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GUIA DE OPERAÇÃO DE CÂMERA DIGITAL...mudança do valor de ISO temos o dobro ou a metade da quantidade de luz anterior. Por exemplo, ao mudar a sensibilidade ISO de 100 para 200,

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Olá, bem vindo ao Guia de Operação de Câmera Digital paraFilmmakers do AvMakers.

Neste guia você irá aprender os fundamentos essenciais para operar qualquer câmera de vídeo digital, seja essa uma câmera de entrada ou uma câmera de cinema.

Primeiro, vamos conhecer os controles da câmera que permitem modelar a luz para atingir a exposição e estética desejadas para o seu �lme. Na sequência, entenda sobre as objetivas, suas características e propriedades.

Autor Bruno Baltarejo

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Exposição à luzIntrodução

Para que exista imagem é necessário que haja luz.

Assim como nós humanos, que só podemos enxergar os objetos quando uma luz atinge e re�ete deste objeto, atravessando a íris até chegar na retina do nosso olho, a imagem digital só é produzida quando a luz atravessa a objetiva e chega até o sensor.

Porém, há diversas grandezas de luz, desde a luz emitida por um fósforo até a luz do sol. Dessa forma, se faz necessário que controlemos a quantidade de luz que será absorvida pela câmera para gerar a imagem digital. Quando há pouca luz, precisamos tornar a câmera mais sensível a essa luz, e quando há muita luz precisamos cortar parte desta luz, modelando assim a exposição.

Triângulo de exposição

A câmera digital possui 3 controles que permitem, ao mesmo tempo, controlar a sensibi-lidade do sensor e a quantidade de luz que chega até ele, alterando as características da imagem produzida. Esses controles são o ISO, o Obturador e o Diafragma. Por serem 3 comandos, são recorrentemente chamados de Triângulo de Exposição.

Medição de luz

Para que possamos começar a controlar a exposição à luz, é importante utilizarmos ferramentas que permitam analisar a resposta da câmera para determinada quantidade de luz.

Aqui vamos citar 3 opções diferentes, que geralmente podem ser encontradas nas câmeras digitais: o fotômetro, histograma e o waveform. Fotômetro

Há duas opções principais de fotômetro utilizados no audiovisual: o fotômetro de mão, ideal para medir a intensidade de cada fonte luminosa sem a necessidade de posicionar a câmera próxima da fonte de luz, e assim conseguir regular a intensidade relativa de cada fonte luminosa; e o fotômetro interno câmera, próprio para analisar a intensidade média geral de luz que chega em um objeto e re�ete até o sensor.

O fotômetro da câmera é muito simples, e geralmente se apresenta da seguinte forma:

Ao centro do fotômetro temos o número 0, que indica que há uma exposição neutra, ou seja, uma exposição média. Ao colocar um cartão cinza em frente à câmera e expor a imagem de forma que o fotômetro indique o número 0, tem-se uma relação onde o cinza do cartão é semelhante ao cinza da imagem digital.

3 2 1 1 2 30

VELOCIDADEDO OBTURADOR

TRIÂNGULODE EXPOSIÇÃO

ISO

ABERTURA

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Os números à esquerda e à direita representam a variação da quantidade de luz. Esse valor é calculado em STOP de luz, e trata-se de uma medida recorrente e muito impor-tante, trataremos dela logo mais neste capítulo.

Histograma

Este grá�co permite uma análise mais avançada da variação de luz na imagem.

O pixel é a menor unidade da imagem digital, ou seja, é cada um dos pontinhos queformam o mosaico da imagem. Quanto maior estiver uma coluna no histograma, maispixels possuem aquela determinada luminância.

Pelo histograma podemos visualizar a distribuíção da luminância do ponto maisescuro até o ponto mais claros e saber se uma imagem está predominantementeescura, equilibrada ou mais clara.

É importante ressaltar que não há certo ou errado, a histograma deve ser analisado de acordo com o contexto da imagem que está sendo produzida.

Mais pixels

Sombras Tons médios Luzes

Menos pixels

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Waveform

O grá�co Waveform tem uma função semelhante ao Histograma, porém apresenta uma grande vantagem: ele exibe a variação de luminância distribuída ao longo da imagem, dessa forma é possível saber que parte da imagem possui qual luminância.

Esse grá�co possui uma coluna vertical que informa a variação de luz medida em IRE. Sua base, 0 IRE, representa o preto absoluto, e o topo, 100 IRE, branco absoluto. Da esquerda para direita ele mostra a distribuição da luminância tal qual a imagem que está sendo analisada: a esquerda e direita do grá�co correspondem aos mesmos lados do quadro.

Para uma exposição equilibrada o cartão cinza deve estar na linha 50 IRE, representando assim o cinza real relativo ao cinza da imagem digital.

Stops de luz

Conforme dito anteriormente, o conceito de stop de luz é muito importante tanto na fotogra�a quanto no vídeo digital. Um stop equivale à metade ou o dobro de uma determinada quantidade de luz, ou seja: quando no fotômetro o valor passa de “0” para “-1”, signi�ca que o sensor passou a receber a metade da quantidade de luz que

estava recebendo quando o valor referencial estava em “0”; enquanto que, ao passar para o valor “+1”, este sensor estará recebendo o dobro da quantidade de luz que recebia em “0”.

No decorrer dos próximos capítulos vamos entender como controlar a exposição à luz utilizando o ISO, o DIafragma e o Obturador, bem como a relação de reciprocidade entre eles, e veremos o conceito de stop na prática exaustivamente, pois todos esses controladores utilizam a medida em stops para manipular a quantidade de luz que chega até o sensor.

Sensor x Sensibilidade

O sensor digital

O sensor é o componente mais importante de uma câmera digital, pois é através dele que a imagem é obtida. Sua taxa de sensibilidade é o primeiro controle de exposição que iremos ver neste guia.

O sensor é composto por várias fotocélulas que irão interpretar a intensidade da luz que chega até ele. Cada uma delas é responsável por obter a informação de uma entre as três cores que compõem a imagem digital: vermelho, verde e azul.

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ISO

Ao aumentar a sensibilidade deste sensor, aumentamos a intensidade do impulso, gerando uma informação de luminância mais clara. Ao mesmo tempo que, reduzindo a sensibilidade do sensor, obtemos uma imagem mais escura.

Essa taxa de sensibilidade é chamada de sensibilidade ISO (International Organization for Standardization), e é uma derivação do ISO analógico, que refere-se à sensibilidade do �lme negativo.

O ISO possui uma escala de medição que utiliza o conceito de STOP. Dessa forma, a cada mudança do valor de ISO temos o dobro ou a metade da quantidade de luz anterior.

Por exemplo, ao mudar a sensibilidade ISO de 100 para 200, temos o dobro da quanti-dade de luz, assim como reduzir de 800 para 400 a luz diminui pela metade.

Relação Sinal x Ruído

Ao mudar a sensibilidade ISO obtemos não apenas uma mudança na exposição à luz, mas também alteramos o grão de ruído e a nitidez da imagem. Para essa relação entre exposição e ruído digital damos o nome de relação sinal x ruído.

ISO Nativo

O ISO nativo de uma câmera é onde se encontra a melhor relação entre sinal x ruído. Este é o ISO ideal de operação daquele sensor, ou seja, ele produz a menor intensidade de ruído digital na produção da imagem.

Hoje já existem câmeras de cinema digital que possuem mais de um ISO nativo, o que signi�ca que ela pode operar em mais de um valor de sensibilidade ISO no qual obtém melhor relação de sinal x ruído.

Embora o ISO nativo tenha a melhor relação sinal x ruído, seu uso não é obrigatório, podendo ser uma escolha deliberada aumentar a taxa de ISO para obter uma imagem mais clara ou um ruído mais intenso para uma determinada cena.

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Geralmente o ISO será o primeiro valor estabelecido ao montar a exposição de uma cena, sendo ideal manter uma taxa constante durante a �lmagem de cada take, a �m de manter uma homogeneidade do ruído durante toda a cena.

Obturador e frame rate

Frame

Para que tenhamos a ilusão do movimento em um vídeo, é necessário que diversas imagens sejam apresentadas consecutivamente, mais rápido do que o tempo de persis-tência dessa imagem na nossa retina, criando uma ilusão de continuidade.

A cada uma dessas imagens estáticas que compõe o �lme damos os nome de FRAME. Nas películas o frame é cada fotograma de um rolo de �lme; já nas câmeras digitais, equi-vale a cada uma das imagens produzidas, semelhantes a uma foto digital.

Frame Rate

Corresponde à quantidade �xa de FRAMES que formam um segundo de vídeo. Por convenção, estabeleceu-se no cinema a taxa de 24 quadros por segundo; um taxa de quadros (frame rate) menor pode causar a impressão de que os movimentos �cam travados, sem �uidez, já uma taxa de quadros maior pode ser utilizada para criação de efeito slow motion ou para melhor representar movimentos muito rápidos, como em vídeos de esportes.

Obturador

O obturador, também chamado de Shutter, é responsável por controlar o tempo de exposição do sensor à luz na produção de cada FRAME. Um tempo menor irá deixar a imagem mais escura, enquanto em um tempo maior de exposição o sensor irá absorver mais luz e a imagem resultante será mais clara.

Shutter Angle X Shutter speed

Há duas maneiras de medir a velocidade do obturador: em Shutter Speed e em Shutter Angle. A opção Shutter Speed é a mais comum, encontrada em quase qualquer câmera, já a opção Shutter Angle está presente nas câmeras de cinema. Vamos explicar abaixo e diferenciar uma da outra.

Shutter Speed, ou velocidade do obturador, mede o tempo de exposição em fração de segundo, ou seja 1/60 signi�ca que o sensor estará exposto à luz por um septuagésimo de segundo para a produção de cada frame.

O maior tempo de exposição possível será o equivalente ao frame rate escolhido, ou seja: se estiver gravando a 30 quadros por segundo, o maior tempo de exposição possível é 1/30.

Aqui também utilizamos o conceito de STOP, dessa forma se utilizarmos um tempo de exposição 1/60 teremos a metade da quantidade de luz que 1/30, ou -1 Stop já para 1/120 termos um quarto da quantidade de luz, ou -2 Stops, e assim por diante.

Shutter Angle, ou ângulo do obturador, simula a maneira de controlar o tempo de exposição nas antigas câmeras analógicas, onde o obturador era uma peça circular que possuía uma abertura que permitia que a luz chegasse ao �lme negativo por um deter-minado tempo. Conforme o obturador girasse ele tampava a luz, nesse momento o �lme negativo passava para o próximo frame.

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Uma abertura de 180º, ou meio círculo, permite que cada frame seja exposto à luz por metade do seu tempo de duração, então em um vídeo com frame rate de 30 quadros por segundo teremos o equivalente a 1/60 segundo de tempo de exposição.

Se aumentarmos para um ângulo de 360º, ou seja completamente aberto, o tempo de exposição será equivalente ao frame rate, nesse exemplo 1/30. E se diminuirmos para um ângulo de 90º, ou 1/ 4 dele aberto, seria equivalente a 1/120.

Desfoque de movimento

Além de controlar a quantidade de luz absorvida pelo sensor, o obturador também causa um efeito secundário à imagem, que é o desfoque de movimento. Quanto mais tempo o sensor �car exposto à luz, maior será o rastro de movimentos dos objetos �lmados, enquanto que ao diminuir o tempo de exposição, teremos uma imagem mais “congelada”.

Tradicionalmente no cinema é utilizado o frame rate de 24 quadros por segundo com Shutter Angle de 180º, o que é equivalente a 1/48 em Shutter Speed. Ao utilizar este tempo de exposição, temos um nível de desfoque ao qual já estamos acostumados. Porém, se desejarmos uma imagem mais nítida, com menos rastro do movimento, podemos utilizar uma velocidade maior, deixando o sensor exposto à luz por menos tempo. Essa técnica é muito comum em vídeos de esportes.

Diafragma

Diafragma

O terceiro e último pilar da exposição na verdade não é um controle da câmera, e sim da objetiva. As objetivas possuem um mecanismo que abre e fecha, controlando o quanto

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da luz atravessa as suas lentes e chega até o sensor da câmera, semelhante à função da íris no olho humano. A esse mecanismo damos o nome de Diafragma.

F-stop

Para de�nir a abertura do diafragma usamos a unidade de medida F-Stop. Em um valor F-Stop pequeno, como F/1.4, o diafragma estará bem aberto, permitindo que muita luz chegue ao sensor, já em valores maiores, como F/16, o diafragma estará bem fechado, reduzindo a quantidade de luz.

Veja que aqui usamos novamente o conceito de STOP, dessa forma ao mudar o F-Stop de F/2 para F/2.8 perdemos 1 stop de luz, ou seja, temos metade da quantidade de luz comparado à abertura anterior; já ao alterar de F/2 para F/1.4 aumentamos +1 Stop, ou seja, o dobro da quantidade de luz que havia em F/2.

Embora não precisemos fazer o cálculo dessa medida, é interessante saber o que signi-�ca um F-Stop. Esse valor é obtido através da divisão da distância focal pelo diâmetro da abertura do diafragma (ambos em milímetros).

F-stop X T-stop

As lentes de cinema utilizam o valor de abertura do diafragma em T-Stop.

Um T-Stop possui uma diferença no cálculo, em relação ao F-Stop, pois ele não levará em conta somente as medidas da abertura e da distância focal, mas também o quanto de luz é perdido ao atravessar as lentes e os acabamentos da objetiva.

Dessa forma as objetivas calibradas em T-Stop possuem uma grande vantagem, pois têm como objetivo padronizar a quantidade de luz que realmente chega ao sensor ao usar um determinado valor T-stop. Assim se você trocar, por exemplo, entre uma lente 24mm com abertura T/2.8 para uma 50mm e também utilizar T/2.8 você obterá exatamente a mesma exposição.

Profundidade de campo

Além de atuar como um controle de exposição, o diafragma também altera a área da imagem que está em foco, a qual damos o nome de profundidade de campo.

f/1.4 f/2 f/2.8 f/4 f/5.6 f/8 f/11 f/16

Distância focal

Abertura do diafragma

f / stop = Distância Focal [mm]

Diâmetro da abertura do diafragma [mm]

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Quanto maior a abertura do diafragma, mais raios de luz de diferentes direções chegam até o sensor. Como o foco é um único plano, a área em volta deste plano �ca desfocada. Porém, ao escolher uma abertura pequena, permitimos que apenas raios de luz de uma determinada direção cheguem no sensor, diminuindo assim a sensação de desfoque e permitindo que uma área maior da imagem tenha foco perceptível.

Escolher entre profundidade de campo maior ou menor é uma opção estética que deve estar de acordo com o objetivo daquela cena.

Quando queremos, por exemplo, mostrar uma grande paisagem, com foco tanto nos elementos do cenário como em objetos em primeiro plano, optamos por uma abertura do diafragma menor, porém se desejamos o fundo bem desfocado, enfatizando toda a atenção da cena somente no objeto em primeiro plano, então devemos usar uma grande abertura do diagrama.

Filtro ND

Um acessório muito útil que pode ser utilizado no momento da gravação é o Filtro ND. Este �ltro bloqueia a luz que chega até a lente, diminuindo a exposição. Dessa forma, é possível colocar uma grande abertura do diafragma para obter uma profundidade de campo menor, com um fundo bem desfocado, e ainda assim diminuir a quantidade de luz que chegará até o sensor.

F22

F8

F2.8 F2 F1.4

F5.6 F4

F16 F11

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ColorimetriaIntrodução

As luzes que encontramos no nosso dia a dia, além de possuírem diferentes graduações de intensidades luminosas, também possuem espectros de radiação diferentes, ou seja, emitem mais ou menos radiação em determinadas frequências, resultando em cores diferentes.

Reciprocidade

Para controlar a quantidade de luz de uma determinada cena e chegar à exposição ideal, usamos 3 tipos de controles diferentes: ISO, Obturador e Diafragma. Cada um deles possui sua própria escala, porém essas escalas são proporcionais, tendo uma relação de reciprocidade entre elas. É muito importante entender esse conceito, pois a partir dele podemos modelar facilmente a exposição e as características da imagem.

Quando mudamos o ISO de 100 para 200, aumentamos +1 Stop, ou seja temos o dobro da quantidade de luz, da mesma forma que diminuindo a velocidade do obturador de 1/60 para 1/30, ou quando mudando o diafragma de F2.8 para F2, obtemos também esse mesmo +1 Stop.

Lembre que cada um desses controles irão afetar, além da exposição, as características da imagem - ruído, desfoque de movimento e profundidade de campo. Então, se já estiver na exposição ideal, porém deseja modelar uma das características da imagem, você poderá alterar proporcionalmente um dos outros controles.

Por exemplo, imagine que a câmera esteja com a exposição correta utilizando a seguinte con�guração, ISO 800, shutter speed 1/60, diafragma F/5.6. Porém você quer menos profundidade de campo para que o fundo �que mais desfocado, deixando o ator em primeiro plano com maior destaque na cena.

Para isso, você pode diminuir a abertura de F/5.6 até F2, o que irá aumentar o equiva-lente a 3 Stops. Para manter a mesma exposição inicial, poderá diminuir 3 Stops através da sensibilidade de ISO, alterando ele de ISO 800 para ISO 100.

ABE

RTU

RAM

enor

aber

tura

OBT

URA

DO

RM

aior v

elocid

ade

ISO

Baixa

sens

ibilid

ade

Alta

sens

ibilid

ade

Men

or ve

locida

deM

aior a

bertu

ra

ISO 800Shuter Speed 1/60

Diafragma F/5.6

ISO 100Shuter Speed 1/60

Diafragma F/2

-3 Stops

+3 Stops

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Como exemplo vamos comparar a radiação de duas fontes de luz que encontramos facil-mente: a luz do sol e a luz de uma lâmpada incandescente. Enquanto a luz do sol é bem rica e homogênea, a lâmpada incandescente terá maior predominância de tons amare-los/laranja e pouca presença dos tons mais azulados.

Como cada fonte de luz arti�cial apresenta uma diferente composição de cor, preci-samos regular a câmera para a correta interpretação dessa fonte de luz.

Temperatura de cor

Para a variação de cor entre o eixo amarelo/azul utilizamos a unidade de medida KELVIN.

Essa unidade de medida é baseada na comparação da cor de um determinado �lamento metálico quando ele é aquecido. Ao atingir a temperatura de cor de 2000 kelvins ele se torna mais alaranjado, e conforme essa temperatura aumenta, esse �lamento �ca cada vez mais azulado. Por isso chamamos a cor de uma fonte luminosa de temperatura de cor.

Um valor de Kelvin (K) menor, acima de 2000 K, representa uma luz mais alaranjada; em torno de 5000 K obtemos uma luz neutra; conforme o valor em Kelvin aumenta, a luz se torna cada vez mais azulada.

Embora tons azulados sejam considerados esteticamente “frios” e tons alaranjados asso-ciados à sensação “quente”, na escala Kelvin a luz alaranjada é representada por um valor menor, abaixo de 5000 K, enquanto que a luz azulada possui um valor K mais alto, acima de 5500 K.

Se pretendemos neutralizar a variação de uma fonte de luz, representando ela como uma luz neutra na nossa cena, iremos regular a nossa câmera para a temperatura de cor daquela fonte de luz. Veja abaixo uma tabela com algumas fontes de luz e seus respec-tivos valores em Kelvin:

Luz do sol

Intensidade

Comprimento de luz

400 500 600 700 (nm)

Lâmpada incandescente

Intensidade

Comprimento de luz

400 500 600 700 (nm)

1000

K

TONS QUENTES TONS FRIOSNEUTRO

TEMPERATURA DE COR (ESCALA KELVIN)

2000

K

3000

K

4000

K

5000

K

6000

K

7000

K

8000

K

9000

K

1000

0K

2000K 3000K 4500K 5600K 6500K

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TINT

Além das cores variarem entre o eixo amarelo/azul, elas também podem variar entre as cores verde/magenta. Esse eixo é regulado na câmera através da opção TINT.

White Balance

Nem sempre sabemos qual é a temperatura de cor exata da fonte de luz que estamos utilizando na nossa cena, por isso um recurso muito útil na câmera digital é o White Balance. Ele permite que a câmera faça uma análise da radiação luminosa, aplicando corretamente as con�gurações de Kelvin e Tint daquela respectiva luz.

Para utilizar esse recurso é necessário uma superfície neutra, como um cartão cinza 18%, que re�ete a luz da cena para o sensor da câmera sem causar nenhuma in�uência na cor.

Cartão de Cor

Para garantir uma �delidade de cor ainda maior, podemos utilizar um cartão de cores mais completo durante a gravação das cenas. Depois, na pós produção, é possível realizar uma calibração que vai além dos eixos principais, regulando também diversos outros pontos de cor e de contraste.

Alguns softwares oferecem essa opção de calibração, mas um dos mais completos é o DaVinci Resolve, que além de ser um dos melhores softwares de pós produção audiovi-sual também possui uma versão gratuita.

Temperatura de cor

Tint

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ObjetivasIntrodução

Uma objetiva é um conjunto óptico de lentes que tem como objetivo projetar os raios de luz até o sensor da câmera formando uma imagem nítida.

Dependendo da construção de cada objetiva - do formato, posicionamento, qualidade e quantidade de lentes, a imagem resultante terá características diferentes. quantidade de lentes, a imagem resultante terá características diferentes.

Comprimento focal

Comprimento focal é o fator que de�ne o tamanho e a angulação da área que os raios de luz irão atravessar em direção a um ponto comum dentro de um sistema óptico. Seu nome é de�nido pela distância, em milímetros, do sensor da câmera até a objetiva quando o foco está regulado no in�nito (representado por “∞”).

Ângulo de visão

Para a amplitude da imagem visível através de uma objetiva damos o nome de ângulo de visão. Quanto menor o comprimento focal, maior será o seu ângulo de visão; da mesma forma, quanto maior o número do comprimento focal, mais fechado será o campo de visão na imagem.

As objetivas são agrupadas em 3 grupos principais em relação ao ângulo de visão:

Grande-angular: possui um grande ângulo de visão, porém apresenta maior distorção dos planos. São lentes ideais para captar cenários, paisagens, áreas grandes, ou quando se deseja mostrar amplitude para a cena e foco em muitos elementos.

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Normal: ângulo de visão intermediário. Por possuir menor distorção, é uma escolha muito comum para retratos.

Tele-objetiva: ângulo de visão muito restrito, dando a sensação de aproximação do objeto �lmado.São ideais para closes, captação de objetos muito distantes, ou para destacar somente um elemento na cena.

Compressão dos planos

Além de mudar o ângulo de visão, lentes com comprimentos focais diferentes causam uma distorção da sensação espacial. Objetivas grande-angulares dão a sensação de dila-tação dos planos de uma imagem, como se o espaço fosse mais amplo, e os objetos mais distantes entre si, se comparado a outras lentes de comprimento focal maior; já ao utilizar tele-objetivas, nota-se uma compressão desses planos, dando a impressão de achatamento das camadas de uma cena. Por isso, a escolha de uma objetiva se deve principalmente pela sensação espacial que se deseja para a cena do que pela distância física entre a câmera e o assunto.

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ABERRAÇÃO CROMÁTICA

Desvio de cor causado pela refraçãoda luz ao atravessar o conjunto delentes, caracterizada nesta imagempelas linhas verdes nas bordas.

BOKEH

Características gerais do desfoque, entre elas o formato dos pontosluminosos que ganham a forma daslaminas do diafragma.

Características

Todas as lentes apresentam características especí�cas, que diferem uma da outra em maior ou menor grau, e in�uenciam na escolha das objetivas para determinados projetos. São elas: nitidez, vinheta, �are, bokeh e aberração cromática.

Agradecemosa sua leitura.

W W W . A V M A K E R S . C O M . B R

NITIDEZÉ a capacidade de de�niçãodos detalhes de uma na imagem.

VINHETAEscurecimento dasbordas da imagem.

FLAREFenômeno de re�exão no interiorda objetiva causado pela luz queentra em direção à lente.

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