Fina Confitura de Fresa

2006-10-20

Objetivo: conceptos básicos. II: el número f

Como decíamos ayer... uno de los dos números que "definen" un objetivo es su distancia focal. El segundo número es la abertura máxima del objetivo, expresada en lo que se conoce como número f.

¿Abertura máxima? ¿locualo?

En realidad, el concepto es la "abertura máxima del diafragma incorporado en el objetivo", o más exactamente, el "diámetro máximo del haz de luz que pasa a través del objetivo". El diafragma es un mecanismo que controla la cantidad de luz que pasa a través del objetivo. ¿Recuerdan la metáfora de la cámara como una caja con un agujero? Pues el diafragma vendría a ser el mecanismo que controla el diámetro del agujero. Por extensión, se llama también diafragma al valor que expresa la abertura relativa: "esta foto está hecha con un diafragma de 4.5". Y cuando hablamos de objetivos, se refiere al valor que tiene la apertura máxima.

¿Y de donde sale este valor? Pues es muy sencillo: es la distancia focal dividida por el diámetro del haz de luz incidente, es decir, generalmente, por el diámetro de la abertura del diafragma.

f=distancia focal/diámetro del diafragma

En la práctica:

En un objetivo de 50mm, si la apertura máxima es de 1.2, tenemos 1.2=50/d, por lo cual el diámetro del diafragma a la máxima apertura es d=50/1.2=41.67mm

Si la apertura máxima fuese de 1.8, el diámetro del diafragma a su máxima apertura sería de 50/1.8=27.78mm

Inciso: nótese que uso indiferentemente los términos "abertura" y "apertura". Es algo habitual, y de hecho, la RAE los reconoce como sinónimos en esta acepción. A mí me suena "más correcto" apertura, pero hay amplios debates al respecto. La gente se aburre mucho.

Debemos tener en cuenta que si cerramos el diafragma (el diámetro es menor), entrará menos luz, y dada la forma en que se calcula, el número f será mayor (ver ejemplo anterior). Es decir: a menor número f, mayor cantidad de luz puede entrar por el objetivo. En contra de lo que podría dictarnos la intuición.

La serie de valores f/

Volvamos a la definición: con esa fórmula, el rango de aperturas posibles es prácticamente infinito, por lo que los fabricantes de ópticas decidieron ponerse de acuerdo y "estandarizar" una serie de aperturas, independientemente de las marcas y tipos de objetivos, que sirviese para manejarlas de forma más cómoda. Esta serie de aperturas normalizadas comienza en f/1, y cada valor deja pasar la mitad de luz del anterior, y el doble que el siguiente. Los valores más habituales son:

1.4 2 2.8 4 5.6 8 11 16 22

(si hay algún matemático en la sala, verá que se trata de una serie geométrica con razón raíz de dos, con algo de redondeo)

Entre una apertura y otra se dice que hay "un punto" de diafragma.

La mayoría de objetivos y cámaras modernos permiten seleccionar valores intermedios, como 1.8 o 3.5. En esos casos se habla de "medio" punto, o más habitualmente, de "un tercio" de punto, lo que permite ajustar aún más la exposición... pero eso ya se sale del tema de esta entrada.

Pero todo esto, ¿para qué sirve?

Esta íntima relación entre la distancia focal y el número f no es una simple fórmula o una definición teórica para pasar el rato, sus implicaciones en el diseño de objetivos son fundamentales:

- para objetivos de una distancia focal dada, un f mayor implica un mayor diámetro de la apertura máxima. Esto se traduce en lentes de mayor diámetro = objetivos de mayor tamaño y peso. Y también, ópticas más caras. Una simple diferencia de un punto de luminosidad en objetivos de características y calidades similares supone varios cientos o incluso miles de euros de diferencia.

- a mayor distancia focal, el número f es menor para el mismo diámetro (en mm) de la apertura. A efectos prácticos, la apertura máxima disponible disminuye notablemente (a no ser que dispongamos de lentes excepcionalmente voluminosas). Por ello, la luminosidad de los objetivos tiene a disminuir con distancias focales grandes, y si para un 50mm un 1.8 es aceptable, para un 400mm un f4 es bastante luminoso.

Ojo: hay objetivos y objetivos. Es posible encontrar, por ejemplo, objetivos de 100mm con mayor abertura que algún 70mm, pero desde luego, no es lo normal, y se nota en el precio.

Un ejemplo práctico: el Nikkor 200 mm f2.0 AF-S VR, un 200 mm con una apertura de 2, notable para su distancia focal. Pesa casi tres kilos, mide 12.4 x 20.3 cm, y cuesta unos 4.500 euros. Su "primo pobre", el veterano AF-Nikkor 200mm f4 D ED-IF, aunque mide también unos 20 centímetros de largo, tiene 7 de ancho, "sólo" pesa 1.2 kilos, y "apenas" cuesta 1.500 euros. Aún teniendo en cuenta que el primero dispone de estabilizador de imagen, un mejor motor de enfoque y un diseño más moderno, la idea queda bastante clara...

¿Y los zooms?

Y si la apertura máxima se define en función de la longitud focal, ¿que pasa con los objetivos de longitud focal variable (zooms)?

Pues en la mayoría de los casos, lo que sería de esperar: la apertura máxima varía con la longitud focal. Por eso, no es extraño ver en un zoom una denominación tal que 18-70mm f/3.5-4.5 Lo que nos dicen estos numeritos es que se trata de un zoom con una distancia focal de entre 18 y 70mm, con una apertura máxima de 3.5 a los 18mm, y de 4.5 a los 70mm. Como era de esperar, la apertura máxima a la máxima distancia focal es siempre menor que a la mínima distancia focal (disculpen el trabalenguas).

Sin embargo, tampoco es extraño ver algo como 17-55mm f/2.8, en el que un objetivo de distancia focal variable consigue mantener una apertura máxima fija, gracias a las técnicas usadas en su construcción.

También es interesante comentar que los objetivos de focal fija suelen tener mejores aperturas (números f más bajos) que los zoom equivalentes. Nada extraño, dado que su construcción está optimizada para esa longitud focal.

Entonces, cuanto más bajo el numerito, mejor, ¿no?

Pues no. Como en casi todo, lo "mejor" es lo que más se adapta a nuestros gustos y necesidades.

A la hora de elegir un objetivo viendo su luminosidad, hemos de evaluar si realmente necesitamos un número f muy bajo. Por lo general, a no ser que por circunstancias especiales necesitemos obtener fotos con muy poca luz, sin posibilidad de usar flash ni trípode, la elección adecuada suele ser un objetivo con una luminosidad media. Un 50mm con un número f de 1.8 es perfectamente aceptable. Un 1.4 es interesante, pero un 1.2 sólo debería considerarse en aplicaciones profesionales que realmente lo requieran, no sólo por el precio desorbitado que puede llegar a alcanzar, sino también porque estas aperturas extremas suelen repercutir negativamente en otros parámetros de calidad de la lente, como la nitidez de la imagen obtenida. En el caso de los teleobjetivos, cargar con un objetivo de 7 kilos (de peso) por ganar dos puntos de apertura es algo a valorar. Para un fotonaturalista que toma imágenes desde un hide al amanecer o atardecer, o un fotoperiodista deportivo obligado a usar velocidades altas, puede ser imprescindible; pero para de ir de excursión o de safari fotográfico, seguramente sea más un estorbo que una ayuda.

Para liarlo un poco...

El concepto queda más o menos claro: el número f es la distancia focal dividida por el diámetro de la apertura.

La guinda, sólo como curiosidad: el diámetro de la apertura no siempre se corresponde con el diámetro "físico" de la apertura del diafragma. En ocasiones, la disposición y diseño de las lentes de un objetivo varían el diámetro efectivo del haz de luz.

Pero esto no afecta ni al significado del número f ni a su utilidad, así que si él párrafo anterior suena muy confuso, bórrelo de su memoria.

Hay otras historias, pero deben ser contadas en otra ocasión...

Ahora que tienen una idea de distancias focales y números f, un detalle importante: los extremos son perjudiciales. En un objetivo dado, si no es importante para la composición de la imagen, normalmente los valores intermedios de f (entre 5.6 y 11) ofrecen mayor nitidez que el valor máximo o el mínimo (no confundir nitidez con profundidad de campo: la mayor profundidad de campo se obtiene siempre con la menor apertura). De igual manera, en los zooms, las aberraciones del objetivo (cromáticas, de barril...) se concentran en sus valores máximo y mínimo de distancia focal. Si el objetivo es bueno, normalmente las diferencias serán imperceptibles. Pero no está de más tenerlo en cuenta.

Por otro lado, el número f es uno de los valores más importantes cuando hablamos de fotografía: junto a la velocidad, es uno de los dos factores que determinan la exposición de una fotografía. Y es el valor del que depende directamente la profundidad de campo.

Volveremos sobre él algún día...


Excelente artículo sobre el número f en la Wikipedia [en]
Para los aficionados a los números, una explicación numérica más a fondo (pero aún así, entendible) [en]