Quanto ingrandiscono tubi e lenti addizionali sul tuo obiettivo?

Qualcuno  sarà in vacanza da qualche parte, altri saranno imbottigliati in auto procedendo lentamente verso qualche destinazione per la rilassante (?) gita di Pasquetta. Infine, qualcun altro come me se ne sarà rimasto tranquillo a casa.   La  mattina al parco per un fantastico allenamento del mio amato Kung- fu,  un bel pranzetto (bagnato dal Cannonau, ultimamente ho una vera cotta per i vini sardi), eccomi a ... dare i numeri per Nikonland. 

Ho già scritto diversi articoli su lenti addizionali e tubi di prolunga, sulle proprietà, le qualità e i difetti di ciascuno dei due accessori, cose che non ripeterò. Altri ottimi articoli li ha scritti Max Aquila. Sono tanti e sono utili, se vi interessano questi accessori macro, non perdeteveli, andate  a cercarli!

In questo articolo voglio solo provare chiarire nel modo più semplice e breve possibile  quanto ingrandiscono i due diversi  sistemi su obiettivi di diversa lunghezza focale. Lo faccio per dare un'idea per aiutare a decidere quale conviene usare a seconda dell'obiettivo di cui si dispone e di quello che si vuole fare.

Attenzione: E' un articolo misuronico non adatto ai minori a chi non ama i conti e le formule. Darò infatti un po' di numeri e qualche formula, ma semplici, ma se il discorso non vi attira, vi ho avvisato... .

Prima osservazione: tubi e lenti "funzionano" al contrario. Non è vero, direi piuttosto che funzionano in modo diverso, quel che voglio dire è che  una lente addizionale di X diottrie ingrandirà di più quanto è maggiore la lunghezza focale del'obiettivo, mentre un tubo di prolunga di X centimetri  ingrandirà di meno quanto è maggiore la lunghezza focale dell'obiettivo. 

Per sapere quali ingrandimenti, ma sarebbe più corretto dire quale rapporto di riproduzione,  posso ottenere con una lente o un tubo ed un certo obiettivo, occorre conoscere alcuni parametri.

Nikon Z6, 24-200mm Z, lente SIGMA AML 72.O1 (eccellente ed economica), anello adattatore 67-72mm per montare la lente sul 24-200mm Z.

Per le lenti:
Sapendo la potenza (le diottrie) della lente addizionale e la lunghezza focale dell'obiettivo posso calcolare facilmente il rapporto di riproduzione dell'obiettivo all'infinito (che all'atto pratico corrisponde alla massima lunghezza concessa dalla lente addizionale, tranquilli, dopo spiego anche quello).

La formula più facile che conosco (ce ne sono diverse) è

Ingrandimento (I )= Diottrie della lente (Dl) x Lunghezza focale dell'obiettivo in metri (Lf).

I=Dl x Lf

Chi ha un minimo di dimestichezza con le frazioni ha già capito che è vero quanto ho scritto sopra, quanto maggiore è la focale (denominatore) tanto minore sarà l'ingrandimento.

Esempio: Lente addizionale da 2 diottrie e obiettivo da 50mm:

I=2x0,05=0,1 cioè 1:10. Non è un valore entusiasmante direi.

Cambiamo focale dell'obiettivo: lente da 2 diottrie e obiettivo da 200mm:

I=2x0,2=0,4 cioè 1:2,5. Qui siamo pienamente nel campo della fotografia ravvicinata. Ci si può divertire.

Chiaramente posso ingrandire di più mettendo a fuoco a meno di infinito, ma la variazione c'è, ma non è enorme e i calcoli si complicano, per cui la cosa migliore è provare e vedere, ma il valore ad infinito rimane una buona indicazione.

Nikon Z6, 24-200mm Z a 200mm lente SIGMA AML 72.01

Qualità a parte (dipende dal tipo di lente -mi raccomando uate solo doppietti acromatici- andatevi a cercare gli articoli in merito) il problema per me maggiore della lente addizionale è la scarsa distanza massima di messa a fuoco, che diminuisce all'aumentare delle diottrie (della potenza) della lente stessa. Ho scritto per me, perchè se uno fa macro statica su soggetti immobili, gestione delle luci a parte il problema delle distanze  è molto meno influente.

Nikon Z6, 24-200mm Z a 200mm lente SIGMA AML 72.01

Qual'è la distanza massima permessa da una lente addizionale? Eccovi la formula che ci da' la distanza massima di messa  a fuoco (in mm) misurata dalla lente stessa, per cui assimilabile alla distanza di lavoro dell'obiettivo.

DMax=1000/diottrie

Perciò con una lente da due diottrie posso mettere a fuoco a non più di 50cm (1000/2=500mm) INDIPENDENTEMENTE DALLA FOCALE DELL'OBIETTIVO CHE USO. Con una lente da 3 diottrie la distanza massima sarà a 33cm dalla lente frontale con qualsiasi obiettivo, e così via. 

Nikon Z6, 24-200mm Z a 200mm lente SIGMA AML 72.01

E' questo il motivo per cui io che fotografo soggetti non piccolissimi, vivi e mobili, raramente uso una lente da 3 diottrie, e non vado mai oltre. Preferisco usare piuttosto una lente più debole su una focale più lunga (con tutti i vantaggi dello sfuocato).
Per me l'ideale sono le lenti da 1,5 (come la Nikon 5T) fino a 2 diottrie (come la canon 500D o leggermente più corta, la SIGMA AML 72.01) montate su focali che vanno da 200 al massimo 300mm. Oltre i 300mm si possono avere problemi di qualità e di profondità di campo che a mio avviso rendono complicato ottenere buoni risultati.

La lente addizionale Canon 500D (eccellente ma costosa) sul mio ex 300mm f4 Pf -venduto confidando di un rapido arrivo del 100-400mm Z  

Ripeto, i numeri sono quelli, ma le scelte variano secondo quel che si fa.

Con la lente addizionale posso ingrandire di più mettendo a fuoco a più vicino di infinito, ma contrariamente ai tubi, la variazione non è troppa e i calcoli si complicano. 

Ok Passiamo ai tubi.

Con l'obiettivo ad infinito l'ingrandimento che si ottiene con un tubo di prolunga è pari al reciproco (1: X) della lunghezza focale dell'obiettivo diviso la lunghezza del tubo di prolunga, ossia: 

I = 1: Lf obiettivo (in mm)/L tubo.

Esempio un obiettivo da 50mm con un tubo di prolunga da 2,5cm (25mm) ad infinito avrò un ingrandimento pari a

1: (50/25)=0,5 cioè 1:2 ,metà del reale, un buonissimo valore. 

E' il  motivo per cui il tubo di prolunga Nikon  PN11 (venduto idealmente come accessorio dei vecchi 105mm micro ai/ais) è lungo 52,5 mm:  aggiungendo un allungamento pari alla metà della focale (105/2=52,5) si arrivava a 1:2 (0,5) con l'obiettivo ad infinito. dato che  l'obiettivo da solo arrivava a 1:2 (0,5), sommando i due ingrandimenti (0,5+0,5=1) con il PN11 si arrivava alla riproduzione a grandezza reale 1:1.

Il glorioso PN11, dotato di collare ruotabile per cavalletto, il tubo di prolunga più intelligente che conosco, se solo ne avessero fatto una versione af(S). 

Per lo stesso motivo il PK13  (idealmente da accoppiare ai 55 micro) è lungo 27,5mm (55:2=27,5).

Da sinistra a destra, il 55mm focheggiato ad infinito, alla minima distanza, con il tubo Pk 13.

Dalla formula si può capire che se aumento la focale dell'obiettivo, l'ingrandimento ottenibile diminuisce.
Lo stesso  tubo da 25cm del primo esempio montato su unobiettivo da   100mm focheggiato ad infinito darebbe
I=1: (100/25)   =1:4, un quarto del reale.

Un 200mm  con il pk 13 (che sul 55mm permette di arrivare da 1:2 a 1:1) darebbe un rapporto di riproduzione di 200:27,5= circa 1:7,3 ad infinito e di  1:3,7 alla minima distanza.

Per avere lo stesso ingrandimento su una focale doppia devo quindi raddoppiare la lunghezza del tubo, con tutti i problemi di ingombri e perdita di luminosità che ne conseguono.

A differenza delle lenti però, i tubi consentono range di messa a fuoco piuttosto ampi -tranne che sui grandangoli (dove il punto di fuoco può finire addirittura dentro l'obiettivo) - e quindi rapporti di riproduzione anche molto diversi. Si potrebbe parlare di obiettivi invertiti, soffietti e altre diavolerie, ma non è il mio genere e soprattutto non è lo scopo di questo articolo che è pensato per non appassionati "navigati" ma per chi non sa se scegliere tubi o lenti. Ad esempio con il 200mm F4 Ais (che non cambia focale con la distanza) ed il Pk13, si va da circa 1:7 a quasi 1: 4 un bel range, anche se con ingrandimenti non molto spinti. Per questo i tubi sono di applicazione più limitata sui teleobiettivi, perché per avere forti ingrandimenti occorre un allungamento notevole, con ingombri e perdita di luminosità piuttosto significativi.

I tubi Meike per Nikon Z, funzionano bene e costano poco.

Nikon Z6 con 85mm Z e i tubi di prolunga Meike.

Ciò non toglie che dato il range degli ingrandimenti possibili  con i tubi di prolunga, ossia a differenza delle lenti il rapporto di riproduzione può variare molto, si possono comunque fare cose interessanti, ma diventa importante poter calcolare anche l'ingrandimento massimo ottenibile, oltre che il minimo. Si può? 
Sì a patto di sapere:

 Il massimo rapporto di riproduzione dell'obiettivo, che si trova di solito nell'elenco delle specifiche tecniche. 
 La focale effettiva dell'obiettivo alla minima distanza di messa a fuoco. Questa non te la dice nessuno (eh eh), bisogna calcolarsela così:

Lunghezza focale effettiva Fe =distanza di messa a fuoco in mm D / ( 1/rapporto di riproduzione R) + 2 + rapporto di riproduzione R:

Fe=D/(1/R)+2+R

Riprendendo come esempio il il 24-200 che a 200mm  ha una distanza minima di 70cm, abbiamo che la focale effettiva è Fe=700/(1/0,28)+2+0,28= circa 121mm.

Ottenuta la focale effettiva, possiamo calcolare il rapproto di riproduzione (Rt) ottenibile con un dato tubo in questo modo:

Rt = (lunghezza del tubo Lt + (lunghezza focale Fe x Rapporto riproduzione obiettivo R))/lunghezza focale effettiva (Fe)

Rt= Lt + (Fe x R)
                   Fe

Cominciamo con un esempio facile, cioè  con un obiettivo che non cambia la focale con le distanze, il 55mm f3.5 micro Ai e con il Pk13 (27,5mm). Il 55mm alla minima distanza di messa a fuoco ha un rapporto di riproduzione di 1:2 (0,5) e una focale di 55mm per cui

Rt= 27,5 + (55x0,5)   = (27,5+27,5)/55 = 1 cioè 1:1, come previsto.
             55

Le cose si fanno più complesse con un obiettivo che cambia la focale con la distanza (cioè quasi tutti) come ad esempio il 24-200mm Nikon Z che a 200mm alla minima distanza è in realtà un 121mm coem abbiamo calcolato prima. 

Con i tubi Meike accoppiati (11+18mm=29mm) ad infinito a 200mm (presumendo che almeno ad infinito sia un 200mm reali) basta dividere la focale per l'ingrandimento come abbiamo visto sopra.

I = 200/29=6,9 ossia circa 1:7.  

Nikon Z6, 85mm Z e tubi Meike.

Nikon Z6, 85mm Z e tubi Meike.

Alla minima distanza invece serve sapere anche il rapporto di riproduzione (0,28 secondo le specifiche della casa). Sapendo che la lunghezza focale effettiva del 24-200 a 200mm alla minima distanza è di 121mm  abbiamo:

Rt=  29+(121x0,28)  = (29+33,9)/121 = 0,51 circa cioè intorno a 1:2,
               121

Direi che non c'è male, tenendo conto che siamo a circa 31 cm di distanza di lavoro.

Con queste formulette si può avere un'idea preliminare di quel che si può ottenere con un obiettivo e quale può essere l'accessorio più adatto.  Un' alternativa altrettanto valida, ma meno cervellotica è procurarsi l'attrezzatura e provare di persona  

Per i fanatici,  ottenendo i rapporti di riproduzione alle varie distanze si può addirittura calcolare la curva della variazione della  focale effettiva di un obiettivo da infinito alla minima distanza. Lascio ad altri questo divertimento,  ho già dato abbastanza i numeri.

PS. Se notate sviste nei conti,  avvisatemi che correggo.