Come calcolare l’ingrandimento macro con tubi di prolunga e sensori crop

L’ingrandimento, chiamato anche rapporto di riproduzione, confronta le dimensioni effettive dell’immagine sul sensore con quelle reali del soggetto. A 1:1, ovvero 1×, un soggetto di 10 mm forma un’immagine di 10 mm sul sensore. A 1:2, ovvero 0,5×, la sua immagine misura 5 mm. Nikon descrive la riproduzione a grandezza naturale in questi termini, riferiti al piano del sensore. Nikon: Sperimentare la fotografia macro a casa.

Il calcolo fondamentale è m = dimensioni dell’immagine sul sensore ÷ dimensioni reali del soggetto. L’ingrandimento sullo schermo è una grandezza distinta: ingrandire una fotografia sul monitor ne cambia le dimensioni visualizzate, ma non il rapporto di riproduzione al momento dello scatto.

Questa distinzione è importante quando si confrontano le fotocamere. Un’immagine del soggetto larga 10 mm occupa una porzione maggiore di un sensore più piccolo, anche se le sue dimensioni fisiche restano di 10 mm. È una conseguenza diretta della definizione del rapporto di riproduzione.

Un tubo di prolunga è un distanziatore cavo tra fotocamera e obiettivo. Allontanare l’obiettivo dal sensore permette di mettere a fuoco più da vicino e ottenere un ingrandimento maggiore. I tubi non contengono elementi ottici aggiuntivi e, se compatibili, possono essere impilati; per calcolare la prolunga totale, somma le lunghezze dichiarate. Cambridge in Colour: Tubi di prolunga macro e lenti addizionali.

Usa m ≈ m₀ + E/f, dove:

• m è l’ingrandimento stimato con il tubo.
• m₀ è l’ingrandimento dell’obiettivo senza tubo all’impostazione di messa a fuoco selezionata.
• E è la prolunga aggiunta, in millimetri.
• f è la lunghezza focale dell’obiettivo a quell’impostazione di messa a fuoco, in millimetri.

Claff ricava questa relazione dalla distanza dell’immagine e dalla lunghezza focale dell’obiettivo. Come i tubi di prolunga influiscono sull’ingrandimento.

Con un obiettivo illustrativo da 50 mm con ingrandimento massimo nativo di 0,20×, aggiungendo 20 mm di prolunga si ottiene m ≈ 0,20 + 20/50 = 0,60×. Questa è una stima con l’obiettivo impostato alla distanza minima di messa a fuoco, supponendo che la sua lunghezza focale effettiva resti all’incirca di 50 mm.

Se invece imposti l’obiettivo su infinito, il suo ingrandimento nativo tende a zero e la stima semplificata diventa m ≈ E/f. Con lo stesso tubo da 20 mm su quell’obiettivo da 50 mm, otterresti quindi circa 0,40×. La posizione della ghiera di messa a fuoco va dunque considerata nel calcolo: il solo tubo non determina il risultato.

Usa in questa formula la lunghezza focale effettiva dell’obiettivo. Per un obiettivo contrassegnato come 50 mm, non usare la lunghezza focale equivalente corretta per il crop.

Nikon spiega che un sensore più piccolo registra una porzione centrale più ristretta dell’immagine proiettata dall’obiettivo, senza alterarne fisicamente le caratteristiche ottiche. Di conseguenza, cambiando le dimensioni del sensore e mantenendo invariata la configurazione ottica, il rapporto di riproduzione resta invariato. Nikon: Che cos’è il fattore di crop e come si calcola?.

Per calcolare la larghezza del soggetto che entra nell’inquadratura, riordina la definizione del rapporto di riproduzione: larghezza del campo inquadrato = larghezza attiva del sensore ÷ ingrandimento. Usa la larghezza del sensore indicata nelle specifiche della fotocamera e l’area dell’immagine effettivamente registrata. Il confronto seguente usa sensori ipotetici larghi 36 mm e 24 mm:

Ingrandimento ottico	Larghezza del campo con un sensore largo 36 mm	Larghezza del campo con un sensore largo 24 mm
0,50×	72 mm	48 mm
0,60×	60 mm	40 mm
1,00×	36 mm	24 mm

A 0,60×, un oggetto largo 20 mm proietta un’immagine larga 12 mm. Occupa un terzo della larghezza del sensore da 36 mm e metà di quella del sensore da 24 mm. A parità di ingrandimento ottico, il sensore più piccolo produce un’inquadratura più stretta.

Per confrontare l’inquadratura orizzontale, calcola ingrandimento equivalente al formato pieno = m × 36/larghezza del sensore. Quindi 0,60× sul sensore illustrativo largo 24 mm offre la stessa copertura orizzontale del soggetto di 0,90× su un sensore da 36 mm. Indica questo valore come equivalente di inquadratura: l’ingrandimento ottico resta 0,60×.

Usare direttamente la larghezza del sensore evita anche ambiguità nel confronto tra formati con proporzioni diverse. Calcola separatamente la copertura verticale come altezza del sensore ÷ m ogni volta che l’altezza del soggetto può determinare se entra nell’inquadratura.

Parti dalla composizione che desideri. Indica con W la larghezza reale del soggetto, con S la larghezza del sensore e con p la frazione della larghezza dell’inquadratura che vuoi far occupare al soggetto. Tutte le dimensioni fisiche devono essere espresse nella stessa unità di misura.

Dalla definizione del rapporto di riproduzione, la larghezza dell’immagine sul sensore necessaria è p × S, quindi ingrandimento desiderato = p × S/W. Riordinando la stima della prolunga si ottiene prolunga necessaria ≈ f × (ingrandimento desiderato − m₀).

Supponiamo che tu voglia far occupare all’80% dell’inquadratura di un sensore ipotetico largo 24 mm un oggetto decorativo largo 30 mm. Hai l’obiettivo illustrativo da 50 mm con ingrandimento massimo nativo di 0,20×:

1. Ingrandimento desiderato = 0,80 × 24/30 = 0,64×.
2. Prolunga necessaria ≈ 50 × (0,64 − 0,20) = 22 mm.
3. Larghezza del campo prevista = 24/0,64 = 37,5 mm.
4. Porzione occupata dal soggetto = 30/37,5 = 80%.

Una lunghezza di prolunga disponibile e simile è un buon punto di partenza. Con le stesse ipotesi, questi calcoli mostrano perché montare tutti i tubi che possiedi potrebbe produrre un’inquadratura inutilmente stretta:

Prolunga aggiunta	Ingrandimento stimato	Larghezza del campo sul sensore illustrativo da 24 mm	Il soggetto largo 30 mm entra in orizzontale?
0 mm	0,20×	120 mm	Sì, con molto spazio attorno
12 mm	0,44×	54,5 mm	Sì
20 mm	0,60×	40 mm	Sì, occupando il 75% della larghezza
36 mm	0,92×	26,1 mm	No, con questa impostazione di messa a fuoco

Se il calcolo restituisce una prolunga pari a zero o negativa, la composizione desiderata non richiede altro ingrandimento rispetto all’impostazione nativa selezionata. Prova l’obiettivo senza tubo e regola la messa a fuoco e la posizione della fotocamera. Se cambi la messa a fuoco, rifai il calcolo o misura il rapporto risultante.

Il limite principale è usare la lunghezza focale indicata sull’obiettivo come se restasse invariata a ogni distanza di messa a fuoco. Nell’analisi originale, Claff osserva che la lunghezza focale spesso diminuisce quando si mette a fuoco da vicino e mostra come l’uso della lunghezza focale alla distanza minima cambi l’aumento di prolunga previsto. Come i tubi di prolunga influiscono sull’ingrandimento.

Considera stime di pianificazione i calcoli basati sulla lunghezza focale indicata. Se il produttore fornisce una tabella degli ingrandimenti per la combinazione esatta di obiettivo e tubo, usa quei dati per perfezionare la previsione.

Le istruzioni Canon per l’EF50mm f/1.8 STM offrono un esempio concreto. Indicano un ingrandimento massimo nativo di 0,21×, un ingrandimento con EF12 II di 0,24–0,45× e un ingrandimento con EF25 II di 0,53–0,74×. Sono intervalli che variano in base all’impostazione di messa a fuoco. Istruzioni Canon EF50mm f/1.8 STM, specifiche dei tubi di prolunga.

Usare la lunghezza focale indicata di 50 mm prevede un massimo di 0,21 + 25/50 = 0,71× con 25 mm di prolunga, rispetto allo 0,74× riportato da Canon. Questo confronto mostra perché una formula approssimativa non dovrebbe prevalere su una specifica documentata.

L’ingrandimento non indica neppure quanto spazio ci sia tra il soggetto e la parte anteriore dell’obiettivo. Valuta questo aspetto separatamente quando componi l’inquadratura e predisponi l’illuminazione. I tubi di prolunga riducono l’intervallo delle distanze a cui l’obiettivo riesce a mettere a fuoco, impedendo anche la messa a fuoco su soggetti lontani. Cambridge in Colour: Considerazioni sui tubi di prolunga.

Una fotografia di un righello permette di controllare il risultato senza conoscere la lunghezza focale dell’obiettivo alla distanza minima di messa a fuoco. Il metodo seguente deriva dalla definizione del rapporto di riproduzione: se una larghezza nota del soggetto copre l’intera larghezza registrata del sensore, l’ingrandimento è il loro rapporto.

1. Cerca la larghezza fisica del sensore nelle specifiche ufficiali della fotocamera. Se registri un’area ritagliata, usa la larghezza attiva.
2. Monta il tubo e l’obiettivo scelti, seleziona una lunghezza focale e imposta la posizione di messa a fuoco che vuoi verificare.
3. Metti un righello millimetrato parallelo al piano del sensore, con la scala in orizzontale e passante per il centro dell’inquadratura.
4. Sposta la fotocamera o il righello finché la scala è a fuoco. Durante questa regolazione, mantieni invariata l’impostazione di messa a fuoco.
5. Scatta con l’intero fotogramma e leggi la distanza sul righello tra il bordo sinistro e quello destro dell’immagine. Non usare una versione ritagliata o corretta in prospettiva in un secondo momento.
6. Calcola ingrandimento misurato = larghezza attiva del sensore ÷ tratto di righello nell’inquadratura.

Per esempio, se un sensore ipotetico largo 24 mm registra esattamente 30 mm di righello nell’inquadratura, m = 24/30 = 0,80×. Questo è il rapporto di riproduzione ottico misurato. L’equivalente di inquadratura orizzontale per il formato pieno è 0,80 × 36/24 = 1,20×.

Mantieni il righello parallelo al sensore e leggi con attenzione gli intervalli completi in millimetri. Una scala inclinata o un ritaglio dell’immagine alterato introduce errori di misurazione. Annota la lunghezza del tubo, la lunghezza focale, l’impostazione di messa a fuoco, il tratto di righello inquadrato e il rapporto calcolato, così potrai ripetere la configurazione.

Usa la formula della prolunga per scegliere una combinazione iniziale, le dimensioni del sensore per prevedere la composizione e la fotografia del righello per stabilire il rapporto effettivo. Quando il campo visivo misurato comprende il soggetto e lo spazio circostante desiderato, sostituisci il righello con il soggetto e mantieni quelle impostazioni ottiche per la fotografia.

• In Focus: Sperimentare la fotografia macro a casa — Nikon
• Tubi di prolunga macro e lenti addizionali — Cambridge in Colour
• Come i tubi di prolunga influiscono sull’ingrandimento — Bill Claff, Photons to Photos
• Che cos’è il fattore di crop e come si calcola? Spiegazione dei formati DX e FX — Nikon
• Istruzioni EF50mm f/1.8 STM — Canon