El ángulo visual II

Actualizado – En la primera parte de este artículo hemos mostrado cómo hallar el ángulo visual conociendo la distancia focal y el tamaño de la imagen. A continuación incidiremos en la comparación entre objetivos con distintos tamaños de imagen.

Variaciones de ángulo visual horizontal según la distancia focal en la gama más asequible de ópticas de cine Compact Prime (CP.2) de Zeiss

Detalle de la montura en una óptica zoom anamórfica de la nueva serie Optimo Style de Angénieux

En efecto, y tal y como ya adelantábamos con anterioridad cada día es más frecuente la necesidad de igualar el ángulo de tomas realizadas con cámaras u ópticas con características harto diferentes. Existen al menos tres métodos sencillos de establecer la citada comparación entre ellas.

1.    Según su distancia focal

Suponiendo que quisiéramos utilizar una cámara con un tamaño de sensor grande para grabar las mismas secuencias que otra con un tamaño de sensor mucho más reducido, ¿qué tipo de objetivo sería necesario?

Recordemos que el ángulo visual (w) se calcula mediante la siguiente fórmula:

w = 2 x arcotangente (y’/2f)

donde y’ representa el tamaño de la imagen y f la distancia focal.

Ergo para obtener un ángulo visual idéntico con un tamaño de imagen (y’) más pequeño basta con escoger una distancia focal (f) más reducida.

Dicho de otro modo, si la relación entre la distancia focal y el tamaño de la imagen es la misma, el ángulo visual también lo será.

2.    Según su número F

Número F

Suponiendo que mantengamos idéntica luminosidad, cuanto más pequeño sea el tamaño de la imagen también será más pequeño el número F que necesitaremos (correspondiente a una óptica, por tanto, más luminosa) (1).

Pupila de salida

Es decir, el número F debe ser proporcional al tamaño de la imagen.

En una cámara digital, las líneas de trama discernibles son iguales siempre con independencia del tamaño de la imagen. La implicación más evidente de este hecho es que si reducimos el tamaño de la imagen también disminuye el tamaño del pixel (y el del fotodiodo, o superficie sensible a la luz dentro de cada pixel). Como consecuencia, la cantidad de luz que recibe cada pixel decrece de forma acorde al tamaño de la imagen. Es imperativo compensar esta disminución con una reducción del número F en la misma proporción (2).

3.    Según su profundidad de campo

Ahora bien, esta “abertura efectiva” (D) en un objetivo no se corresponde con su verdadero diámetro sino con el de la imagen del diafragma vista desde su pupila de entrada (la posición central con respecto a esa óptica). Tal posición varía en los objetivos tipo zoom cuando se acciona ese zoom. Su diámetro también se modifica en proporción a su distancia focal. El resultado es que la abertura es pequeña en el extremo angular y grande en el extremo tele.

A causa de esta propiedad se produce en todas las ópticas el fenómeno conocido como caída de F. Al accionar un zoom hacia su extremo tele, la pupila de entrada se acrecienta en progresión. Pero cuando el diámetro de entrada iguala al diámetro del grupo de elementos de enfoque no es posible agrandar más la pupila. Entonces el número F aumenta (la luminosidad decrece).

El modo de evitar este fenómeno reside en contar con un grupo de elementos de enfoque mayor que la pupila de entrada en el extremo tele del zoom. O al menos igual a la distancia focal dividida por el número F. Cierto grado de caída de F es usual con el propósito de lograr la disminución del peso y el tamaño del objetivo. En las ópticas de televisión de estudio (o en particular en las que se emplean para retransmisiones deportivas, que precisan de distancias focales muy largas) el grupo de elementos de enfoque es muy grande para que no se produzca una caída de F. Aún así, este tipo de ópticas suelen limitarse a cubrir sensores de 2/3 de pulgada (montura B4). Para conseguir las mismas prestaciones en objetivos diseñados para sensores S35 o mayores haría falta que tuvieran unas dimensiones descomunales.

Cuando varía el tamaño de la imagen, el diámetro del círculo de confusión admisible (∂) varía en la misma proporción. Si seleccionamos la distancia focal (f) y el número F en proporción al tamaño de imagen, la profundidad de campo permanecerá constante.

Bancada de auto-colimación de Duclos Lenses

No debemos olvidar, sin embargo, que la profundidad en torno al punto de foco disminuye en relación al tamaño de la imagen -como consecuencia a la reducción del diámetro del circulo de confusión admisible (∂) y del número F- por lo que se deberemos realizar un ajuste de seguimiento cuidadoso.

Tras un uso continuado de las ópticas es muy recomendable realizar un procedimiento de colimación de forma periódica. Si bien el coste y las dimensiones de una bancada de colimación pueden resultar prohibitivos para el usuario final, las empresas auxiliares de alquiler de ópticas de cine y los servicios técnicos de los fabricantes si suelen contar con dichos dispositivos. Como cualquier instrumento de precisión, nuestros objetivos deben estar sometidos a un mantenimiento para rendir de forma óptima.

Ver: El ángulo visual I



1- A estas alturas, el lector conoce de sobra la íntima relación entre el número F y la distancia focal. Considerando f como la distancia focal de una óptica y D como su abertura efectiva, podemos definir el número F con la siguiente fórmula:
Número F = f / D
Para una distancia focal determinada, este número será menor cuanto mayor sea la abertura del objetivo.

2 – En las ópticas de cine, la luminosidad se indica por medio del número T, en lugar del número F. Mientras el número F expresa la luminosidad en el hipotético (y falaz) supuesto de que el objetivo transmita el 100% de la luz incidente, lo cierto es que cada óptica tiene valores distintos de transmitancia. Dos objetivos con idéntico número F no necesariamente cuentan con el mismo valor de luminosidad.

Las condiciones necesarias para trabajar con diferentes ópticas en un rodaje cinematográfico no son las idóneas para semejantes “veleidades” y la precisión en los valores de luminosidad resulta demasiado crítica como para fiarse del número F. Por ese motivo, el número T considera tanto el diámetro del diafragma como la transmitancia. Existe, no obstante, una relación entre el número F y el número T de acuerdo a esta fórmula:

Número T = [Número F / √ Transmitancia (100%)] x 10

Dos objetivos con idéntico número T presentan SIEMPRE el mismo valor de luminosidad.

       

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