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L'apertura del diaframma in fotografia

L'importanza del diaframma in fotografia: la luminosità, la profondità di campo, la nitidezza e la diffrazione.

I due parametri che maggiormente condizionano uno scatto sono il tempo ed il diaframma, in questa guida approfondirò il secondo. Nella denominazione di ogni ottica vengono sempre specificati diversi parametri, la luminosità massima è uno fra questi. Questa guida presume che abbiate già le conoscenze base per quanto riguarda il mondo delle lenti, in ogni caso se credete di conoscerle poco potete leggere la nostra guida alla terminologia nel mondo delle lenti per chiarirvi le idee.

Diaframma fotografico.

Il meccanismo per l'apertura e la chiusura del diaframma di un Canon 50mm f/1.8 II.

Generalmente un qualsiasi obiettivo, eliminando tutte le diciture relative a messa a fuoco, stabilizzatore e altre sigle, viene definito da due parametri fondamentali: la lunghezza focale (in millimetri) e la massima apertura focale.
Vediamo ad esempio il Canon EF 70-200mm f/4 L IS USM (un ottimo zoom prodotto da Canon)...

Canon EF = Il produttore, come ad esempio Nikon, Canon, Zeiss, Leica, eccettera...
70-200mm = Lunghezza focale espressa in millimetri.
f/4 = Apertura massima del diaframma, ovvero la luminosità della lente.
L = Il top di gamma della Canon, con bordino rosso e quasi sempre tropicalizzato.
IS = Stabilizzato.
USM = Con autofocus ultrasonico.

Canon 70-200 f/4 is.

Il Canon EF 70-200mm f/4 L IS USM.

Come abbiamo già detto, l'unico dato che rientra in questa guida è, per l'appunto, l'apertura del diaframma.
Lo potete riconoscere per essere sempre denominato con la lettera "f/" minuscola. Ma cosa significa realmente?
Innanzitutto va detto che il dato che vi viene mostrato è l'apertura massima. Questo valore è un po' contro intuitivo, perchè un numero grande significa poca luce, mentre un numero piccolo significa tanta luce. Per fare un esempio che forse può chiarirvi le idee dovete pensare ad un rubinetto che si chiude: il valore f/ dichiarato è il valore massimo di acqua che il rubinetto permette di far uscire, aumentando il valore andiamo a chiudere sempre di più il rubinetto, facendo uscire sempre meno acqua. Quindi il valore f/ definisce quanta luce al massimo può passare, ma andando ad aumentare il valore non facciamo passare più luce, andiamo a definire quanto stiamo chiudendo il rubinetto. Ora dovrebbe essere ovvio che maggiore è il valore, maggiormente "il rubinetto" è chiuso, meno acqua faciamo uscire, più tempo ci vuole per riempire un bicchiere. Minore è il valore, maggiore è il flusso massimo di acqua, meno tempo ci vuole per riempire il bicchiere.
Abbiamo capito che l'apertura dichiarata è il valore che determina la massima quantità di luce che l'obiettivo permette di far entrare nel sensore. Più basso è il numero, maggiore è la luce che l'ottica riesce a far passare. Per farla semplice un 50mm f/1.4 è molto più luminoso di un 50mm f/4. Bene, molto più luminoso.. ma quanto?
Per poterlo quantificare è necessario conoscere la seguente scala dei diaframmi:

f/1 - f/1,4 - f/2 - f/2,8 - f/4 - f/5,6 - f/8 - f/11 - f/16 - f/22 - f/32 - f/45 - f/64

Quella che potete vedere qui sopra è la scala standard dei diaframmi, la differenza che passa tra un valore e il suo successivo viene chiamato in gergo un f/stop. La differenza di luce che passa tra un f/stop e il suo successivo è sempre il doppio. La differenza fra un f/stop e l'altro non cresce in maniera lineare, ma esponenziale.

Gif animata diaframma obiettivo

Il funzionamento del diaframma.

Tornando al nostro esempio precedente, sarà più semplice capire la differenza tra un 50mm f/1.4 e un 50mm f/4. Dimezziamo la luce che entra nella fotocamera dell'f/1.4 e arriviamo a f/2, dimezziamo di nuovo e arriviamo a f/2.8, poi dimezziamo un ultima volta per arrivare a f/4. In pratica un obiettivo f/1.4 è otto volte (2x2x2) più luminoso di un obiettivo f/4, permette quindi, alla massima apertura, di usare tempi otto volte più veloci, quindi possiamo scattare in 1/125 di secondo anzichè in 1/2 secondo. Se vi interessano, ad esempio, le fotografie sportive, chiunque vi consiglierà un ottica più luminosa. Per meglio capire come i tempi influenzano lo scatto, puoi leggere la guida ai tempi in fotografia.

Ovviamente non siamo sempre costretti a lavorare alla massima luminosità possibile, la fotocamera ci permette infatti di cambiare il valore del diaframma. All'interno di ogni obiettivo ci sono delle piccole lamelle, a mano a mano che impostiamo un valore della f/ più alto (meno luminoso) le lamelle si chiudono, facendo entrare meno luce. Ma perché dovremmo voler cambiare il valore del diaframma? I motivi sono diversi, vediamo di elencarli in ordine di importanza:

I tempi di scatto

La prima e più ovvia conseguenza di avere più o meno luce che raggiunge il sensore è che, a parità di condizioni, meno luce facciamo entrare, più tempo sarà necessario per ottenere una foto correttamente esposta. Se stiamo cercando di ottenere la foto di un soggetto in movimento perfettamente nitida dovremo scattare con una grande apertura del diaframma, per tenere i tempi bassi. Se stiamo cercando un effetto creativo, come la scia dei fari di una macchina, dovremo chiudere l'apertura del diaframma, in modo da avere dei tempi più lunghi.

La nitidezza:

Generalmente un'ottica ha una nitidezza maggiore quando la usiamo due o tre f/stop più chiusa della sua massima apertura. Ovviamente questo è un discorso piuttosto generico, che vale soprattutto per gli zoom, esistono infatti ottiche che lavorano benissimo anche ad apertura totale. In questo caso l'unico modo per trovare il valore migliore da impostare per il vostro obiettivo è mettere la fotocamera su un treppiede, fare diverse foto (una per ogni apertura), e poi analizzare attentamente il risultato per trovare a occhio la foto più nitida (osservate specialmente i bordi).
Qui di seguito possiamo vedere una prova fatta con un mio obiettivo zoom. La differenza non è poi molta, ma in caso di ottiche iperluminose oppure molto grandangolari (o semplicemente di bassa qualità) ci saranno differenze estremamente evidenti.
Vi consiglio di fare delle prove con i vostri obiettivi. Ho personalmente visto un fotografo con un adesivo attaccato sull'ottica con i valori consigliati, io personalmente cerco di ricordarli a memoria (ritengo che vedere un fotografo "professionista" con l'etichetta del diaframma ottimale sull'obiettivo sia davvero ridicolo). Riuscite ad immaginare una macchina da corsa con un foglietto sul cruscotto con scritto "ricordati di cambiare marcia a 6.000 giri? Qui sotto potete notare l'enorme differenza in termini di nitidezza che danno due fotografie idemtiche, a sinistra scattata ad f/1.4, a destra ad f/5.6. Per essere sicuro al cento per cento di non avere problemi di profondità di campo, è la foto di una stampa sulla scatola di un telefono.

Test diaframma al centro del fotogramma.

Canon EF 50mm f/1.4 USM, test nitidezza al centro del fotogramma con apertura del diaframma di f/1.4 a sinistra e f/5.6 a destra.

La profondità di campo:

Per profondità di campo si intende la quantità di spazio in cui un soggetto risulta nitido all'interno della fotografia. Maggiore è il valore dell'f, maggiore è la profondità della zona a fuoco. Eviterò di dilungarmi in formule e tecnicismi, per farvi capire quello che intendo dire mi rivolgerò ad un esempio: Come potete vedere qui sotto gli scacchi in basso sulla foto risultano essere sempre più a fuoco a mano a mano che aumenta il valore dell'f/. Questo vi fa capire che nel caso in cui cerchiate la massima nitidezza e il maggior numero di soggetti a fuoco, come nella fotografia di panorama, sarà consigliato tenere un valore del diaframma piuttosto alto, mentre se volete un soggetto a fuoco che si staglia su uno sfondo sfocato, come nei ritratti, sarà meglio scegliere una maggiore apertura del diaframma. Qui sotto potete vedere una fotografia che mostra le differenze di nitidezza dello sfondo a diverse aperture del diaframma: f/1,4 a sinistra, f/2,8 al centro e f/8 a destra.

Profondità di campo a diversi diaframmi.

Test per la profondità di campo con diverse aperture del diaframma: f/1,4 a sinistra, f/2,8 al centro e f/8 a destra.

Le "stelline" sulle luci:

Nel caso di fotografie con illuminazione artificiale, soprattutto notturne, il diaframma modifica la fotografia in modo piuttosto evidente: Più è chiuso il diaframma, maggiore è l'effetto "stellina" che si forma intorno alle luci. Qui di seguito possiamo vedere un esempio, senza nessun intervento in post produzione. Il numero di raggi della "stellina" varia in base alle lamelle del diaframma nell'ottica. Attenzione perchè ad f/22 i tempi di scatto sono davvero lunghi e potresti anche incorrere in un altro problema: la diffrazione, che andremo a spiegare qui sotto.

Stellina con diaframma chiuso.

In questa foto è chiaro come, chiudendo il diaframma, si forma l'effetto "luce a stella". f/1.4 nella foto di sinista ed f/11 nella foto di destra.

La diffrazione:

Quando viene settato un parametro troppo chiuso per il diaframma, a causa di complicate ragioni ottiche, la fotografia perde in nitidezza. L'immagine appare quindi sfocata. Questo avviene perché i raggi di luce, quando sono costretti a passare in uno spazio troppo piccolo, interferiscono tra di loro ed iniziano a divergere. Se volete approfondire la diffrazione, cliccate su questo ottimo articolo.
Spesso e volentieri troverete siti o riviste che consigliano determinate aperture di diaframma piuttosto elevate. Ricordate sempre che i parametri vengono consigliati sullo standard Full Frame, se la vostra fotocamera è una APS-C, che quindi ha una dimensione del sensore più piccola di quella di una Full-Frame dovreste usare delle aperture del diaframma meno spinte. Nel caso di una fotocamera APS-C la matematica afferma che dovreste evitare di superare un valore del diaframma di f/11 per evitare di trovarmi a perdere in nitidezza. Vanno comunque aggiunte un paio di postille:
- Nelle mie prove ho visto che anche a f/16 il risultato è accettabile, a f/22 diventa quasi accettabile, con compromessi.
- Minore è il numero di Megapixel, minore è la diffrazione. Il valore di f/11 è relativo a 18 Megapixel su APS-C.
Nel caso di fotocamere full frame un valore di f/16 o f/22 è utilizzabile senza praticamente nessun problema, a meno di rari casi in cui è necessaria una nitidezza estrema in presenza di un numero estremamente elevato di megapixel. Con i 35 millimetri delle full frame i problemi iniziano a f/32.

L'aberrazione cromatica:

Un diaframma leggemente più chiuso (al massimo due o tre f/stop della massima apertura) diminuisce anche i problemi relativi alle alte luci. Le aberrazioni cromatiche sono dei difetti che appaiono nei punti in cui ci sono luci molto forti. Quelle che si vedono più spesso sono dette purple fringing e blue fringing. In pratica si forma un alone viola o blu intorno alle zone con alte luci. Utilizzando valori di apertura del diaframma ottimali il difetto diventa molto meno marcato.

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ftp icon Pubblicato il 07/11/2010
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