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Effeunoequattro

Obiettivi manuali su fotocamere digitali


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Parte sesta: Zeiss Planar 50/1.7 per Contax/Yashica


Dopo l'articolo introduttivo sullo schema doppio-Gauss e sui Planar, veniamo alla prova sul campo di un'altra pietra miliare tra gli obiettivi Carl Zeiss per reflex Contax/Yashica: il Planar T* 50/1.7 CY.

Carl Zeiss Planar T* 50/1.7 CY
Carl Zeiss Planar T* 50/1.7 per Contax/Yashica



Raccomandiamo come sempre di leggere almeno la prima puntata della serie per una adeguata introduzione:

Parte prima: Introduzione

Nitidezza a poco prezzo

Quando si pensa allo Zeiss Planar, la mente corre verso il famoso 50/1.4; che nelle sue varie reincarnazioni e declinazioni, è a tutt'oggi prodotto e ricercato.

Il Planar 50/1.4, però, non è mai stato un obiettivo economico; così Contax introdusse, nel 1975, un più accessibile fratello minore: ad un prezzo un po' inferiore alla metà, sacrificava solo mezzo stop di luminosità massima.

L'oggetto del nostro articolo è appunto il Planar T* 50/1.7.

Carl Zeiss Planar T* 50/1.7 Contax/Yashica


Lo schema ottico del Planar 50/1.7 (1975) è molto simile a quello del Planar 50/1.4 (1974); da cui si riconosce soprattutto (diametro delle lenti a parte) per il maggiore spessore e minore curvatura dei due elementi posteriori.

Schema ottico Zeiss Planar 50/1.7 CY
Schema ottico dello Zeiss Planar 50/1.7 per Contax/Yashica


In quasi 100 anni lo schema Planar del 1896 ha subìto diverse modifiche; ed in effetti, per questi obiettivi non più completamente simmetrici la Zeiss aveva scelto il nome Biotar (si rimanda alla puntata precedente per approfondimenti). Si nota comunque una certa simmetria, reminescenza dello schema doppio-Gauss da cui derivò l'originale Zeiss Planar di Paul Rudolph:

Zeiss Planar originale (1896)
L'originale Zeiss Planar brevettato da Paul Rudolph (1896), di chiara derivazione doppio-Gauss


Lo schema del 50/1.7, come del 50/1.4 della stessa famiglia Contax/Yashica, si basa su 7 elementi in 6 gruppi. Ecco la scheda tecnica riassuntiva:

Carl Zeiss Planar T* 50/1.7 CY
Elementi / gruppi 7/6
Angolo di campo 47° (diagonale)
Lunghezza focale effettiva 51.9 mm
Misura filtri 55 mm
Diametro 62.5 mm
Lunghezza (sporgenza dal corpo macchina) 36 mm
Peso 195 g
Aperture 1.7 - 2.8 - 4 - 5.6 - 8 - 11 - 16
Distanza minima di messa a fuoco 0.60 m
Diametro pupilla di uscita 41.0 mm
Distanza pupilla di uscita - piano immagine 67.1 mm
Distanza lente posteriore - piano immagine 38.2 mm

Con un peso di 200 grammi scarsi e una sporgenza di 36mm dal corpo macchina, il Planar 50/1.7 è compatto e leggero (considerando anche il barilotto in metallo) per un obiettivo con 7 elementi.
La notevole distanza tra l'ampia pupilla d'uscita e il piano di formazione dell'immagine comportano una ridotta inclinazione dei raggi che colpiscono il sensore: non ci aspettiamo problemi nell'impiego con fotocamere digitali full frame.
La distanza minima di messa a fuoco è deludente; il fratello maggiore 50/1.4 fa meglio, con 45 cm anziché 60.

La ghiera di messa a fuoco è morbida e abbastanza fluida, anche se non all'altezza del costoso 50/1.4. La corsa è un po' corta; per avere la massima precisione di messa a fuoco su fotocamere digitali tramite live view, servirebbe una maggiore demoltiplicazione.

Passando alle prestazioni ottiche, iniziamo come sempre analizzando i documenti originali Zeiss:

Risoluzione

MTF pubblicato da Zeiss per Planar 50/1.7 CY
MTF pubblicato da Zeiss per Planar T* 50/1.7 Contax/Yashica. Valori per 10, 20, 40 cicli/mm


Le caratteristiche sono quelle di un obiettivo "ben educato", come si confà ad un "normale" di buona qualità, anche rispetto ai canoni attuali. Grazie anche al sacrificio di neanche mezzo stop di luminosità massima, Zeiss ha ottenuto ottime prestazioni, migliori rispetto al fratello maggiore 50/1.4 a parità di diaframma impostato.

Anche a tutta apertura le curve MTF sono piuttosto alte, con un calo apprezzabile solo oltre i 16 mm di distanza dal centro. Significa che solo gli ultimi 2 millimetri a ciascun lato del fotogramma 24x36 vedono un degrado della qualità d'immagine.
Purtroppo man mano che ci si allontana dal centro cresce la distanza tra le curve tangenziali (tratteggiate) e sagittali (continue), indice di un astigmatismo non ben corretto ai bordi, quantomeno a tutta apertura.

Chiudendo a f/5.6, il comportamento diventa quasi ineccepibile: rimane una traccia di astigmatismo alle estremità del campo inquadrato. Da sottolineare l'altezza delle curve relative alla frequenza di 10 lp/mm: indice di un elevato contrasto, per immagini brillanti.

Distorsione

Distorsione pubblicata da Zeiss per Planar 50/1.7 CY
Andamento della distorsione pubblicato da Zeiss per Planar T* 50/1.7 Contax/Yashica


La distorsione è un punto debole di molti Zeiss per Contax/Yashica.
Anche questo modello, nonostante la focale "facile", non brilla per fedeltà geometrica: la distorsione a barilotto arriva, ai lati del fotogramma, attorno all'1.3%. Peraltro, il pregiato 50/1.4 non fa meglio.

Purtroppo la necessità di garantire buone prestazioni tanto a brevi distanze quanto all'infinito ha spinto i progettisti ad allontanarsi sempre più dalla totale simmetria dell'originale Planar (che era soprattutto un ottimo obiettivo da riproduzione), che annullava intrinsecamente distorsione e curvatura di campo.

La situazione non è tuttavia molto grave: il valore non è elevato in termini assoluti e la regolarità della curva suggerisce una facile correzione software. Ricordiamo comunque che la correzione software delle aberrazioni si paga sempre in termini di qualità d'immagine: in particolare, aberrazione cromatica e distorsione richiedono un'interpolazione via via maggiore verso i bordi, con inevitabile calo della nitidezza. Sempre meglio avere obiettivi ben corretti già in partenza!

Vignettatura

Perdita di luce periferica pubblicata da Zeiss per Planar 50/1.7 CY
Andamento della vignettatura pubblicato da Zeiss per Planar T* 50/1.7 Contax/Yashica


Con 2 EV di caduta di luce agli angoli, non si può certo dire che la vignettatura a tutta apertura non si noti! E questo nonostante l'apertura massima piuttosto modesta.
Il Planar 50/1.4 fa meglio, pur senza eccellere: a f/1.4 ha una caduta di luce leggermente inferiore a questa, nonostante la maggiore apertura.
Qui probabilmente il progetto sconta l'adozione di un elemento frontale di diametro contenuto: ottimo per ridurre costi e peso, ma problematico per l'illuminazione della parte esterna del cerchio di copertura.
Fortunatamente il problema si riduce molto diaframmando: a f/5.6 l'illuminazione è praticamente uniforme sull'intero fotogramma.

Passiamo ad analizzare i risultati delle misure sperimentali.


Risoluzione misurata

Premessa
Per motivi tecnici, i grafici mostrano "2" come diaframma di tutta apertura; il valore corretto è in realtà "1.7".

Metodo
Per misurare la nitidezza dell'obiettivo abbiamo utilizzato una reflex Canon 5DmkII; il metodo utilizzato è quello dello Slanted Edge Test, con mire ottiche a medio contrasto poste ad una distanza almeno pari a 75 volte la lunghezza focale nel caso dei grandangolari, e almeno 20 volte la lunghezza focale nel caso dei teleobiettivi.

Le immagini, scattate su cavalletto con specchio alzato e sensibilità base (100 ISO nel nostro caso) sono state convertite con Raw Therapee v4 (algoritmo AMaZE) senza applicare sharpen né riduzione rumore né altre correzioni e analizzate con il software Imatest.

Spiegazione del grafico
Ciascun grafico presenta 4 curve: sono gli andamenti al variare del diaframma della funzione Trasferimento di Contrasto (MTF) al centro e ai bordi del fotogramma 24x36, calcolati alla frequenza di 20 cicli/mm e alla frequenza massima catturabile dal sensore (frequenza di Nyquist, pari a circa 78 cicli/mm nel caso della Canon 5DmkII).

Le curve a 20 cicli/mm danno un'indicazione del contrasto dei dettagli; le curve alla frequenza di Nyquist danno un'idea dell'effettiva capacità risolvente dell'obiettivo (in combinazione con il sensore della macchina) e del "margine" di risoluzione ancora potenzialmente presente per sensori con più megapixel.

Grafici MTF Planar 50/1.7 CY su Canon 5DmkII, messa a fuoco al centro
Grafici MTF Planar 50/1.7 CY su Canon 5DmkII, messa a fuoco al centro


Analisi
Il grafico sperimentale conferma la bontà di questo modello: colpiscono favorevolmente non tanto i valori assoluti di trasmissione del contrasto, quanto la regolarità di comportamento sia al variare dell'apertura, sia spostandosi dal centro ai bordi.
Basti dire che alla frequenza di 20 cicli/mm, il sensore cattura sempre almeno il 70% del contrasto originale sia al centro che ai bordi, con valori di apertura da 2.8 a 16!

L'uniformità centro-bordi è particolarmente buona da f/5.6; vedremo in seguito se il pur contenuto peggioramento ad aperture maggiori è dovuto a curvatura di campo.

Discreta la "riserva di nitidezza" per sensori a maggiore risoluzione: alla frequenza massima del sensore (frequenza di Nyquist, curve in basso), la zona centrale del fotogramma cattura almeno il 15% del contrasto originale tra f/2.8 e f/8.
Ricordando che la Canon 5DmkII usata per il test ha il filtro anti-aliasing, che peggiora apprezzabilmente la risposta MTF del sensore verso la frequenza di Nyquist, possiamo dirci ottimisti sulla resa di questo obiettivo su sensori ad alta risoluzione purché privi di filtro AA.

Analizziamo ora l'effetto della curvatura di campo. Effettuiamo una seconda serie di misure MTF mettendo a fuoco il bordo anziché il centro:

Grafici MTF Planar 50/1.7 CY su Canon 5DmkII, messa a fuoco al centro
Grafici MTF Planar 50/1.7 CY su Canon 5DmkII, messa a fuoco separata centro e bordi


Nel nuovo grafico, le curve relative al centro e ai bordi sono più vicine, specie a f/4 e f/5.6: segno che una certa curvatura di campo c'è.
Ai diaframmi più aperti non si nota un grande effetto, probabilmente perché altre aberrazioni (probabilmente astigmastismo e aberrazione sferica) hanno il sopravvento.


Aberrazione cromatica misurata

L'aberrazione cromatica è dovuta al fatto che l'indice di rifrazione del vetro (e di molti altri materiali) varia con la lunghezza d'onda della luce.
Come conseguenza, le varie componenti spettrali della luce di un punto della scena ripresa formeranno punti-immagine diversi.
Quando l'entità dell'aberrazione cromatica è significativa, si notano i caratteristici "bordi colorati", specialmente attorno alle zone ad alto contrasto.
Nonostante il fenomeno alla base dell'aberrazione cromatica sia uno solo, si distinguono in ottica due tipi di difetti: l'aberrazione cromatica longitudinale (o assiale) e quella laterale (o trasversa).
L'aberrazione cromatica longitudinale è dovuta al fatto che le diverse componenti della luce vanno a fuoco a distanze diverse sull'asse dell'obiettivo. Quella laterale è causata dal diverso rapporto di ingrandimento per i vari colori, per cui questi formano punti distanti tra loro sul piano dell'immagine.

Da queste descrizioni si intuisce che la componente assiale è praticamente impossibile da correggere sull'immagine acquisita (non si possono "rimettere a fuoco" i diversi colori), mentre la componente trasversale può essere ridotta effettuando un opportuno ridimensionamento dei piani colore (per correggere il diverso ingrandimento al variare del colore).
E' bene tener presente però che ingrandimenti e riduzioni degradano sempre l'immagine: molto meglio, quindi, avere la minima aberrazione cromatica possibile in fase di ripresa.

Per misurare l'aberrazione cromatica longitudinale ci serviamo della parte centrale della mira ottica; mentre per quella laterale utilizziamo una zona vicina al bordo. In effetti, anche ai bordi è presente una certa componente longitudinale, ma è normalmente trascurabile rispetto alla componente laterale.

Il grafico che segue riporta un "indice di visibilità" dell'aberrazione cromatica che va da 0 a 5: non è una misura diretta in pixel o in millimetri quindi non può essere confrontato con prove pubblicate altrove ma solo con altre prove effettuate qui su Effeunoequattro.

Ecco come si comporta lo Zeiss Planar T* 50/1.7 C/Y:

Aberrazione cromatica Planar 50/1.7 CY su Canon 5DmkII, messa a fuoco al centro
Aberrazione cromatica Planar 50/1.7 CY su Canon 5DmkII, messa a fuoco al centro


Viene da dire "non c'è niente da vedere qui, proseguite pure".

In effetti l'aberrazione cromatica del Planar 50/1.7 è sostanzialmente trascurabile a tutte le aperture.


Completiamo i grafici sperimentali con le tabelle del Subjective Quality Factor (SQF).

Questo parametro fornisce un'indicazione della nitidezza percepita in una stampa da un osservatore umano.

Noi usiamo tre dimensioni di stampa: 30x45 cm, 40x60 cm e 60x90 cm ("effettive", senza bordi o passepartout).
Gli ingrandimenti corrispondenti da 24x36 mm sono 12.5x, 16.7x, 25x.
Abbiamo adottato come standard uno sharpening con raggio = 1 pixel; la distanza di osservazione calcolata è proporzionale alla radice quadrata dell'altezza della stampa, più un valore fisso di 15 cm. Grosso modo approssimabile con la classica "diagonale della stampa".

I risultati:

Tabella SQF Planar 50/1.7 CY su Canon 5DmkII, messa a fuoco al centro
Tabella SQF Planar T* 50/1.7 CY su Canon 5DmkII, messa a fuoco al centro

Legenda valori SQF
Legenda valori Subjective Quality Factor


Letta la tabella, non rimane molto da commentare: con apertura da f/2.8 in poi, l'accoppiata Zeiss Planar 50/1.7 e Canon 5DmkII permette stampe 60x90 cm di qualità molto buona anche ai bordi.


Crop al 100% (mire ottiche)

Per un riscontro visivo diretto di quanto analizzato finora, proponiamo dei ritagli (a livello di pixel) di alcune mire ottiche, fotografate a f/1.7 e f/5.6 per riflettere i grafici MTF pubblicati da Zeiss e mostrati all'inizio dell'articolo.
Abbiamo applicato in tutti i casi uno sharpen con raggio = 1 pixel.

Planar 50/1.7: crop mire ottiche a f/1.7
Planar T* 50/1.7 CY su Canon 5DmkII: ritagli mire ottiche a tutta apertura

Planar 50/1.7: crop mire ottiche a f/5.6
Planar T* 50/1.7 CY su Canon 5DmkII: ritagli mire ottiche a f/5.6


I ritagli di mira ottica confermano le analisi: la prima coppia di ritagli, a tutta apertura, mostra una risoluzione molto elevata, con produzione di effetto moiré sia al centro che ai bordi.
Abbiamo quindi un obiettivo che, già a tutta apertura, mette in crisi il sensore da 21 megapixel della Canon 5DmkII anche ai bordi.
Si nota anche la sensibile caduta di luce ai bordi, annunciata dal grafico Zeiss: il ritaglio preso dal bordo del fotogramma è decisamente meno luminoso di quello preso al centro.

Passando alla seconda coppia di ritagli (f/5.6), notiamo un microcontrasto ancora maggiore; il miglioramento è piuttosto contenuto, specie per il ritaglio centrale, a testimonianza delle ottime prestazioni già a tutta apertura.
La caduta di luce ai bordi è praticamente scomparsa.
Non vi è sostanzialmente traccia di aberrazione cromatica, come preannunciato dalle misurazioni.

Conclusioni

Abbiamo aperto questo articolo con il titolo "Nitidezza a poco prezzo": ora avrete capito perché.
Lo Zeiss Planar T* 50/1.7 per Contax/Yashica è un vero gioiellino. Compatto, leggero e con prestazioni elevate attraverso tutto l'arco di utilizzo.

Consigliatissimo, specie visto il prezzo sul mercato dell'usato: nonostante le quotazioni siano in constante crescita, è ancora possibile trovare buoni esemplari a meno di 100 euro!


Pregi

Leggero e compatto

Costruzione solida con buone finiture e materiali (quasi tutto in metallo)

Ottime prestazioni ottiche a tutte le aperture e sull'intero fotogramma

Quotazioni molto vantaggiose sul mercato dell'usato



Difetti

Distorsione non trascurabile: da uno "standard" ci si aspetterebbe qualcosa di meglio

Vignettatura pronunciata a tutta apertura

Distanza minima di messa a fuoco un po' deludente (60 centimetri)

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Fernando Carello - 30/06/2014

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