APS, pieno formato e lunghezza focale equivalente

APS, pieno formato e lunghezza focale equivalente

lunghezza focale equivalente

La “lunghezza focale equivalente”

Iniziamo questa lezione del nostro corso di fotografia dedicato al concetto di “lunghezza focale equivalente” riassumendo brevemente alcuni punti di partenza essenziali relativi alle dimensioni del sensore e ai suoi standard.

Attualmente il mercato delle fotocamere reflex digitali offre prodotti che hanno sensori di differenti dimensioni che vanno dal “pieno formato” (che misura 24*36mm, ossia come la tradizionale pellicola) a quelli minori come APS, nelle diverse varianti, e FOVEON, e altri ancora più piccoli.

I più diffusi in assoluto sono oggi il “pieno formato” e gli APS C, presente in due varianti, una usata da Canon e una da Nikon e altri produttori.

La differenza sostanziale per gli utilizzatori finali sta nel fatto che gli APS (e in generale i sensori più piccoli del 24*36mm) “cambiano” e “aumentano” la lunghezza focale dell’obiettivo. Ci sono ovviamente altre differenze, ma sono di carattere strettamente tecnico ed esulano dallo scopo di questa lezione.

Il sensore APS “aumenta” la lunghezza focale?

Avrete sentito spesso dire che i sensori APS “cambiano” o “aumentano” la lunghezza focale degli obiettivi. In termini empirici la frase può anche star bene perché serve comunque a rendere l’idea di cosa accade in realtà nella foto, ma tecnicamente è errata. Vediamone il motivo analizzando rapidamente il significato dei termini usati:

Lunghezza focale

È la distanza (in millimetri) tra centro ottico dell’obiettivo e piano pellicola (o sensore) alla quale viene messa a fuoco l’immagine di un punto che si trova all’infinito. Si tratta di una caratteristica che dipende quindi esclusivamente dalla struttura dell’obiettivo ed è sua propria: non cambia al variare della fotocamera sui cui viene montato.

Angolo di campo

L’angolo di campo dell’obiettivo dipende invece dalla sua lunghezza focale ma anche dalle dimensioni della “superficie sensibile”, ossia del sensore (prima era la pellicola). Questo valore non è quindi proprio dell’obiettivo, ma dipende da esso come dal corpo macchina su cui viene montato.

Fissiamo dunque questo concetto essenziale: a parità di dimensioni del sensore, più è lunga la focale più stretto risulta l’angolo di campo, ossia minore è la porzione di realtà inquadrata. Allo stesso modo, più è piccolo il sensore usato più si riduce l’angolo di campo di un medesimo obiettivo.

Lunghezza focale equivalente

Si tratta di un parametro inventato con la nascita delle fotocamere digitali e serve a esprimere proprio questa variazione dell’angolo di campo (e quindi della porzione di realtà inquadrabile) che viene provocata dall’uso di sensori più piccoli.

Più piccoli di cosa, si chiederanno molti?

Più piccoli del tradizionale 24*36mm, che era, ed è ancora oggi, il formato del fotogramma sulla classica pellicola per reflex 35mm; esso è rimasto sempre tale (e unico) sin dalla nascita di questa categoria di fotocamere e, data la sua enorme diffusione, tutti i fotografi (così come i manuali) lo hanno sempre considerato il punto di riferimento, facendone quindi lo standard.

Oggi, nonostante la sparizione della pellicola, soppiantata dal digitale, il 24*36mm rimane lo standard dimensionale della “superficie sensibile” cui fare riferimento per stabilire l’angolo di campo di un obiettivo, e di conseguenza la porzione di reale che si riesce a inserire nell’inquadratura. D’altronde, vista la molteplicità di formati dei sensori, risulta comprensibile che anche il mondo digitale doveva dotarsi di uno “standard”: ecco quindi che quello della “vecchia” pellicola in “banda 35mm” (ossia ricavata da una striscia alta 35mm) è divenuto il riferimento.

Lunghezza focale equivalente

Questo termine rappresenta il cuore della nostra lezione e ci siamo giunti dopo le necessarie introduzioni per far si che tutti i lettori, anche quelli totalmente digiuni di questioni tecniche, potessero avere gli strumenti conoscitivi per capire alla perfezione e semplicemente quanto stiamo per dire.

Riepiloghiamo quanto detto fino a ora.

La lunghezza focale è un valore intrinseco dell’obiettivo e non varia per fattori esterni. Un 100mm è un 100mm sempre, su qualsiasi fotocamera venga montato e per qualsiasi formato venga usato.

L’angolo di campo rappresenta l’ampiezza della porzione di mondo reale che viene inquadrata da un obiettivo e quindi “vista” dal sensore, e dipende direttamente dalla lunghezza focale. Come sappiamo si riduce man mano che essa aumenta: un 16mm vedrà “tanto” e “ampio”; un 300mm vedrà “poco” e “stretto”, come un telescopio.

Se l’obiettivo proietta l’immagine inquadrata su un sensore che misura 24*36mm avremo la visione di una determinata porzione di realtà, ma se usiamo un sensore più piccolo, ecco che esso riuscirà a registrare solo la parte interna di quella porzione. In pratica avremo una inquadratura più piccola.


Questa la scena inquadrata con un 200mm su fotocamera digitale con sensore a “pieno formato”


Questa la stessa scena inquadrata con lo stesso 200mm su fotocamera con sensore APS C Canon


E questo il “ritaglio” che si ottiene con il sensore APS rispetto al “pieno formato”

Tutto qui. Sembra cosa di poco conto, ma i risultati sono eclatanti.

Parlando in termini tecnici possiamo affermare che un obiettivo di una determinata lunghezza focale usato su “superfici sensibili” (sensori) di formato diverso offre angoli di campo differenti; nello specifico, su sensori più piccoli l’angolo di campo è minore. In pratica è come se inserissimo, tra fotocamera e obiettivo, un moltiplicatore di focale.

Il concetto empirico che aiuta a capire gli effetti di questo fenomeno è appunto l’idea di avere un “moltiplicatore di focale virtuale” sempre montato su tutti i corpi macchina con sensore più piccolo del 24*36mm, quindi sicuramente sugli APS di ogni genere.

Con un 50mm su una fotocamera APS si avrà infatti l’angolo di campo che potremo ottenere con un obiettivo da 75mm su formato 24*36mm, ossia come se avessimo montato un moltiplicatore di focale con fattore di moltiplicazione 1,5 dietro al nostro “normale”.

  • Con un 50mm su una fotocamera con sensore APS vedremo la stessa porzione di realtà che potremo inquadrare con un 75mm su una fotocamera con sensore 24*36mm.
  • Con un 100mm su APS vedremo come con un 150mm su 24*36mm, con un 200mm come con un 300mm e così via. E così sarà per tutti gli obiettivi che vorremo usare su quella macchina.

Il fattore di moltiplicazione di 1,5 si ricava facilmente dal rapporto matematico fra la diagonale del sensore 24*36mm (che è considerato standard) e quella del sensore in uso, in questo caso un APS generico.

Quella che viene detta “lunghezza focale equivalente” è semplicemente il nuovo valore ottenuto moltiplicando la vera lunghezza focale dell’obiettivo in uso per questo fattore di moltiplicazione della focale, che è proprio di ciascun tipo di sensore.

Su un sensore APS generico con fattore di moltiplicazione pari a 1,5 avremo:

  • Lunghezza focale  / lunghezza focale equivalente
  • 20mm / 30mm
  • 50mm / 75mm
  • 100mm / 150mm
  • 200mm / 300mm

Quando usiamo una fotocamera con sensore più piccolo del 24*36mm dobbiamo dimenticare la vera lunghezza focale degli obiettivi e ragionare sempre e solo in termini di “lunghezza focale equivalente”, perché questa ci dice cosa vedremo nell’inquadratura. La regola vale soprattutto se veniamo dalla pellicola o da fotocamere con sensore pieno 24*36mm.

Dimensioni fisiche dei sensori digitali

Attualmente, escludendo prodotti di altissime prestazioni e grandi dimensioni come quelli dei dorsi digitali per banco ottico e medio formato (che sono del tutto al di fuori delle possibilità economiche di un fotoamatore, ma anche di professionisti che non ne abbiano davvero bisogno), i corpi delle fotocamere digitali adottano sensori che hanno misure fisiche uguali o inferiori a quelle della pellicola 24*36mm:

  • Pieno formato (full format o sensore pieno) – 24*36mm
  • APS H – 28,7*19mm
  • APS C (Canon) – 22,2*14,8mm
  • APS C (Nikon e altre case) – 23,6*15,7mm
  • FOVEON (Sigma) – 20,7*13,8mm
  • Sistema “quattro terzi” – 17,3*13mm
  • Nikon 1/CX – 13,2*8,8mm

Tralasciando gli ultimi tre, collegati a fotocamere abbastanza specifiche, vediamo brevemente le caratteristiche delle due categorie, che possiamo considerare le più importanti e diffuse attualmente, soprattutto nel settore delle reflex digitali. Parliamo specificamente di questa categorie di fotocamere perché sono quelle nelle quali la scelta del sensore ha le conseguenze rilevanti; nelle compatte o nelle mirrorless la scelta non esiste, dato che ogni modello ha il suo sensore e fa storia a se, e che obiettivo (fisso nelle compatte, intercambiabile nelle altre) è comunque studiato e ottimizzato per il relativo sensore.

sensori fotocamere digitali

Pieno formato

Corrisponde in pieno alla tradizionale pellicola in banda 35mm. Misura 36mm di larghezza per 24mm di altezza, equipaggia le fotocamere di gamma media e alta dei vari produttori, in particolare Canon e Nikon, e rappresenta il livello top in questo settore, non tanto in termini di qualità, ma di flessibilità di utilizzo. Il suo fattore di moltiplicazione della lunghezza focale degli obiettivi è pari a 1, per cui non introduce alcuna variazione nell’angolo di campo e rappresenta lo standard in questo senso.

APS

Nelle sue varianti H e C, quest’ultima suddivisa ulteriormente in versione Canon e versione delle altre case, rappresenta attualmente il sensore più diffuso sulle reflex digitali. Anche la nuovissima (lug 2012) mirrorless Canon lo adotta.

Introduce un fattore di moltiplicazione della lunghezza focale degli obiettivi prossimo a 1,5 (dato che varia a seconda del sensore specifico, come da tabella che segue).

Fattore di moltiplicazione della lunghezza focale dei sensori

  • 24*36mm = 1
  • APS H = 1.26
  • APS C (Canon) = 1.62
  • APS C (Nikon e altri) = 1.52

Questo a voler far i pignoli e precisi. In linea di massima, per semplificare i calcoli, basta tenere a mente che APS C di Nikon “moltiplica” la focale degli obiettivi per 1,5, mentre APS C di Canon e altri per un valore leggermente superiore, ossia 1,6.

5 commenti

  • In anzitutto volevo complimentarmi per l’articolo, veramente chiaro e completo.
    Poi volevo domandarle quale fattore di moltiplicatore è corretto, perchè nella conclusione dell’articolo, ad esempio, non si capisce se si deve moltiplicare x 1,5 o 1,6 per APS-C Nikon..

    Leonardo
  • Secondo me c’è stata solo una piccola svista nella frase:
    “APS C di Canon “moltiplica” la focale degli obiettivi per 1,5, mentre APS C di Nikon e altri per un valore leggermente superiore, ossia 1,6.”

    I nomi Canon e Nikon devono essere scambiati
    x 1.5 per Nikon e x 1.6 x Canon
    Questo si deduce dalle dimensioni differenti del sensore

    Stefano
  • Complimenti per l’articolo! È stato davvero molto chiaro e interessante!
    Avrei una piccola domanda che, onestamente, non è propriamente pertinente a questo argomento ma la pongo ugualmente data la vostra chiarezza nello spiegare tali argomenti:
    Le fotocamere reflex hanno la particolarità di avere, appunto, uno specchio che serve a “deviare” l’immagine dalla lente al mirino. Questo specchio, nel momento in cui la foto viene scattata, si alza e fa in modo che l’immagine vada dalla lente al sensore. La mia domanda è questa: com’è possibile che, in fase di inquadratura, l’immagine sia visibile anche dallo schermo LCD della fotocamera? Se lo specchio devia l’immagine al mirino, impedendole di raggiungere il sensore, non dovrebbe essere possibile vederla anche dallo schermo, a meno che non sia uno specchio semi-trasparente, ma tali specchi vengono utilizzati sulle fotocamere a specchio fisso, quindi c’è qualcosa che non mi è chiara.
    Vi ringrazio anticipatamente se voleste rispondere.

    Leonardo
  • Il sistema live-view mantiene lo specchio sollevato permettendo la visione dall’LCD, e lo abbassa quando è necessario mettere a fuoco col sistema TTL passivo di cui sono dotate tutte le reflex, quindi lo solleva nuovamente per scattare e lo tiene alzato per tornare all’immagine live.

    Giovanni Lattanzi
  • Complimenti per l’articolo mi è servito come prova “scientifica”per dirimere un acceso dibattito con un mio caro amico che sosteneva una propria tesi sulla lunghezza focale equivalente in riferimento a sensori diversi

    Giuliano

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