROMÁTICAS:
(f) Aberración Cromática: los rayos de luz se refractan (desvían) más cuanto más corta es la longitud de onda (según el color la luz tiene una longitud de onda u otra, violeta-azul =onda corta, rojo=onda larga). Al llegar la luz al sensor los diversos rayos no van a incidir en el sitio en que deberían, ya que unos estarán más desviados que otros, se producirán varias imágenes coloreadas que se escalan en profundidad formando “irisaciones”. Se puede corregir con lentes convergentes y divergentes. Cuando tenemos un objetivo “acromático” quiere decir que la luz roja y azul convergen en el mismo foco, y cuando tenemos un objetivo” apocromático” quiere decir que además los rayos verdes también convergen en el mismo foco.
(g) Aberración cromática transversal: todas las longitudes de onda (colores) enfocan en el mismo plano, pero con desplazamientos laterales respecto del eje (centro).
Además de las aberraciones comentadas hay que tener en cuenta los reflejos internos y la luz parásita (flare) que afectan severamente al contraste de un objetivo y, por tanto, a la calidad de imagen, si bien no son aberraciones.
El viñeteo tampoco es una aberración, pero afecta a la calidad de imagen, y podemos considerarlo una propiedad de los objetivos. Hay tres tipos de viñeteo, según su causa: el óptico (o físico, o artificial); el natural; y el mecánico. El de origen óptico se da cuando la luz que entra por los bordes de la lente frontal se encuentra con las paredes internas del objetivo. A mayor abertura de diafragma mayor viñeteo. El viñeteo natural se produce porque los haces de luz que inciden en las zonas periféricas de la película o sensor recorren una mayor distancia que aquellos que alcanzan zonas cercanas al eje, y se dispersan en una superficie mayor. El mecánico se da cuando algún accesorio entorpece la entrada de la luz, como puede ser el caso de los filtros o los parasoles.
Dicho lo dicho ya os podéis imaginar el por qué de los precios que pagamos por los objetivos y por qué objetivos que en principio tienen la misma distancia focal y la misma luminosidad dan resultados completamente distintos. También os podéis imaginar lo complicadísimo que es técnicamente diseñar un objetivo (mecanismo de muy alta precisión): tipo de lentes, curvaturas, disposición, recubrimientos con sustancias exóticas para disminuir la refracción…. y que todo ello al final se posible de fabricar y….. a un precio razonable.
Además es necesario saber que hacer una fotografía no solamente se trata de medir la luz, elegir una combinación de apertura/tiempo, encuadrar y disparar. Es muy importante tener en cuenta la apertura que elegimos de entre las posibles, ya que de ello va a depender la calidad, nitidez y contraste de la imagen final (la apertura óptima es la anteriormente mencionada entre f/8 y f/11). Concretamente, las aberraciones que dependen de la abertura son la aberración cromática (aumenta linealmente con el radio de abertura), la aberración de coma (aumenta igual que el radio de apertura al cuadrado), la aberración esférica (aumenta igual que el radio al cubo), y el viñeteo.
Es cierto que a veces vamos a tener que tirar con aberturas grandes porque queremos poca profundidad de campo, o porque vamos a exponer durante muy poco tiempo para congelar una escena de acción, o porque tenemos muy poca luz. O por el contrario vamos a utilizar una apertura pequeña porque necesitamos mucha profundidad de campo, o porque deseamos algún efecto para lo cual es necesario un tiempo largo de exposición… En ambos casos, seguro que vamos a obtener una imagen de mucha calidad (nuestros equipos son muy buenos), pero debemos saber que vamos a perder algo de calidad en la imagen respecto a lo que podríamos obtener si utilizásemos el objetivo a su máximo rendimiento (en su “punto dulce”).
Espero que os haya resultado de interés y que os sirva de algo en vuestras próximas fotografías.
Si alguien desea profundizar más, la bibliografía y documentación que he consultado son: estudio Fundamentos de Fotografía Digital (de Efraín García y Rubén Osuna, anda por internet), Curso de Fotografía Argéntica (libro de René Bouillot), Los secretos de la Exposición Fotográfica (libro de Bryan Peterson).
Envio editado por: RAW man, el: 2008/08/28 15:11 Saludos
Olympus E-3; Zuiko ED 7-14 f4; Zuiko ED 12-60mm f2.8-4.0 SWD; Zuiko ED 50mm f2.0 Macro; Zuiko ED 50-200mm f2.8-3.5 SWD; Flash FL-50R; anillo extensión Zuiko EX-25; duplicador Zuiko EC-20; y un trípode GIOTTOS que es la caña
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Re:Teoría: aberraciones en objetivos
Date: 2008/08/28 16:40
By: Faustman
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Muy interesante el tocho este, jeje... buena currada te has pegao... Lo que no sabía yo es lo de apertura óptima del objetivo alrededor de f8 y f11, pensaba que los objetivos daban los mejores resultados un punto por encima del diafragma más abierto... De todos modos buen trabajo RAW man, este tipo de información siempre viene bien (además, que sino te la ponen, es la típica info que nunca se te ocurre mirar...)... Te pongo uno de estos karmas que no sirven para nada pero que reconocen el trabajo por y para todos...
Saludos CANON 40D + Tamron SP AF17-50mm f/2.8XR DiII + Flash Canon Speedlite 430 EXII OLYMPUS E-400 + OD 14-42mmED + OD 40-150mmED + OM 50mm 1.8
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Re:Teoría: aberraciones en objetivos
Date: 2008/08/28 17:44
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Faustman: en un curso que estuve de Olympus pregunté precisamente cual era la abertura ideal de los objetivos. El ponente me dijo que los Zuiko Digital de Olympus de la gama Pro (el 12-60 que disfrutas es de esa buena familia) tenían un rendimiento óptimo, y prácticamente lineal, desde f/4 hasta f/11. No obstante, y como no todos los objetivos son iguales, pues mejor no mojarse y a la hora de generalizar decir que es f/8-f/11. Gracias por el reconocimiento Saludos
Olympus E-3; Zuiko ED 7-14 f4; Zuiko ED 12-60mm f2.8-4.0 SWD; Zuiko ED 50mm f2.0 Macro; Zuiko ED 50-200mm f2.8-3.5 SWD; Flash FL-50R; anillo extensión Zuiko EX-25; duplicador Zuiko EC-20; y un trípode GIOTTOS que es la caña
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Re:Teoría: aberraciones en objetivos
Date: 2008/08/29 01:19
By: JoaQuim
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Bravo, RAWman. Es de los articulos que merecen ser leidos y releidos, con tu permiso voy a poner un link en "Preguntas mas frecuentes" para que no se pierda en el tiempo. EOS1DsMII, EF24-105L, EF100-400L, EF2xII, MP-E65macro, EF100macro, Flash580EX, Flash anular....
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Re:Teoría: aberraciones en objetivos
Date: 2008/10/28 05:11
By: maiteri
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Muchas gracias por compartir tu información. Te agadecería si me puedes ayudar con lo siguiente.
Hice unas pruebas para retratos con un Canon EF-S 7-85 4-5,6 IS, y decidí comprarmelo. La sorpresa ha sido al hacer puestas de sol, mar en calma, ... que salen lo que supongo que son aberraciones: circunferencias concentricas ( o trozos de ellas).
No he leído quejas de este estilo sobre este objetivo ¿Crees k es normal?
Es el primer objetivo que me compro (aparte del k venia con el Kit de la Canon 400D)
Muchas gracias.
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Re:Teoría: aberraciones en objetivos
Date: 2008/10/28 05:53
By: Faustman
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maiteri escribió: La sorpresa ha sido al hacer puestas de sol, mar en calma, ... que salen lo que supongo que son aberraciones: circunferencias concentricas ( o trozos de ellas).
Y no podría ser porque tengas puesto un filtro protector o de algún otro tipo? si no, se me hace bastante raro lo de los circulos concentricos, aunque no he probado esa lente...
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