A definição física de distância focal é que ela representa a distância entre o centro ótico de uma dada lente delgada e seus pontos de foco, quando o meio em que se encontram inseridos o plano principal do objeto e o plano principal da imagem é o mesmo (como ocorre na maioria das situações em que fotografamos), então a distância focal imagem e a distância focal objeto serão iguais.
A distância focal interessa para a fotografia, pois possibilita determinar qual o ângulo de visão de uma objetiva quando fotografando um objeto focalizado sobre uma dada mídia. Para determinar o ângulo de visão que uma lente terá ao projetar a imagem de um objeto sobre uma determinada mídia, basta aplicar o teorema de Pitágoras sobre o triângulo formado pela mídia e os raios de luz que passam pelo centro ótico da lente, atingindo os extremos da mídia para formar a imagem.
Como podemos perceber, o triângulo formado terá como altura a distância entre a mídia e o centro ótico da lente e como base o tamanho da mídia. A distância entre a mídia e a lente pode ser obtida através da equação de Gauss, que descreve a relação entre a distância focal e as distâncias do objeto e da imagem em relação ao centro ótico da lente, a equação de Gauss é dada por:
Onde Df é a distância focal, Do é distância do objeto em foco em relação ao centro ótico da lente e Di é a distância entre a mídia (onde deve se formar a imagem do objeto em foco) e o centro ótico da lente. Como podemos perceber pela equação de Gauss, quanto mais distantes do centro ótico estiverem os objetos, mais próximas estarão suas imagens do foco imagem, isso faz com que a mídia tenha que ficar mais próxima do ponto de foco conforme o objeto em foco se afasta da objetiva e mais distante do ponto de foco conforme o objeto em foco se aproxima da objetiva.
Com isso podemos dizer que, para obter nitidez em objetos distantes as lentes da câmera serão posicionadas de forma que o foco imagem fique próximo da mídia, enquanto para objetos mais próximos podemos dizer que as lentes da câmera serão posicionadas de forma que o foco imagem fique mais distante da mídia.
Quando a distância entre o objeto fotografado e o centro ótico da lente for muito maior do que a distância focal (o que ocorre com freqüência na prática), a distância entre a mídia e o ponto de foco imagem será muito próxima da distância focal, portanto podemos calcular o ângulo de visão aproximado de uma lente para um objeto distante a partir da própria distância focal, pois neste caso a diferença entre a distância focal e a distância da imagem em relação ao centro ótico da lente seria insignificante quando aplicada no cálculo do ângulo de visão. Como exemplo podemos imaginar nossa objetiva de 50mm fotografando um objeto a 5 metros de distância do centro ótico da lente, assim teríamos:
Fica claro pelo exemplo acima que quando tratamos de um objeto distante a diferença entre a distância da mídia e a distância focal é muito pequena para afetar significativamente o cálculo do ângulo de visão (não para o ajuste do foco, onde essa pequena variação pode comprometer seriamente a nitidez da imagem), portanto para efeito prático, o cálculo do ângulo de visão em situações corriqueiras pode ser feito tendo como distância aproximada a própria distância focal.
Sabemos pelo teorema de Pitágoras que a tangente de um dado ângulo α em um triângulo retângulo é dada pela equação:
Onde CO é o cateto oposto do triângulo, CA é o cateto adjacente do triângulo e α é o ângulo procurado. Para obtermos o triângulo retângulo necessário para o cálculo através do teorema de Pitágoras usamos a altura de nosso triângulo, que é a distância da imagem (Di) arredondada para a distância focal, como cateto adjacente do triângulo retângulo, o cateto oposto será igual a metade da diagonal da mídia (DM), sendo assim o ângulo α irá equivaler exatamente à metade do ângulo visão β coberto por nossa objetiva.
Como exemplo do cálculo do valor aproximado do ângulo de visão de uma objetiva, fotografando objetos distantes, podemos imaginar uma objetiva com distância focal de 28mm, formando uma imagem em um filme convencional no formato 135, cuja diagonal útil é 42,4mm:
Portanto nossa lente de 28mm, quando usada em uma mídia do formato 135 para fotografar objetos distantes, irá produzir um ângulo visão diagonal aproximado de 74,31°.
Normalmente o valor aproximado do ângulo de visão é funcional para a grande maioria das condições de dia a dia, a ressalva fica por conta das fotografias próximas ou das macro fotografias.
De posse destas relações é possível obter os ângulos de visão vertical, horizontal, diagonal e suas aproximações, em qualquer tamanho de mídia e em qualquer distância focal. Estas relações também deixam claro que quando variamos o tamanho da mídia ou a distância focal, temos uma variação do ângulo de visão do conjunto, de forma que quanto maior a distância focal menor o ângulo de visão e quanto menor a mídia menor o ângulo de visão do conjunto.
Portanto, quando mantemos as dimensões da mídia, uma lente com distância focal de 300mm irá apresentar um ângulo de visão menor do que uma lente com distância focal de 70mm, ao passo que a mesma lente com distância focal de 70mm apresentaria um ângulo de visão menor em uma câmera com mídia APS (23,7mm x 15,6mm) do que em uma câmera com mídia do formato 135 (35,0mm x 24,0mm).
Alguns Exemplos da relação da distância focal na formação da imagem podem ser vistos a seguir.
As objetivas fotográficas também são classificadas segundo a distância focal por três nomenclaturas, que têm origem na relação entre a distância focal e a diagonal da mídia.
Distância Focal->Denominação
Maior do que a diagonal da mídia->Teleobjetivas
Igual à diagonal da mídia->Normais
Menor do que a diagonal da mídia->Grande-angulares
As teleobjetivas são conhecidas por seu ângulo de visão mais fechado, que provocam a sensação de aproximação do objeto, as objetivas normais têm por característica um ângulo de visão mais natural quando relacionado com a visão humana e sua perspectiva, enquanto as grande-angulares são objetivas que possuem um ângulo de visão mais aberto, abrangendo um espaço maior do quadro e provocando a sensação de afastamento dos objetos.
Com o uso intenso das câmeras do formato 135 (que foram dominantes no passado), foi criada uma associação entre distância focal e o ângulo de visão de uma dada lente, isso porque o tamanho da mídia usada era quase sempre o mesmo (as tradicionais películas de 35mm), assim o que produzia as variações no ângulo de visão eram exatamente as mudanças da distância focal, ou seja, no lugar de medir o ângulo de visão de uma dada objetiva criou-se o hábito de associar a idéia de um dado ângulo de visão a uma certa distância focal.
Este hábito, consolidado por um longo período de dominância dos sistemas 135, criou um problema quando foram lançados os equipamentos de fotografia digital, pois cada câmera possuía um tamanho de mídia diferente, derrubando por terra a “padronização” de mídia que existiu por um longo período de tempo. Isso forçou os fabricantes a criarem os fatores de conversão (também chamados de fatores de Crop), para que o fotógrafo pudesse estimar o ângulo de visão de sua lente, a partir do ângulo esperado por uma objetiva equivalente no sistema 135. No exemplo abaixo temos as diferenças entre os ângulos de visão de uma câmera com mídia 135 e uma câmera com mídia APS.
Para sabermos qual seria a distância focal no sistema 135, que produziria o mesmo ângulo de visão de uma lente de 28mm instalada em um sistema APS, bastaria preenchermos a equação abaixo:
Onde, α é o ângulo de visão na mídia 135, ω é o ângulo de visão na mídia APS, DM135 é a diagonal da mídia 135, Df135 é distância focal da mídia 135, DMaps é a diagonal da mídia APS e Dfaps é a distância focal da mídia APS.
Então para termos em uma câmera do sistema 135 o mesmo ângulo de visão dado por uma distância focal de 28mm em uma câmera de sistema APS, teríamos:
Portanto a distância focal que produziria o mesmo ângulo de visão no sistema 135 que uma distância focal de 28mm no sistema APS seria 42mm. Note que sendo 1,5 . Dfaps = Df135 podemos afirmar que o ângulo de visão de uma dada distância focal em um sensor APS será sempre equivalente ao ângulo de visão de uma lente com distância focal 1,5 vezes maior em uma mídia do formato 135. Esta relação foi denominada de Crop ou Fator de Corte e ao ser multiplicado a uma dada distância focal, em um dado formato, este fator possibilita saber a distância focal que teria o mesmo ângulo de visão em um equipamento com uma mídia de outro formato.
Alguns fabricantes chegam a indicar as distâncias focais de seus equipamentos na forma de distância focal equivalente em formato 135, isso para viabilizar o entendimento dos ângulos de visão pelos usuários habituados a este padrão. É necessária atenção por parte do fotógrafo para saber se o que está sendo indicado é a distância focal real ou a distância focal equivalente ao mesmo ângulo de visão em outro sistema, pois a distância focal real é quem determina fatores como a profundidade de campo e o próprio ângulo de visão da objetiva.
Muitas objetivas possibilitam uma variação da distância focal, o quociente da máxima distância focal pela mínima distância focal de uma objetiva é denominado Zoom, o Zoom indica apenas quantas vezes a máxima distância focal de uma objetiva é maior do que a sua mínima distância focal.
As objetivas Zoom costumam indicar o intervalo de distâncias focais que conseguem atender pela notação Min-Max mm, onde Min é a distância focal mínima em número absoluto, Max é a distância focal máxima em número absoluto e mm é a unidade de milímetros para ambas as distâncias focais. Alguns exemplos de lentes Zoom são:
|
Notação da lente |
Mínima distância focal |
Máxima distância focal |
Zoom |
Máximo ângulo de visão* |
Mínimo ângulo de visão* |
|
35-70mm |
35mm |
70mm |
2X |
62,45° |
33,73° |
|
200-400mm |
200mm |
400mm |
2X |
12,11° |
6,07° |
|
15-35mm |
15mm |
35mm |
2,33X |
109,49° |
62,45° |
|
28-105mm |
28mm |
105mm |
3,75X |
74,31° |
22,85° |
|
18-200mm |
18mm |
200mm |
11,11X |
99,38° |
12,11° |
* ângulos de visão calculados para objetos distantes e para a diagonal de uma mídia no formato 135.
Diferente do que muitos estão habituados a pensar, o Zoom não é capaz de nos indicar o ângulo de visão de uma dada lente, sendo que lentes com o mesmo Zoom podem apresentar intervalos de ângulos de visão diferentes e assim produzir resultados diferentes, portanto o que realmente precisamos saber para manipularmos o enquadramento de uma imagem é a distância focal e não o Zoom de um dado dispositivo ótico.
Fonte: www.forum.mundofotografico.com.br
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