El diafragma es un sistema utilizado para limitar el diámetro del haz de luz que pasa a través de un objetivo. Con él se controla tanto la luminosidad como su nitidez, al corregir paracialmente muchas aberraciones del objetivo.
Tipos de diafragma. Diafragma de iris
Según su diseño, un diafragma puede tener valores fijos o ajustables. Los valores de diafragmas fijos, como los Diafragmas Waterhousese y los rotativos o en tiras, limitan a una o, como mucho, a unas pocas aberturas de un tamaño predeterminado. Los valores de diafragmas ajustables, como los diafragmas modernos de iris, pueden cambiarse continuamente, desde la abertura mínima para conseguir una imagen útil hasta el diafragma máximo del objetivo.
Diafragma de iris
Prácticamente todos los objetivos actuales de buena calidad tienen diafragmas de iris incorporados, que proporcionan un control continuo del diámetro de la abertura.
Se denomina diafragma de iris por su semejanza con el iris del ojo humano. Consiste en una serie de hojas curvadas superpuestas que se mueven conjuntamente formando aproximadamente un círculo del diámetro deseado, al accionar una anilla de selección. Normalmente la anilla está marcada con número f/ que corresponde a una serie de posiciones que duplican o reducen a la mitad la cantidad de luz.
Diafragmas automáticos
Muchos objetivos tienen diafragmas automáticos acoplados al obturador de la cámara y a los sistemas de medición de la luz. Estos diafragmas se mantienen completamente abiertos para proporcionar una imagen lo más luminosa posible para la visualización y el enfoque, en las cámaras que poseen un sistema de visión a través del objetivo, para cerrarse automáticamente a la abertura seleccionada cuando se dispara el obturador. La abertura puede haber sido seleccionada por el fotógrafo e indicada sobre la anilla de diafragma o sobre un sistema de acoplamiento a la cámara.
Los diafragmas automáticos de las cámaras SLR se mantienen abiertos durante el encuadre y se cierran automáticamente para el valor correcto cuando se efectúa la exposición, abriéndose una vez realizada esta. Tienen generalmente un control que permite al fotógrafo juzgar la profundidad de campo a través de la abertura seleccionada.
En las cámaras no réflex, esos diafragmas se ajustan automáticamente al número f/ seleccionado, sin que sea necesaria la visualización con la abertura máxima.
En los sistemas automáticos de control de la exposición con preferencia a las velocidades, el fotógrafo selecciona una velocidad de obturación, y el sistema de medición de la cámara cierra el diafragma a la abertura necesaria para conseguir una exposición correcta para una sensibilidad precisa.
Números f/
Los ajustes de diafragmas o valores de diafragma se designan por números f/. Estos números se obtienen mediante la fórmula:
La serie estándar de números f/ es: 1; 1,4; 2; 2,8; 4; 5,6; 8; 11; 16; 22; 32; 45; 64; 90. En la fabricación de objetivos, las marcas en la anilla de selección de la abertura se determinan ajustando el diafragma hasta que el cociente entre su diámetro efectivo y la distancia focal del objetivo da como resultado uno de los números anteriores. Esta posición es marcada y numerada convenientemente. El número f/ más bajo representa la capacidad máxima de paso de luz del objetivo. Este último valor puede no ser uno de los números anteriores, según el diámetro efectivo máximo que pueda obtenerse con el objetivo; sin embargo, las posiciones que le siguen cuando se cierra el diafragma corresponden a los números de la serie estándar.
Cada vez que se varía la abertura del número f/ al siguiente más alto, la cantidad de luz transmitida se reduce a la mitad, porque el área (no el diámetro efecto) de la abertura del diafragma disminuye a la mitad; como resultado la luminosidad de la imagen se reduce en la misma proporción. El cambio de un número f/ al siguiente más bajo duplica el área de la abertura, así como la cantidad de luz que pasa por el objetivo y la luminosidad de la imagen.
Nitidez de la imagen y profundidad de campo
Con un objetivo simple de un solo elemento, el diafragma puede mejorar la nitidez de la imagen eliminando los rayos de luz que pasan por los bordes del objetivo. En esta zona es más probable que el objetivo no esté bien corregido, de manera que los rayos que pasen por ella es posible que no sean enfocados en el mismo punto que los que atraviesen la porción central del objetivo. El diafragma puede estar situado delante o detrás del objetivo, pero siempre en el lado cóncavo.
Un aspecto más importante de la nitidez de la imagen consiste en utilizar la abertura del diafragma para controlar la profundidad de campo. A medida que se cierra el diafragma, aumenta la profundidad de campo, con lo que se incrementa el campo de nitidez de la imagen.
Límites en el cierre de diafragmas para aumentar la nitidez.
Aunque los diafragmas más pequeños proporcionan mayor profundidad de campo, un examen preciso de los detalles en el plano del foco correcto demuestra que la nitidez disminuye cuando la abertura es muy pequeña. Ello es debido a la difracción de los rayos de luz que inciden en el borde de la abertura del diafragma. La abertura más pequeña de los objetivos de las cámaras se determina por el efecto de difracción. Por ejemplo, los objetivos de 50 mm de las cámaras de 35 mm no poseen normalmente diafragmas menores de f/16. La difracción sólo constituye inconveniente con los objetivos de gran formato y de producción, que cierran a f/45 ó más. La pérdida de nitidez resulta especialmente visible en los trabajos de copia y en los de reproducción en los que el sujeto es plano y bidimensional.
La mejor abertura de diafragma
La abertura que produce la imagen más nítida varía hasta cierto punto de un objetivo a otro, pero casi nunca la abertura más pequeña o la más grande dan la mejor nitidez de imagen. Con el diafragma completamente abierto, la nitidez es reducida por las aberraciones del objetivo poco corregidas; con la abertura mínima, la nitidez de la imagen es reducida por la difracción.
Con la mayoría de los objetivos, la mejor nitidez se obtiene empleando aberturas intermedias, donde las aberraciones han sido minimizadas mediante el cierre de diafragmas, pero sin que la difracción constituya un factor importante. Los resultados de las pruebas del poder de resolución de los objetivos, que aparecen frecuentemente en las revistas de fotografía, muestran qué aberturas son más adecuadas para cada objetivo. Cuando se fotografían sujetos que tienen profundidad tal vez no sea posible utilizar la abertura que proporciona una nitidez óptima, debido a que la profundidad de campo correspondiente necesita una abertura más pequeña.
Con los objetivos rápidos utilizados en las cámaras de 35 mm, la mejor definición se obtiene generalmente a f/8.
Los objetivos de mayor distancia focal utilizados en las cámaras de gran formato pueden ser más diafragmados que los de focal corta de las cámaras de pequeño formato, debido a que la pérdida de definición aparente causada por la difracción es menor.
Valor de diafragma y abertura relativa
Este término se refiere a la abertura del objetivo (llamada generalmente diafragma) que permite que la luz, al pasar a través del objetivo, exponga la película. Los tamaños de las aberturas de los objetivos se expresan generalmente en términos de números f/; por ejemplo, f/2,8 y f/4. Se determinan dividiendo la distancia focal del objetivo por el diámetro de la abertura. Por ejemplo, si la distancia focal de la lente es de 100 mm y la abertura es de 25 mm, el número f/ es f/4 (4:1 = 4). Por lo tanto, con f/4, la abertura es sólo 1/4 de la distancia focal. De la misma manera, f/8 significa que la abertura es 1 /8 de la distancia focal; f/11 que la abertura es 1/11 de esa distancia, y así sucesivamente. Una vez comprendido que los números f/ indican el tamaño de la abertura como fracción de la distancia focal, resulta fácil entender que cuanto más pequeño es el número f/, mayor es la abertura del objetivo. Técnicamente, el número f/ es una fracción; por ejemplo, lo que comúnmente se designa por f/16, es en realidad f/1/16.
Abertura relativa
Los objetivos A y B tienen una abertura de 25 mm y están enfocados a un mismo sujeto. El objetivo A tiene una distancia focal de 50 mm, y el B de 150 mm. La imagen producida en el sensor es tres veces mayor con el objetivo B que con el A, y la imagen tomada sobre la película por aquel objetivo es menos luminosa. El objetivo de maor distancia focal tiene una abertura relativa más pequeña.
Supóngase que se dispone de dos objetivos, cada uno con una abertura de 25 mm y que se enfocan en una misma persona. Ambos objetivos trasmiten la misma cantidad de luz, pero la distancia focal del objetivo A es de 50 mm y la del B de 150 mm. Con el objetivo B se produce sobre la película una imagen de la persona tres veces mayor que la producida con el A. Mientras que ambos objetivos transmiten igual cantidad de la luz reflejada por la persona, ésta queda repartida por una área 9 veces mayor con el objetivo B. Por esta razón la imagen hecha sobre la película con el objetivo de 150 mm es menos luminosa. Por tanto, aunque ambos objetivos posean una abertura física de 25 mm, el objetivo de mayor distancia focal tiene una abertura relativa más pequeña.
Resultaría difícil tomar fotografías con la exposición correcta si, por ejemplo, el f/8 de un objetivo de distancia focal larga y el f/8 de un objetivo de distancia focal corta no significasen lo mismo. Afortunadamente significan lo mismo, aunque para ello el f/8 del objetivo de distancia focal larga debe corresponder a una abertura físicamente mayor que la f/8 del objetivo de distancia focal corta. Entonces, ambos objetivos tienen la misma abertura relativa, pero sus aberturas físicas son de tamaños diferentes.
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