Abbiamo parlato in un recente articolo di cosa sia l'MTF e come leggere i grafici ufficiali messi a disposizione dalle case produttrici.
che simulano in modo sintetico la risposta (generalmente a tutta apertura) dei loro obiettivi, omogeneizzando i risultati con l'intento di renderli confrontabili.
Non sono misure universali anche se si basano in genere sulle stesse mire ottiche. Sigma, ad esempio usa un sensore Foveon full-frame "fuori serie", non disponibile in commercio, rendendo lontano dalle prestazione reali con le fotocamere di tutti i giorni, quando rappresentato.
C'è una fonte diversa però che permette valutazioni diverse ma giocoforza legate alla relazione diretta con la fotocamera utilizzata per le misure.
Sono gli Imatest, strumento commerciale (costoso) a disposizione del mercato.
In questo articolo vorremmo estendere i concetti del precedente, mettendo a confronto l'MTF ufficiale con quello Imatest che legge tutti i diaframmi.
questo è l'MTF Nikon del Nikkor F 105/1.4E, obiettivo molto particolare.
Come indicato nel riquadro stesso è valutato ad f/1.4
questo è invece il risultato dei punteggi degli Imatest diaframma per diaframma, presumiamo con un sensore da 24 megapixel (con uno da 36 o da 45 avremmo numeri più alti, probabilmente).
La sintesi l'abbiamo cercata di rappresentare in questo diagramma :
Un MTF non basta
Perché un grafico non racconta tutta la vita di un obiettivo
Negli ultimi anni i grafici MTF sono diventati quasi un linguaggio universale. Ogni nuovo obiettivo viene accolto da una pioggia di commenti ancora prima che le prime fotografie siano pubblicate e, molto spesso, il giudizio sembra già scritto osservando quattro semplici curve colorate. È un fenomeno curioso. Da un lato dimostra quanto il fotografo moderno sia interessato a comprendere gli aspetti tecnici delle ottiche; dall'altro rischia di attribuire a quei grafici un significato che essi, da soli, non hanno mai avuto.
Nel precedente articolo abbiamo cercato di imparare a leggere un MTF senza timori reverenziali. Abbiamo visto che cosa rappresentano le curve sagittali e meridionali, perché le frequenze spaziali raccontano aspetti diversi della qualità ottica e come un grafico possa già suggerire il carattere di un obiettivo molto prima di averlo montato sulla fotocamera.
Ma un MTF, per sua natura, è una fotografia istantanea.
È il ritratto di un progetto in una precisa condizione di lavoro. Come ogni fotografia, può essere molto fedele e molto significativa, ma non racconta tutto ciò che accade prima e dopo quell'istante.
Un obiettivo, invece, non vive fermo in un solo momento della sua esistenza. Cambia comportamento ogni volta che ruotiamo la ghiera del diaframma. Le aberrazioni diminuiscono, il contrasto cresce, la risoluzione raggiunge un massimo, poi lentamente interviene la diffrazione e l'intero equilibrio ricomincia a modificarsi. Il fotografo attraversa questa evoluzione continuamente, spesso senza rendersene conto.
Esiste quindi una seconda storia, molto meno conosciuta della prima.
È la storia raccontata dalle misure sperimentali eseguite a tutti i diaframmi, come quelle ottenute con sistemi di analisi quali Imatest. Non sostituiscono gli MTF ufficiali, né pretendono di farlo. Rispondono semplicemente a una domanda diversa.
L'MTF del costruttore chiede:
"Quanto è valido questo progetto nel momento più difficile della sua vita?"
Le misure sperimentali chiedono invece:
"Come si comporterà realmente questo obiettivo durante tutta la sua vita fotografica?"
Sono due punti di osservazione diversi dello stesso fenomeno. Soltanto mettendoli uno accanto all'altro si ottiene un quadro veramente completo.
Il ritratto e il film
Per comprendere perché Nikon, Canon, Sony e gli altri costruttori pubblichino gli MTF esclusivamente a tutta apertura occorre mettersi, almeno per un momento, nei panni del progettista ottico.
Quando un obiettivo nasce sul tavolo di progettazione, la prima domanda non riguarda il comportamento a f/4 o a f/8. Quei diaframmi rappresentano condizioni relativamente favorevoli, nelle quali una parte delle aberrazioni viene naturalmente ridotta dalla limitazione del fascio luminoso. La vera sfida consiste nel far funzionare lo schema ottico quando il diaframma è completamente aperto, cioè nel momento in cui ogni elemento della lente viene utilizzato fino al suo diametro massimo.
È questa la ragione per cui i grafici ufficiali vengono quasi sempre pubblicati alla massima apertura disponibile.
In quella condizione l'obiettivo affronta il suo esame più severo. Se il contrasto rimane elevato, se le curve sagittali e meridionali restano vicine, se il decadimento verso i bordi è contenuto, significa che il progetto possiede solide fondamenta. Chiudendo il diaframma, nella maggior parte dei casi, le prestazioni potranno soltanto migliorare.
L'MTF ufficiale non nasce quindi come una previsione del comportamento dell'obiettivo durante tutta la sua vita operativa. Nasce come una dichiarazione di qualità del progetto. È il documento con cui il progettista presenta il proprio lavoro ai colleghi e, indirettamente, anche ai fotografi.
Da questo punto di vista il grafico MTF possiede un pregio straordinario: rende possibile confrontare obiettivi diversi in modo estremamente rapido. Due 50 mm, due 85 mm o due 400 mm possono essere messi uno accanto all'altro e le differenze progettuali emergono quasi immediatamente. Un grafico privilegerà il contrasto, un altro la risoluzione, un terzo mostrerà un migliore controllo dell'astigmatismo. Nessuna fotografia potrebbe fornire, con la stessa immediatezza, una sintesi altrettanto efficace.
Proprio questa semplicità, tuttavia, può diventare un limite se si dimentica quale domanda il grafico stia realmente affrontando. L'MTF non racconta come useremo quell'obiettivo nei mesi o negli anni successivi. Racconta soltanto come il progetto affronta il momento più difficile della propria esistenza.
Ed è qui che comincia una seconda storia, meno conosciuta ma altrettanto importante per chi fotografa davvero.
Tutto quello che il grafico ufficiale non può raccontare
Un obiettivo fotografico non è un oggetto statico. Ogni volta che ruotiamo la ghiera del diaframma ne modifichiamo il comportamento, talvolta in maniera evidente, altre volte con sfumature che soltanto un'analisi accurata è in grado di mettere in luce. È una realtà che tutti sperimentiamo sul campo, anche senza esserne pienamente consapevoli.
Il grafico MTF ufficiale, tuttavia, rimane immutabile. Qualunque sia il diaframma al quale scatteremo le nostre fotografie, quelle quattro curve continueranno a rappresentare esclusivamente il comportamento dell'obiettivo a tutta apertura.
Non si tratta di una dimenticanza, né di una scelta arbitraria. È semplicemente la conseguenza della filosofia con cui quel grafico è stato concepito.
Il progettista vuole mostrare il punto di partenza, non l'intero percorso.
Per il fotografo, però, quel percorso è spesso altrettanto interessante del punto di partenza.
Immaginiamo un luminoso 85 mm f/1.4. A tutta apertura potrebbe presentare una lieve aberrazione sferica residua, una leggera caduta di contrasto agli angoli o una modesta separazione tra le curve sagittali e meridionali. Chiudendo il diaframma a f/2 o f/2.8, molte di queste caratteristiche cambiano rapidamente. Il contrasto aumenta, la nitidezza diventa più uniforme, le aberrazioni si riducono. Ancora uno o due diaframmi e l'obiettivo raggiunge il proprio equilibrio ottimale. Continuando a chiudere, però, entra in gioco un nuovo protagonista, ben noto ai lettori del precedente articolo: la diffrazione. Da quel momento la qualità non cresce più, ma comincia lentamente a diminuire.
Questa evoluzione costituisce, in un certo senso, la biografia dell'obiettivo.
Alcune ottiche raggiungono il massimo rendimento già a f/2. Altre continuano a migliorare fino a f/4 o f/5,6. Alcune mantengono prestazioni molto elevate anche a diaframmi relativamente chiusi, altre iniziano a risentire della diffrazione con maggiore anticipo. Ogni progetto segue una propria traiettoria e proprio questa traiettoria contribuisce a definirne il carattere.
Nulla di tutto questo compare nel grafico MTF ufficiale.
Non perché il grafico sia incompleto, ma perché non è stato progettato per raccontare questa storia.
È un po' come osservare il progetto di un'automobile. Dal disegno tecnico possiamo intuire l'efficienza dell'aerodinamica, la distribuzione delle masse, la raffinatezza delle sospensioni. Ma non sapremo mai come quella vettura reagirà dopo mille chilometri di autostrada, su una strada di montagna o sotto un acquazzone. Per scoprirlo occorre metterla in movimento.
Anche gli obiettivi, in fondo, devono essere messi in movimento. Non nello spazio, ma lungo la scala dei diaframmi.
È proprio qui che entrano in gioco le misure sperimentali.
A differenza dell'MTF teorico, esse non si limitano a fotografare il comportamento dell'obiettivo in un unico istante. Ne seguono l'evoluzione, registrando come cambino contrasto e risoluzione dal diaframma completamente aperto fino alle aperture più chiuse. Non descrivono soltanto un progetto: raccontano il modo in cui quel progetto si comporta nella pratica.
È una differenza sottile, ma fondamentale.
L'MTF ufficiale ci dice quanto è promettente un obiettivo.
Le misure eseguite a tutti i diaframmi ci mostrano come quella promessa si realizzi durante l'uso reale.
Le due prospettive non sono alternative. Si completano a vicenda, proprio come una carta topografica e il viaggio che essa permette di compiere. La prima ci aiuta a scegliere la strada; il secondo ci racconta ciò che abbiamo realmente incontrato lungo il cammino.
Dal progetto al comportamento reale
L'avvento dei moderni sistemi di misura ha profondamente cambiato il modo di analizzare un obiettivo fotografico. Fino a non molti anni fa il fotografo disponeva essenzialmente delle prove pratiche, di qualche test pubblicato sulle riviste specializzate e, naturalmente, delle impressioni maturate sul campo. Oggi strumenti come Imatest, sfruttando sensori ad altissima risoluzione e procedure di misura rigorosamente ripetibili, consentono di osservare il comportamento di un obiettivo con una precisione impensabile soltanto una generazione fa.
Il loro contributo, tuttavia, non consiste semplicemente nel fornire un numero.
La vera novità è un'altra.
Per la prima volta possiamo seguire l'intera evoluzione dell'obiettivo lungo tutta la scala dei diaframmi.
È un approccio completamente diverso rispetto a quello adottato dagli MTF ufficiali.
Immaginiamo di rappresentare le prestazioni di un obiettivo mediante una sola fotografia. È esattamente ciò che fa il grafico pubblicato dal costruttore: sceglie il momento più impegnativo, la massima apertura, e lo descrive con grande ricchezza di informazioni.
Imatest, invece, realizza una sorta di film.
Ogni fotogramma corrisponde a un diaframma diverso. Mettendo insieme tutti questi fotogrammi si osserva il modo in cui il contrasto cresce, le aberrazioni si riducono, il rendimento raggiunge il suo massimo e, infine, la diffrazione prende lentamente il sopravvento.
Questa rappresentazione dinamica possiede un grande pregio. Permette di capire non soltanto quanto un obiettivo sia buono, ma come lo diventi.
Alcuni progetti sorprendono già alla massima apertura e migliorano soltanto marginalmente chiudendo di uno stop. Altri compiono invece un'evoluzione molto più marcata, raggiungendo il loro equilibrio ideale soltanto a diaframmi intermedi. Nessuno dei due comportamenti è necessariamente migliore dell'altro. Sono semplicemente filosofie progettuali differenti.
È importante, però, non attribuire a queste misure un significato che non possiedono.
Anche il miglior sistema di analisi continua a misurare un esemplare reale. Per quanto accurata possa essere la produzione industriale, esistono sempre piccole tolleranze di assemblaggio, differenze di centratura e inevitabili variazioni tra un obiettivo e l'altro. I risultati ottenuti descrivono quindi il comportamento di quello specifico esemplare, non una verità assoluta valida per ogni copia prodotta.
Gli MTF teorici e le misure sperimentali partono dunque da presupposti differenti.
Il primo descrive ciò che il progettista si aspetta dal proprio schema ottico.
Il secondo racconta ciò che un obiettivo realmente costruito è in grado di offrire.
Quando i due risultati coincidono nelle tendenze fondamentali, il fotografo può trarre una conclusione estremamente rassicurante. Significa che il progetto non è rimasto soltanto sulla carta, ma è stato tradotto con successo in un prodotto industriale.
È probabilmente questo il modo più corretto di utilizzare entrambe le fonti di informazione.
L'MTF ufficiale ci aiuta a comprendere le intenzioni del progettista.
Le misure sperimentali verificano quanto fedelmente quelle intenzioni siano state trasformate in realtà.
Non esiste, quindi, un grafico "più vero" dell'altro.
Esistono due strumenti che osservano lo stesso obiettivo da prospettive differenti e che, proprio per questo, diventano molto più utili quando vengono letti insieme.
È una distinzione che può sembrare sottile, ma cambia profondamente il modo di interpretare una prova ottica. Il fotografo non è più costretto a scegliere quale grafico credere. Può utilizzare entrambi, sapendo che ciascuno illumina un aspetto diverso dello stesso progetto.
A questo punto, però, la teoria lascia il posto alla pratica.
Per capire quanto queste due letture possano completarsi a vicenda conviene osservare un caso reale, mettendo uno accanto all'altro il grafico MTF ufficiale e le misure eseguite sullo stesso obiettivo lungo tutta la scala dei diaframmi.
Il Nikkor 105mm f/1.4E ED costituisce un esempio quasi ideale.
Il caso del NIKKOR 105mm f/1.4E ED
Le considerazioni sviluppate fin qui potrebbero sembrare puramente teoriche se non trovassero conferma in un esempio concreto. Il NIKKOR 105mm f/1.4E ED rappresenta, da questo punto di vista, un caso quasi didattico. Da una parte disponiamo del grafico MTF ufficiale pubblicato da Nikon, dall'altra di una serie di misure sperimentali eseguite con metodologia Imatest lungo tutta la scala dei diaframmi. Osservarli insieme permette di comprendere quanto le due rappresentazioni siano complementari.
Il grafico Nikon ci presenta innanzitutto un progetto estremamente ambizioso. Le curve a 10 linee per millimetro rimangono molto elevate fino a gran parte del fotogramma, segno di un contrasto già eccellente a tutta apertura. Anche le curve a 30 linee per millimetro mostrano un comportamento di alto livello, con una lieve flessione soltanto negli ultimi millimetri del campo. È il ritratto di un obiettivo progettato per offrire prestazioni eccezionali già a f/1.4, senza chiedere al fotografo di chiudere il diaframma per ottenere immagini convincenti.
Se ci fermassimo qui, sapremmo già molto del progetto. Sapremmo che Nikon ha privilegiato un elevato contrasto, una buona uniformità del campo e un controllo accurato delle principali aberrazioni. Ma non sapremmo ancora come questo comportamento evolverà nel corso dell'utilizzo reale.
È qui che entra in scena il secondo grafico.
Le misure Imatest mostrano infatti un'evoluzione estremamente regolare. Il centro dell'immagine parte già da valori molto elevati a tutta apertura, cresce ancora leggermente fino a raggiungere il proprio massimo attorno a f/4 e rimane praticamente stabile fino a f/5.6. La zona intermedia segue un andamento molto simile, mentre gli angoli migliorano in maniera ancora più evidente nei primi due o tre diaframmi, segno che una parte delle aberrazioni residue viene progressivamente soppressa dalla chiusura dell'apertura.
È interessante osservare come il grafico non presenti improvvisi salti di qualità. Non esiste un diaframma "miracoloso" che trasformi improvvisamente il 105 mm in un obiettivo diverso. L'incremento delle prestazioni è graduale, coerente e perfettamente prevedibile. È il comportamento tipico di un progetto molto equilibrato, nel quale le qualità fondamentali sono già presenti a tutta apertura e vengono semplicemente rifinite man mano che il fascio luminoso si restringe.
Superata la soglia di f/5.6, il grafico racconta una storia altrettanto istruttiva. Le tre curve iniziano lentamente a convergere verso il basso. Non è il segnale di un peggioramento del progetto, ma la comparsa di un nuovo fenomeno fisico: la diffrazione. Lo stesso limite che abbiamo approfondito nell'articolo precedente torna a manifestarsi esattamente nel punto previsto dalla teoria. Da quel momento in poi non sono più le aberrazioni a determinare la qualità dell'immagine, ma la natura ondulatoria della luce.
Osservando i due grafici uno accanto all'altro si comprende quindi che essi non descrivono aspetti differenti dello stesso obiettivo, ma momenti differenti della sua vita.
L'MTF Nikon ci mostra il progetto nel suo istante più impegnativo, quando tutte le aberrazioni sono ancora pienamente presenti e l'obiettivo deve dimostrare il proprio valore senza alcun aiuto da parte del diaframma.
Il grafico Imatest ci accompagna invece durante tutta l'evoluzione successiva. Ci mostra come quel progetto maturi, raggiunga il proprio equilibrio e, infine, incontri il limite imposto dalla diffrazione.
La differenza è sostanziale.
Il primo grafico ci aiuta a scegliere un obiettivo.
Il secondo ci insegna a conoscerlo.
Ed è forse proprio questa la ragione per cui molti fotografi rimangono sorpresi quando osservano per la prima volta una serie completa di misure eseguite ai diversi diaframmi. Non scoprono che l'MTF Nikon fosse sbagliato. Scoprono semplicemente che esiste una seconda storia, altrettanto interessante, che il grafico ufficiale non aveva alcuna intenzione di raccontare.
Due grafici, una sola fotografia
Se dovessimo individuare un vincitore tra il grafico MTF pubblicato dal costruttore e una serie completa di misure eseguite ai diversi diaframmi, probabilmente staremmo ponendo la domanda sbagliata.
I due grafici non competono tra loro.
Semplicemente osservano lo stesso obiettivo da due prospettive differenti.
Il primo appartiene al progettista.
È il momento in cui un'idea prende forma. Le curve raccontano quanto sia stato raggiunto l'obiettivo prefissato, quali compromessi siano stati accettati e quale equilibrio si sia cercato tra contrasto, risoluzione, uniformità del campo e controllo delle aberrazioni. È, in un certo senso, la carta d'identità dello schema ottico.
Il secondo appartiene invece al fotografo.
Non descrive più ciò che l'obiettivo potrebbe fare, ma ciò che realmente fa ogni volta che il diaframma viene aperto o chiuso. È il racconto di una lunga trasformazione, nella quale ogni apertura modifica leggermente il carattere dell'immagine fino a raggiungere un equilibrio che, inevitabilmente, verrà poi limitato dalla diffrazione.
Le due letture non si escludono.
Anzi, acquistano significato proprio quando vengono osservate insieme.
L'MTF ufficiale permette di intuire il carattere di un obiettivo ancora prima di averlo visto. Le misure sperimentali aiutano invece a comprenderne il comportamento durante l'utilizzo quotidiano. Il primo suggerisce ciò che possiamo aspettarci. Il secondo ci mostra come quelle aspettative si traducano nella pratica.
Esiste tuttavia una terza dimensione che nessuno dei due riesce a descrivere.
Nessun grafico misura la delicatezza con cui un volto emerge dallo sfondo. Nessuna curva racconta la naturalezza della transizione tra il piano di fuoco e il fuori fuoco, la qualità dello sfocato, la resa della luce in controluce, il modo in cui un obiettivo interpreta il colore o restituisce la profondità di una scena.
Sono aspetti che continuano ad appartenere esclusivamente alla fotografia.
È forse questa la ragione per cui alcuni obiettivi diventano memorabili pur non possedendo i grafici più spettacolari, mentre altri, impeccabili dal punto di vista della misura, faticano a lasciare un ricordo altrettanto profondo.
I grafici rappresentano uno strumento straordinario. Ci aiutano a comprendere, a confrontare, a scegliere con maggiore consapevolezza. Sarebbe un errore ignorarli.
Sarebbe però un errore ancora più grande dimenticare che essi descrivono soltanto ciò che può essere misurato.
La fotografia, fortunatamente, continua un passo più avanti.
Quando il fotografo porta l'occhio al mirino, nessuna curva lo accompagna. Rimangono soltanto la luce, il soggetto e la sensibilità di chi osserva. Tutto il lavoro degli ingegneri, tutta la precisione delle misure e tutta la raffinatezza del progetto ottico hanno un unico scopo: permettere che quel momento avvenga nel miglior modo possibile.
È in quell'istante che il grafico smette di essere protagonista.
E torna a esserlo la fotografia.
La terza storia
L'MTF ufficiale descrive il progetto. Le misure sperimentali raccontano il comportamento dell'obiettivo durante tutta la scala dei diaframmi. Potrebbe sembrare che, mettendo insieme queste due informazioni, non rimanga più nulla da scoprire.
In realtà esiste una terza dimensione che nessun banco ottico è in grado di misurare. È quella che appartiene all'esperienza fotografica: la naturalezza dello sfocato, la progressione tra fuoco e fuori fuoco, la resa della luce in controluce, il colore, la sensazione di tridimensionalità, quella particolare "firma" che rende immediatamente riconoscibile un obiettivo anche quando due modelli ottengono risultati molto simili nelle prove di laboratorio.
È il motivo per cui alcuni obiettivi entrano nella storia della fotografia pur senza possedere i grafici più impressionanti, mentre altri, impeccabili dal punto di vista della misura, faticano a lasciare lo stesso ricordo.
I grafici aiutano a scegliere un obiettivo con maggiore consapevolezza. Le fotografie insegnano a conoscerlo. Soltanto l'esperienza permette, infine, di capire se quello strumento è davvero diventato il nostro modo di vedere il mondo.
Che cos'è Imatest?
Imatest è uno dei più diffusi sistemi professionali per la misura delle prestazioni ottiche e dei sensori digitali. Nato negli Stati Uniti all'inizio degli anni Duemila, viene oggi utilizzato da laboratori indipendenti, costruttori di fotocamere, università e siti specializzati per analizzare in modo oggettivo la qualità di un sistema fotografico.
A differenza degli MTF teorici pubblicati dai costruttori, Imatest lavora su immagini realmente acquisite da un obiettivo montato su una fotocamera. Attraverso specifiche mire di prova e sofisticati algoritmi di elaborazione è in grado di misurare risoluzione, contrasto, aberrazioni, distorsione, vignettatura e numerosi altri parametri, ripetendo le misure ai diversi diaframmi.
I risultati non sostituiscono i grafici MTF ufficiali, ma li completano, perché descrivono il comportamento di un esemplare reale durante tutto il suo campo di utilizzo.
Perché Nikon non pubblica gli MTF a tutti i diaframmi?
La risposta è molto semplice: non sarebbe il loro compito.
Un MTF ufficiale nasce per descrivere la qualità del progetto ottico nella condizione più impegnativa, cioè alla massima apertura. Pubblicare un'intera serie di grafici per ogni diaframma renderebbe il confronto tra obiettivi molto più complesso e, nella maggior parte dei casi, aggiungerebbe informazioni di interesse limitato per chi deve valutare rapidamente uno schema ottico.
L'evoluzione delle prestazioni lungo la scala dei diaframmi è invece il terreno delle prove sperimentali, che descrivono il comportamento dell'obiettivo reale e non il solo progetto.
Nikon fu uno dei primi costruttori a rendere sistematicamente pubblici i grafici MTF dei propri obiettivi, trasformando uno strumento nato per la progettazione in un'importante fonte di informazione anche per il fotografo. Col tempo quella scelta è diventata uno standard seguito praticamente da tutta l'industria fotografica.
Ricordiamo comunque che
I grafici ci aiutano a scegliere un obiettivo con maggiore consapevolezza. Le fotografie ci insegnano a conoscerlo. È un percorso che comincia in laboratorio, prosegue sul banco di prova e si conclude soltanto quando la luce attraversa il mirino e diventa immagine.
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