Scegliere un obiettivo per la fotografia di oggetti

Per la fotografia di un oggetto, l’obiettivo decide quanto la fotocamera che ha dietro. Stabilisce quanto la fotocamera deve avvicinarsi, quanto vengono ingrandite le parti dell’oggetto più vicine all’obiettivo, quanto restano dritti i bordi e quanta parte dell’oggetto è nitida. Questa guida passa in rassegna le scelte nell’ordine in cui contano per un’immagine destinata a essere misurata e confrontata.

Obiettivo macro o normale?

Un obiettivo macro è costruito per lavorare da vicino: mette a fuoco abbastanza vicino da mostrare un oggetto piccolo a grandezza naturale o a metà della grandezza naturale sul sensore, ed è corretto per un soggetto piano a quella distanza. La scheda tecnica di un obiettivo lo indica come ingrandimento massimo — 1:1, o 1,0×, significa che 10 mm dell’oggetto coprono 10 mm del sensore. La maggior parte degli obiettivi che non sono macro raggiunge soltanto una frazione di questo alla sua messa a fuoco minima.

1. 1:2 · METÀ DEL VERO — campo 72 × 48 mm, obiettivo a 3 f; es. Fujifilm GF120
2. 1:1 · AL VERO — campo 36 × 24 mm, obiettivo a 2 f; es. Sony FE 90 mm macro
3. 2:1 · DOPPIO DEL VERO — campo 18 × 12 mm, obiettivo a 1,5 f; es. Laowa 90 mm 2×
4. 5:1 · CINQUE VOLTE IL VERO — campo 7,2 × 4,8 mm, obiettivo a 1,2 f; es. Laowa 25 mm ultra macro

Per monete, perle, fibule, selci e piccoli cocci, un obiettivo macro è ciò che permette all’oggetto di riempire il fotogramma. Per oggetti più grandi del sensore di diverse volte — un vaso, una spada — va bene qualsiasi buon obiettivo a focale fissa a una distanza moderata, e il limite diventa invece il numero di pixel della fotocamera: vedi Scegliere una fotocamera.

Lunghezza focale e distanza di lavoro

A parità di ingrandimento, un obiettivo con lunghezza focale maggiore sta più indietro. In un semplice modello di obiettivo, l’oggetto si trova alla lunghezza focale per (1 + 1/m) dall’obiettivo:

Lunghezza focale	A metà della grandezza naturale (0,5×)	A grandezza naturale (1×)
50 mm	50 × 3 = 150 mm	50 × 2 = 100 mm
100 mm	100 × 3 = 300 mm	100 × 2 = 200 mm

Le cifre sono misurate dall’interno dell’obiettivo, non dalla sua parte anteriore, e molti obiettivi macro moderni accorciano la lunghezza focale quando mettono a fuoco da vicino, quindi lo spazio libero davanti al vetro è ancora minore. Controllalo sull’obiettivo stesso.

Lo spazio conta per due ragioni. La luce deve raggiungere l’oggetto da in alto a sinistra a 45° senza che la fotocamera o l’obiettivo la ombreggino. La seconda ragione è la prospettiva.

Per un dato obiettivo su una data fotocamera, Pixels on the Object dà l’ingrandimento, la distanza dall’oggetto e i pixel che l’obiettivo ci mette, per 109 obiettivi su 51 fotocamere, calcolati dalle cifre pubblicate dai produttori.

Pixels on the ObjectVedi quanto si avvicina ogni obiettivo, a che distanza dall’oggetto sta e quanti pixel ci mette.→

Prospettiva: perché un obiettivo più lungo mantiene onesto il piano dell’oggetto

Una fotocamera vede più grande ciò che è più vicino. Una parte dell’oggetto che sta h millimetri sopra la superficie su cui poggia, vista da D millimetri di distanza, è ingrandita di h ÷ (D − h) rispetto alla superficie. Per la sommità della Venere PHOTARCH, alta 47,7 mm:

• da 250 mm di distanza: 47,7 ÷ 202,3 = 23,6 % troppo grande;
• da 1.000 mm di distanza: 47,7 ÷ 952,3 = 5,0 % troppo grande.

1. FOTOCAMERA A 250 MM — la cima troppo grande del 23,6 %
2. FOTOCAMERA A 1.000 MM — la cima troppo grande del 5,0 %

La prospettiva dipende soltanto dalla distanza, non dall’obiettivo. Una lunghezza focale maggiore è ciò che permette alla fotocamera di stare più lontana e di riempire comunque il fotogramma. Visto da vicino, un grandangolo mostra anche le pareti interne di una ciotola o i lati di una perla in quella che dovrebbe essere una ripresa dritta dall’alto. Come questo influisce su una scala è svolto in La scala nella fotografia di oggetti.

Distorsione

Un obiettivo può curvare le linee rette verso l’esterno in direzione degli angoli (distorsione a barilotto) o verso l’interno (a cuscinetto). In entrambi i casi, un millimetro vicino al bordo del fotogramma non è lo stesso numero di pixel di un millimetro al centro, e questo conta non appena l’immagine viene misurata. Le tolleranze di ISO 19264-1 ammettono al massimo l’1,5 % di distorsione geometrica al suo livello più severo: un punto a 30 mm dal centro del campo può allora trovarsi fino a 30 × 0,015 = 0,45 mm da dove dovrebbe stare.

Gli obiettivi a focale fissa e quelli macro di solito distorcono meno degli zoom. Tieni l’oggetto al centro del fotogramma, e se il programma di sviluppo raw offre un profilo per l’obiettivo, usa la stessa impostazione per ogni immagine.

Diaframma, diffrazione e profondità di campo

Chiudere il diaframma approfondisce la zona nitida, ma oltre un certo punto è la piccola apertura stessa a disperdere la luce — diffrazione — e ad ammorbidire tutto. Da vicino, l’obiettivo si comporta come se fosse chiuso più della sua impostazione: l’apertura effettiva è il numero f × (1 + m). A grandezza naturale, f/8 agisce come f/16.

A f/16, la sfocatura da diffrazione è circa 2,44 × 0,00055 mm × 16 ≈ 0,021 mm di larghezza, essendo 0,00055 mm la lunghezza d’onda della luce verde — più di tre pixel su un sensore con pixel da 0,006 mm. La profondità di campo da vicino è circa 2 × numero f × c × (1 + m) ÷ m², dove c è la sfocatura accettata come nitida. Prendendo c come due di questi pixel (0,012 mm), a f/8:

• a grandezza naturale: 2 × 8 × 0,012 × 2 ÷ 1 ≈ 0,4 mm;
• a un quarto della grandezza naturale: 2 × 8 × 0,012 × 1,25 ÷ 0,0625 ≈ 3,8 mm.

Sulla maggior parte delle fotocamere da f/8 a f/11 è dove il guadagno in profondità comincia a costare nitidezza. Metti a fuoco a mano e controlla il risultato sul contorno dell’oggetto, che è ciò che si misura, oltre che sul suo punto più alto. Quando la profondità dell’oggetto è maggiore di ciò che f/11 può contenere, la risposta non è un’apertura più piccola ma più scatti — vedi Focus stacking più avanti.

Focus stacking

Un focus stack è composto da più fotografie dello stesso oggetto dallo stesso punto, ciascuna messa a fuoco un poco più in profondità della precedente, fuse in un’unica immagine in cui tutto l’oggetto è nitido. È la via per superare il limite visto sopra: un oggetto piccolo e profondo a forte ingrandimento può richiedere più profondità di quanta ne dia qualsiasi diaframma senza che la diffrazione ammorbidisca il dettaglio.

1. FOTOCAMERA FISSA — lo stesso punto per ogni scatto
2. UNA MESSA A FUOCO — una sola fetta sottile nitida: 3,8 mm dei suoi 47,7
3. FETTE A PASSI — nella profondità: 15 da 3,8 mm, sovrapposte
4. LA LAMPADA NON SI MUOVE MAI — 10:30, a 45° in alto

1. OGNI PASSO PIÙ PICCOLO — di una fetta: le fette si sovrappongono
2. UN PASSO TROPPO GRANDE — una fascia di lei che nessuno scatto tiene nitida

Uno stack è accettabile? Gli standard rispondono in modo diverso, e uno solo risponde direttamente:

1. SCATTI RAW — conservati accanto all’immagine
2. STACKING — Photoshop, Helicon Focus o Zerene Stacker
3. TIFF, O PSD — con gli scatti come livelli
4. PHOTARCH — il master di un PSD scritto come TIFF

La regola di Metamorfoze si adatta a ciò per cui è stata scritta. I suoi master sostituiscono originali piani che si deteriorano e vengono ritirati una volta digitalizzati, quindi il master deve essere una prova di prima generazione: uno scatto, intatto. Per gli oggetti tridimensionali il settore già funziona diversamente. Anche un modello 3D fatto per fotogrammetria è un composito — costruito da decine di fotografie sovrapposte, nessuna delle quali è un’immagine dell’intero oggetto — e tali modelli sono accettati come documentazione dell’oggetto. Un focus stack è un composito più piccolo dello stesso tipo: ogni suo fotogramma è una vera fotografia di una fetta dell’oggetto a fuoco.

Ciò che rende affidabile l’uno o l’altro è lo stesso, ed è ciò che FADGI chiede di un’immagine unita: conserva i fotogrammi e dichiara che l’immagine è un composito. In PHOTARCH lo stack — il TIFF, o il PSD a livelli — è l’immagine finita e non viene mai alterato una volta importato; conserva accanto a esso i fotogrammi raw da cui è stato fatto, come un modello fotogrammetrico conserva le sue fotografie, e scrivi nella scheda che è un focus stack.

L’app PHOTARCH misura quanta parte dell’oggetto è a fuoco, come quota dell’oggetto — almeno l’80 % per uno studio e il 95 % per una riproduzione, entrambi provvisori — ed esclude, segnalandole, le aree con troppa poca texture per essere giudicate. Allo stativo, la luce Sharp dice se il centro del fotogramma è nitido prima che si prema l’otturatore. Messa a fuoco e diaframma restano da impostare al fotografo.