In ambito tecnico, col termine macro si indica un tipo di ripresa nella quale il soggetto inquadrato viene riprodotto sul sensore o sulla pellicola almeno alle sue dimensioni reali. Si può quindi parlare propriamente di macro solo dal rapporto di riproduzione 1:1 in poi.
Nell’uso comune invece il termine macro viene utilizzato con molta più disinvoltura per indicare una qualsiasi ripresa particolarmente ravvicinata. Il mercato è pieno di obiettivi zoom definiti macro che non superano l’1:4. Diciamo quindi che da questo rapporto di riproduzione in poi possiamo utilizzare il termine liberamente, senza timore di essere fraintesi.
Lo strumento ideale per eseguire una ripresa molto ravvicinata è ovviamente un obiettivo macro. In campo cinematografico però è raro che sia necessario raggiungere rapporti di riproduzione particolarmente elevati, quindi ci sono corredi cine che neppure includono una lente di questo tipo. Allo stesso modo è comune che nel costruirsi un corredo, per questioni economiche, si preferisca evitare l’acquisto di una lente tanto specifica.
Non disponendo di un obiettivo macro, quando si ha necessità di avvicinarsi molto al soggetto, si può ricorrere alle lenti addizionali o a degli accessori che si montano tra corpo macchina e obiettivo allo scopo di aumentare il tiraggio del sistema e ridurre la minima distanza di fuoco. Questi accessori sono il soffietto e i tubi di prolunga. Il primo ha il vantaggio di essere finemente regolabile in lunghezza senza soluzione di continuità, i secondi di essere dei semplici tubi con doppia baionetta, abitualmente venduti in kit da tre, che riducono al minimo prezzo, peso e ingombro.
Nella tabella che segue sono indicati i rapporti di riproduzione ottenibili con obiettivi da 50, 100 e 200mm, in associazione a un aumento del tiraggio tramite soffietto o tubi di prolunga da 5 a 100mm.
Gli obiettivi sono considerati con messa a fuoco a infinito. A distanze inferiori il rapporto di riproduzione supera i valori indicati perché negli obiettivi a messa a fuoco per estensione aumenta il tiraggio, mentre nei progetti con messa a fuoco interna varia la focale effettiva.
In questo articolo i termini prolunga ed estensione sono utilizzati in maniera intercambiabile e indicano un aumento del tiraggio.
| Prolunga (mm) | Obiettivo 50mm | Obiettivo 100mm | Obiettivo 200mm | |||
| Rapporto di riproduzione | Ingrandimento | Rapporto di riproduzione | Ingrandimento | Rapporto di riproduzione | Ingrandimento | |
| 5 | 1:10 | 0.1x | 1:2 | 0.05x | 1:40 | 0.025x |
| 10 | 1:5 | 0,2x | 1:10 | 0.1x | 1:20 | 0.05x |
| 15 | 1:3.3 | 0.3x | 1:7 | 0.15x | 1:13 | 0.075x |
| 20 | 1:2.6 | 0.4x | 1:5 | 0.20x | 1:10 | 0.1x |
| 25 | 1:2 | 0.5x | 1:4 | 0.25x | 1:8 | 0.125x |
| 30 | 1:1.7 | 0.6x | 1:3.3 | 0.3x | 1:7 | 0.15x |
| 35 | 1:1.4 | 0.7x | 1:2.8 | 0.35x | 1:6 | 0.175x |
| 40 | 1:1.2 | 0.8x | 1:2.5 | 0.4x | 1:5 | 0.2x |
| 45 | 1:1.1 | 0.9x | 1:2.2 | 0.45x | 1:4.4 | 0.225x |
| 50 | 1:1 | 1x | 1:2 | 0.5x | 1:4 | 0.25x |
| 55 | 1.1:1 | 1.1x | 1:1.8 | 0.55x | 1:3.6 | 0.275x |
| 60 | 1.2:1 | 1.2x | 1:1.7 | 0.6x | 1:3.3 | 0.3x |
| 70 | 1.4:1 | 1.4x | 1:1.4 | 0.7x | 1:2.8 | 0.35x |
| 80 | 1.6:1 | 1.6x | 1:1.2 | 0.8x | 1:2.5 | 0.4x |
| 90 | 1.8:1 | 1.8x | 1:1.1 | 0.9x | 1:2.2 | 0.45x |
| 100 | 2:1 | 2x | 1:1 | 1x | 1:2 | 0.5x |
Ho scelto queste focali per diversi motivi. Il 50mm è un’ottica presente quasi in ogni corredo, permette un elevato rapporto di riproduzione senza doversi avvicinare in maniera eccessiva al soggetto e in genere offre una buona qualità ottica, specialmente se non è ultra luminoso. Le focali inferiori sono molto scomode da utilizzare come macro perché richiedono di avvicinarsi moltissimo al soggetto. Ho aggiunto il 100mm perché permette di ottenere buoni rapporti di riproduzione mantenendosi più distanti dal soggetto e non è raro che una focale simile si trovi in un corredo. Ho incluso infine il 200mm perché è la focale più lunga facilmente reperibile e permette rapporti di riproduzione ancora interessanti mantenendo una buona distanza dal soggetto.
Le formule matematiche
L’aumento del tiraggio di un sistema ottico a fuoco su infinito incrementa il suo rapporto di riproduzione secondo la formula
Rapporto di riproduzione =
Aumento del tiraggio / Lunghezza focale
Con obiettivo messo a fuoco a una distanza finita, la formula diventa
Rapporto di riproduzione =
Lunghezza focale / (Distanza di fuoco − Lunghezza focale) + Estensione aggiuntiva / Lunghezza focale
Con Lunghezza focale / (Distanza di fuoco − Lunghezza focale) si calcola il rapporto d’ingrandimento del solo obiettivo; con la parte successiva della formula si aggiunge l’influenza dell’aumento di tiraggio.
Questi calcoli sono accurati per obiettivi sottili e a focale costante, ovvero elementi ottici il cui spessore è trascurabile rispetto alla lunghezza focale. Ne consegue che nessun obiettivo moderno con elementi flottanti, messa a fuoco interna o design complesso, rientra in questa categoria. Tuttavia queste formule, per quanto approssimative, offrono una buona indicazione operativa dell’ingrandimento ottenibile aumentando il tiraggio di un obiettivo.
Sensore Full Frame vs Sensore Super35
La dimensione del sensore non influisce sul rapporto di riproduzione ottico, reale. Questo valore dipende esclusivamente da lunghezza focale, distanza di messa a fuoco, eventuale estensione.
A cambiare, nell’utilizzo di un sensore Full Frame piuttosto che di un qualche sensore Super35 sono:
1. Angolo di campo inquadrato
A parità di lunghezza focale, distanza di messa a fuoco ed estensione, il Super35 inquadra una porzione più piccola dell’immagine proiettata dall’obiettivo. Il soggetto appare più grande nell’inquadratura non per via di un maggiore ingrandimento ottico, ma a causa del fattore crop che aumenta l’ingrandimento percepito.
Al rapporto di riproduzione 1:1, il campo inquadrato su Full Frame è circa 36×24 mm, mentre sul sensore Super35 della Alexa Classic, per fare un esempio, è circa 24×18 mm. Il Super35 mostra quindi un’area più piccola del soggetto rispetto al Full Frame a causa del fattore crop, non introduce un rapporto di riproduzione superiore.
2. Profondità di campo
A parità di rapporto di riproduzione, diaframma di lavoro e distanza dal soggetto, la profondità di campo è identica. Tuttavia, per ottenere la stessa inquadratura che si otterrebbe con un sensore più piccolo, con un sensore Full Frame occorre avvicinarsi di più al soggetto o aumentare il rapporto di riproduzione tramite estensioni. Pertanto, a parità d’inquadratura finale, un sensore più grande costringe a lavorare in condizioni di profondità di campo minore rispetto a uno più piccolo.
Sintesi operativa
Il sensore non modifica il rapporto di riproduzione ottico, reale, ma influisce direttamente sull’ingrandimento percepito, che si rivela tanto maggiore quanto più piccolo è il sensore in uso.
Per ottenere la stessa composizione, l’utilizzo di un sensore più grande richiede un maggiore ingrandimento rispetto a uno più piccolo e di conseguenza, a parità d’impostazioni, comporta una minore profondità di campo.
L’esposizione
È importante considerare che più aumenta il rapporto d’ingrandimento, più luce è necessaria per una corretta esposizione dell’immagine. Ciò è dovuto al fenomeno della perdita di luce per estensione (o rapporto di estensione) che riguarda tanto gli obiettivi montati su tubi di prolunga o soffietto quanto gli obiettivi macro. In ogni caso, a una diminuzione della distanza di fuoco corrisponde un aumento di tiraggio. Questo comporta che i fasci di luce attraversino la pupilla d’ingresso dell’obiettivo a una distanza maggiore dal sensore, che si allarghino maggiormente prima di raggiungerlo e di conseguenza perdano intensità per unità di superficie quando giungono a destinazione. Anche qui è al lavoro la legge dell’inverso del quadrato.
Per dare un’idea di quanto il tiraggio influenzi l’esposizione, al rapporto 1:1 si perdono circa 2 stop di luce.
Il calcolo della perdita di luce
In base al rapporto di riproduzione la formula è
Stop persi = 2 x log2(1 + Rr)
In base alla distanza di ripresa è invece
Stop persi = 2 x log2[1 + Fc / (Ds – Fc)]
Per calcolare il rapporto di riproduzione:
Rr = Fc / (Ds – Fc)
- Rr = rapporto di riproduzione
- Fc = lunghezza focale dell’obiettivo
- Ds = distanza soggetto – sensore
Volendo semplificare i calcoli al prezzo di una precisione inferiore, si può usare la formula base del calcolo del fattore di esposizione (anche detto fattore di estensione):
Stop persi = (Fc+Es)/Fc
- Es = Estensione
Le discrepanze con la formula logaritmica sono tanto più marcate quanto più è ridotto il rapporto di riproduzione.
Tabella di riferimento per la focale 100mm
| Rapporto di riproduzione / Ingrandimento | Distanza soggetto – sensore (mm) | Stop persi |
| 1:4 / 0,25x | 500 | 0,6 |
| 1:2 / 0,5x | 300 | 1 |
| 1:1 / 1x | 200 | 2 |
| 2:1 / 2x | 150 | 3,2 |
| 3:1 / 3x | 133 | 4 |
Considerazioni finali
La ripresa macro è particolarmente complessa perché deve conciliare due fattori in conflitto: da un lato una ridotta profondità di campo, spesso nell’ordine di pochi millimetri a causa della breve distanza dal soggetto, dall’altro un’elevata richiesta di luce dovuta all’estensione del tiraggio.
Per questo motivo, in ambito cinematografico, agli obiettivi macro e agli accessori per aumentare il tiraggio si tendono a preferire le lenti addizionali. Queste non migliorano direttamente la situazione per quanto concerne la profondità di campo, ma dal momento che non aumentano il fabbisogno di luce permettono di lavorare a diaframmi più chiusi e quindi di estendere il campo a fuoco.
Rispetto all’utilizzo di accessori di prolunga o di un obiettivo macro, in genere l’applicazione di lenti addizionali comporta una qualità ottica inferiore, specialmente ai margini del fotogramma; tuttavia in condizioni di profondità di campo molto ridotta questo è raramente un problema.