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Todo lo que Usted Necesita Saber Acerca de la Calidad de la Lente

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This post is part of a series called Lenses.
How to Calculate the Sharpest Aperture for Any Lens
New Course: What Every Photographer Should Know About Lenses

Spanish (Español) translation by Naudys Angulo (you can also view the original English article)

Entendiendo la física de la luz lo pone en una gran ventaja al tratar de producir grandes fotografías. Discutible, cómo la luz interactúa con sus lentes es el lugar más importante a comenzar. En este artículo, vamos a considerar la construcción física de una lente fotográfica, lo que le permite comprender los elementos que garantizan el precio.

Tratar de decidir qué lentes comprar puede ser un verdadero dolor de cabeza, hay tantos factores a considerar, como la calidad de la construcción, el costo, la apertura y la estabilización de la imagen, pero ¿qué es lo que realmente hace que una lente sea diferente a otra?


Grupos, Elementos y Por qué son Importantes

Cada lente se compone de una serie de lentes de vidrio individuales conocidos como elementos. La idea detrás de usar muchos elementos es tratar de reducir las aberraciones para que las imágenes sean nítidas y libres de imperfecciones.

Se agrupan lentes de diferentes tamaños y formas para refractar diferentes longitudes de onda de luz en ángulos variables para permitir que la luz converja y por lo tanto reduzca aberraciones. Trate de imaginar la forma en que la luz viaja a través de un prisma, entrando en un ángulo, luego siendo refractado por el cristal, y por lo tanto salir en una dirección diferente.

Cada elemento de vidrio de forma diferente refractará la luz que entra en la lente de una manera diferente, permitiendo a los diseñadores de lentes controlar la luz. El agrupamiento de los elementos, como una pila de lupas de forma diferente, permite un mayor control de la luz para restringir la distorsión.

Tipos de Elementos

La mayoría de los elementos de lente tienen una superficie curvada y se conocen como esféricos, ya que encajarían dentro de la superficie de una esfera. Históricamente, éstos eran relativamente baratos y fáciles de fabricar usando el pulido, pero el diseño permite la distorsión de longitudes de onda ligeras y por lo tanto resultados en imperfecciones dentro de la imagen.

Estas distorsiones se reducen en lentes de mayor calidad a través del uso de lentes asféricas, las cuales explicaré más adelante.

Los elementos apocromáticos (APO) se emplean principalmente en teleobjetivos. Las lentes largas son particularmente susceptibles a las aberraciones cromáticas, lo que reduce el contraste y la nitidez dentro de la imagen. El elemento APO trae tres longitudes de onda de la luz coloreada, generalmente verde, azul y rojo, en foco en el mismo plano, reduciendo la distorsión.

Las lentes de gama alta también cuentan con elementos internos 'flotantes', que se mueven dependiendo de la distancia focal, reduciendo la curvatura del campo que hace que los bordes de las imágenes pierdan nitidez.


Lentes Moldeadas contra Suelo

La fabricación física de los elementos de las lentes también influye en la calidad de la imagen que son capaces de producir. Existen tres métodos de producción principales, el primero es "vidrio pulido en el suelo asférico". Fabricado con vidrio real, el proceso de desbaste y pulido consume mucho tiempo y es caro y por lo tanto sólo se encuentran en lentes pro-nivel. Canon utiliza estos elementos de gran diámetro para su gama de lentes 'L' para ofrecer una definición superior ya que ayuda al foco de la luz desde todos los ángulos.

El siguiente nivel de elementos son "vidrio moldeado asférico", o en la terminología de Nikon, Precision Glass Mold (PGM). El vidrio se calienta hasta tal punto que puede moldearse en una forma asférica y ajustarse usando una matriz o forma metálica. Nikon afirma que el aspecto de precisión de estas lentes es evidente a través del hecho de que miden cada elemento en micrones, o 1/1000 de un milímetro para usted y para mí.  Este tipo de lente es menos costoso de fabricar y por lo tanto se encontrará en lentes destinadas a aficionados avanzados y entusiastas.

La tercera de las técnicas de fabricación de elementos más comunes es un híbrido que consiste en una lente de vidrio con una superficie asférica de plástico para crear la forma. Estas lentes son susceptibles a los cambios ambientales como la humedad y la temperatura y por lo tanto no son realmente adecuados para los profesionales, en lugar de ser dirigidos al mercado de consumo.

Moulded V Ground-2
Foto Cortesía de Nikon

Revestimientos de Lentes

Usted puede no ser consciente de esto, pero por lo general, las lentes pierden mucha luz debido a la reflexión de la superficie. En algunos casos, cada elemento dentro de la lente puede perder alrededor del 5% de luz, y como resultado, la cantidad de luz que entra en una lente con 10 elementos se reduciría en casi el 50%.

Los recubrimientos de las lentes se desarrollaron con el fin de restringir la reflexión de la luz y permitir que la luz pase a través de la lente, al igual que el revestimiento de sus gafas de sol refleja ciertas longitudes de onda de luz, mientras que permite que otros pasen a través para llegar a su ojo.

Materiales tales como fluoruro de magnesio y monóxido de silicio se usan como recubrimientos, con capas extremadamente finas aplicadas a través de la superficie, con cada lente que a menudo requiere múltiples capas para cortar reflexiones del espectro de diferentes longitudes de onda de luz.Las lentes Canon de gama alta, por ejemplo, cuentan con más de 10 capas de revestimientos que proporcionan una transmisión de luz del 99,9% desde luz ultravioleta hasta luz infrarroja cercana.

Las lentes Canon de gama alta, por ejemplo, cuentan con más de 10 capas de revestimientos que proporcionan una transmisión de luz del 99,9% desde luz ultravioleta hasta luz cercana a infrarroja.

Lens Coating-2
Foto Cortesía de Nikon

Distorsión y Aberración

En un mundo ideal, una lente captaría cualquier línea recta como perfectamente recta. Sin embargo, en realidad, cualquier lente que tenga una superficie curvada no puede converger rayos de luz paralelos en un solo punto y por lo tanto están distorsionados y curvados. Esta curvatura es una característica de cualquier lente construida con elementos esféricos, pero variará mucho dependiendo de la lente y la longitud focal que se utiliza.

Esta distorsión es más notable cuando se trabaja con líneas paralelas y el tema en los bordes del marco, donde el efecto se maximiza. La mayoría de los lentes de zoom sufrirán de la distorsión del "barril" en el extremo más ancho, en el cual parece haber un bulto en el centro de la imagen.

Pueden también sufrir de la distorsión de "cojín" en el extremo más largo, en el cual aparecen los fenómenos opuestos, con el centro de la imagen que parece haber sido succionado ligeramente. Sin embargo, hay generalmente un punto medio en una lente de zoom en la cual las líneas rectas aparecen derechas, que es ciertamente digno de encontrar!

La distorsión no depende simplemente de la lente. Varía dependiendo de su proximidad al sujeto. Para los fotógrafos paisajistas y arquitectónicos, la distorsión de la lente es un problema importante, ya que quieren que sus imágenes aparezcan rectas y en proporción correcta, mientras que los fotógrafos de retratos no suelen trabajar con líneas y por lo tanto la distorsión no es tanto un problema.

La mayoría de los fabricantes de lentes principales ahora construyen lentes usando elementos de lentes asféricas, diseñados para restringir aberraciones y distorsiones. En contraste con la lente esférica, la lente asférica presenta una superficie curvada que es capaz de corregir aberraciones. Logra esto permitiendo que la luz pase a través del elemento y se encuentre en un solo punto, provocando que una sola línea de luz caiga sobre el sensor y por lo tanto reduciendo las distorsiones causadas por múltiples haces que viajan a través de los elementos.

La imagen de abajo contrasta dos imágenes que tomé recientemente en una recepción de boda, con la imagen a la izquierda evidentemente luchando con la bengala y distorsión de luz, mientras que la imagen de la derecha produce un brillo cálido.

Distortion

Construcción de la Apertura

Una de las principales características que los fotógrafos buscan en una lente es su apertura máxima, ya que esto dictará su potencial para la profundidad de campo y la capacidad de trabajar en condiciones de poca luz. La apertura, medida en f/stops (f/pasos), de una lente es fijada por el tamaño de la pupila (apertura de la abertura) de la lente, que es proporcional al cuadrado de la longitud focal de la lente.

Por ejemplo, una lente de 50 mm puede alcanzar un f-stop de f/1.2, pero para una lente con una longitud focal de 100mm para alcanzar f/1.2, requeriría una pupila 4 veces el tamaño de la lente de 50mm. Así que un f-stop no está dictado por el diámetro de un conjunto de pupila, esto es relativo a la longitud focal.

También es necesario tener en cuenta que la lente de 50 mm tiene un campo de visión más amplio y por lo tanto, puede dejar entrar más luz. Los teleobjetivos grandes compensan esto con elementos frontales muy grandes, sin embargo, esto también permite más aberraciones esféricas, lo que requiere más grupos de elementos para superar y asegurar las imágenes más nítidas, y más vidrio significa más gasto.

Aperture Construction-2
Foto de Angela M. Virnig

Bokeh

En términos fotográficos, bokeh es la forma en que la lente hace puntos de luz fuera del foco. Es más visible en los pequeños resaltes de fondo que a menudo aparecen como círculos de luz. Cada lente ofrecerá un bokeh diferente dependiendo de su diseño. Bokeh se utiliza a menudo como término para describir la profundidad del campo baja, donde un objeto está en foco y el fondo está fuera de foco. Bokeh realmente describe cómo lucen las áreas fuera de enfoque.

La capacidad de la lente para corregir la aberración esférica contribuye a bokeh, ya que permitirá brillos al aumentar de tamaño a medida que caen aún más fuera de foco con una distribución uniforme de la luz a través del disco. Las lentes estándar profesionales tendrán una mayor capacidad para hacer frente a las distorsiones de luz a través de su combinación de elementos agrupados.

Sin embargo, es la construcción técnica de la pupila de la apertura que afectará más el bokeh de la lente. El mayor factor que contribuye es el número de hojas de apertura, ya que esto permitirá una apertura redondeada más suave, lo que produce bokeh más atractivo para el ojo.

Las lentes estándar profesionales suelen tener más láminas y por lo tanto producen un mejor bokeh, como se muestra en la imagen de abajo, que muestra el bokeh producido por una lente Canon EF 50mm a la izquierda, con el bokeh mucho más suave de una lente Canon L 24-105mm en la derecha.

Bokeh

Diseños Comunes de Lentes

Hay una serie de lentes que se originan de la empresa Zeiss optical company en el cambio de siglo que diseño la lente por muchos años. Todavía se puede encontrar estas lentes que se utilizan hoy en día, los diseños originales se han modernizado, pero la construcción óptica de los elementos agrupados sigue siendo en gran medida el mismo.

Planar

La lente Planar fue concebida por Paul Rudolph mientras trabajaba en Carl Zeiss en 1896. Su diseño simétrico de seis elementos tenía una apertura original de f/4.5 y produjo imágenes extremadamente nítidas, aunque sufrió con flare (bengala) como resultado de muchas superficies de aire a vidrio, un problema que los revestimientos de las lentes ahora contrarrestan. La lente Planar más apreciada es probablemente el modelo f/2.0 de 110 mm. Fue una opción popular para los propietarios de las cámaras de formato medio Hasselblad 2000 y 200 series.

Planar-2
Foto de Onigiri-Kun

Tessar

El Tessar es otra lente diseñada por Paul Rudolph durante su tiempo en la óptica de Zeiss. Descubierto por primera vez en 1902, el Tessar tomó su nombre de la griega 'téssera', es decir, cuatro, gracias a su diseño con cuatro elementos. Con una apertura original de f/6.3, el Tessar era una lente compacta que proporcionó alto rendimiento óptico a un nivel asequible. Muchas lentes de 50 mm se basan en el diseño de Tessar.

Tessar-2
Foto de Alf Sigaro

Sonnar

El Sonnar llegó un poco más tarde, patentado por Zeiss Ikon en 1929, originalmente diseñado por el Dr. Ludwig Bertele. El primer Sonnar fue una lente de 50mm con cinco elementos diseñados para el telémetro Zeiss Contax I. Su nombre fue tomado de la palabra alemana "Sonne", que significa "sol", gracias a su amplia apertura de f/1.5.

El Sonnar fue capaz de contrarrestar los defectos de diseño de las lentes anteriores, con mucho mejor contraste y menos bengala que el Planar y una apertura mucho más rápida y menos aberraciones cromáticas que el Tessar.

Sonnar-2
Foto de Latente

Estabilización de la Imagen

Cuando se trata de la calidad de las imágenes que una lente puede proporcionar, los sistemas de estabilización de imagen (IS) o de reducción de vibraciones (VR) desempeñan un papel extremadamente importante, permitiéndole tomar fotografías nítidas hasta cuatro velocidades de obturación más lentas que su dispositivo portátil estándar Velocidad de disparo.

Las lentes Canon y Nikon utilizan tecnología extremadamente inteligente que utiliza sensores de movimiento para detectar movimientos no deseados que podrían causar desenfoque en la imagen. Esa señal se envía entonces a un microordenador que transmite la información a un motor, que ajusta el grupo de lentes IS o VR en consecuencia, todo lo cual ocurre en fracciones de segundo.

Image Stabilization-2
Foto de Jastrow

Elementos Frontales Giratorios

Hay algunas lentes que tienen un elemento frontal que gira, lo cual no es un problema hasta que intente utilizar ciertos filtros como un polarizador circular. El problema aquí es que una vez que haya ajustado el filtro a su posición deseada, tan pronto como cambie el enfoque, el ajuste del polarizador se desplaza, lo que puede llegar a ser extremadamente frustrante. Hay soluciones, como la compra de un montaje de filtro cuadrado. Sin embargo, esto es algo que vale la pena considerar al comprar lentes si usted es un usuario de filtro.

SONY DSC
Foto de cb_agulto

Deslizamiento del Zoom

También he encontrado que ciertos lentes, incluso en la gama de Canon 'L', tienen una tendencia para que el zoom se deslice cuando se mantiene hacia abajo. Es sólo la gravedad haciendo de la suya, pero puede ser molesto cuando se dispara. Si usted descansa la cámara a su lado y luego la lleva hasta el ojo sólo para encontrar la lente totalmente en zoom.

Algunas lentes tienen un bloqueo incorporado que restringe el movimiento del zoom y lo mantiene a la distancia focal deseada, lo que resuelve el problema, pero también puede ser un obstáculo si necesita trabajar rápidamente y alterar su zoom sin querer tener que mover un interruptor cada vez.

Lens Creep

Conclusión

Es ciertamente verdad que la lente hace la mayoría de la diferencia en cuanto a la calidad de la imagen. Para aquellos que buscan comprar una lente, aspectos como el costo, la apertura máxima y la calidad de construcción serán los factores más importantes. Sin embargo, es importante entender la construcción física de una lente y los materiales dentro de ella para apreciar lo que usted está pagando realmente.

La próxima vez que utilices tu cámara, podrás tomar un minuto para apreciar la física de la luz y los logros técnicos increíbles que te permiten tomar las fotografías que capturas.

Canon_EF_Zoom_Lenses
Foto de Nebrot
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