Entendiendo la óptica de objetivos para cámaras con sensor de recorte (crop factor)

Si has considerado comprar una cámara nueva o actualizar, habrás oído hablar de cámaras con sensor de recorte (crop sensor), pero ¿qué significa? ¿Cómo afecta el factor de recorte a la elección de objetivos? Al evaluar sistemas, no solo importan los cuerpos, sino también la gama de objetivos disponible.

Óptica de sensores y equivalencias

Óptica de sensor de recorte

La mayoría de fotógrafos noveles empiezan con sensores de recorte porque son más baratos. Pero al avanzar, ¿tiene sentido subir a full‑frame? Si piensas en actualizar, ¿hay una ruta de actualización razonable?

Por ejemplo, ¿deberías comprar objetivos full‑frame para usarlos en tu cuerpo de recorte? Parece confuso y, para ser justos, es un poco complicado; las reglas simples no cuentan toda la historia. En vez de mirar diferencias entre sensores (todos son bastante buenos), intentemos entender los propios objetivos.

Objetivos de focal similar – Olympus Micro 4/3 40‑150 mm f/2.8 (equiv. 80‑300 mm) y Canon 100‑400 mm f/4.5‑5.6 (full‑frame).

Tamaños de objetivos

Al mirar objetivos verás muchas focales y aperturas distintas. Incluso del mismo fabricante para el mismo cuerpo hay combinaciones distintas. Como la óptica es clave en fotografía, ¿cómo comparar objetivos para distintos tamaños de sensor? ¿Cómo se relacionan los objetivos con el cuerpo que miras?

Nifty 50 mm (full‑frame izq.) y Micro 4/3 25 mm (equiv. 50 mm) der.

Más allá, ¿cómo afectan los distintos tamaños de sensor de recorte a la óptica del objetivo? ¿Un f/2.8 en sensor de recorte es realmente f/2.8 o es otra cosa? ¿Y en formatos mayores? ¿Por qué las aperturas pequeñas (números f altos) parecen tan grandes pero las imágenes son tan bellas con gran separación de fondo y bokeh?

Todo esto se relaciona con óptica de objetivos y equivalencias de sensor de recorte, uno de los grandes misterios de la fotografía que la mayoría no entiende del todo.

Bases de óptica de objetivos

Para entender la óptica, necesitas saber qué hace el objetivo con la luz que entra. La luz atraviesa el objetivo e invierte la imagen (la voltea). Luego proyecta sobre el sensor digital tras pasar por el objetivo.

Distancia focal e inversión de imagen sobre el sensor.

La mayoría de objetivos se definen por distancia focal y apertura máxima. Cuanto mayor la focal, más cerca parecen objetos lejanos. Ej.: deportes y ornitólogos buscan focales grandes para acercar.

Números bajos amplían el campo de visión (gran angular) y son herramientas típicas de paisajistas. En equivalente 35 mm, 200 mm es teleobjetivo y 20 mm es gran angular extremo.

Ilustración de tamaño relativo de apertura.

El número f‑stop representa el tamaño del iris o agujero en el objetivo. Un objetivo se califica por la apertura máxima que puede abrir su iris. Cuanta más luz dejas entrar, más rápida necesitas la velocidad de obturación. Por eso los objetivos de mayor apertura máxima se llaman «más rápidos». Ej.: f/2.8 se considera rápido; f/5.6 (típico de kit) se considera lento.

Matemática óptica

Mantengamos la matemática geek mínima, pero ayuda a entender la óptica.

La distancia focal no mide la longitud física del objetivo, sino una distancia óptica calculada desde el punto donde la luz converge para formar imagen nítida en el sensor en el plano focal. La apertura es el tamaño del agujero que crea el iris. La apertura está geométricamente relacionada con la distancia focal. Ej.: f/2.8 en 100 mm → 100/2.8 = 35,7 mm. Como la focal dicta el tamaño de la apertura, es independiente del tamaño del sensor pero dependiente de la focal.

Objetivos utilitarios cubriendo rango similar – Canon 24‑105 mm f/4 y Olympus 12‑40 mm f/2.8 (equiv. 24‑80 mm).

Los zooms pueden tener más de una apertura porque el iris no crece al alargar la focal. Al ser relación matemática, focal más larga con mismo iris hace la apertura más pequeña. Los zooms caros mantienen apertura constante en todo el rango, pero es una proeza de ingeniería: el iris debe agrandarse al hacer zoom a focal más larga.

Repaso de formatos de sensor

En la edad de oro de la película, había múltiples formatos dictados por el stock. Uno común era película 35 mm (34,98 ± 0,03 mm ancho). En época analógica también había formatos mayores y menores que afectaban tamaños y rendimiento de objetivos.

Cuando se desarrollaron sensores digitales para cámaras, los sensores grandes eran prohibitivamente caros, así que se usaron sensores pequeños. Hay amplia gama de tamaños de sensor y esta variedad afecta la mecánica de cómo operan los objetivos en las cámaras.

Cuando un sensor se acerca al tamaño de película 35 mm, se llama full‑frame. Lo menor es crop sensor. Lo mayor suele llamarse medio formato, aunque hay mucha variabilidad por encima de full‑frame. Los sensores varían no solo en tamaño sino también en geometría.

Tamaños relativos de sensor de recorte

Tamaños de sensor

Generalmente, un sensor full‑frame es un rectángulo ~36 × 24 mm (ratio 3:2, área 862 mm²). Un sensor Micro 4/3 es 17,3 × 13 mm (ratio 4:3, área 224,9 mm²). APS‑C Nikon/Pentax: 23,6 × 15,7 mm (3:2, 370 mm²). APS‑C Canon: 22,2 × 14,8 mm (3:2, 328,5 mm²). Formatos mayores (más que full‑frame) tienden a ser cuadrados.

Muchas veces los factores de recorte se calculan por la diagonal del sensor. Ej.: full‑frame tiene el doble de diagonal que Micro 4/3 → factor 2×. Nikon APS‑C: 1,5×. Canon APS‑C: 1,6×.

Comparativa de huellas de sensor

Cuadrado versus redondo

Los objetivos son redondos; los sensores son rectangulares o cuadrados. Así que todas las cámaras recortan parte de la imagen porque el objetivo redondo proyecta una imagen circular sobre el sensor rectangular. Los bordes del círculo de imagen se cortan.

Los fabricantes diseñan combinaciones objetivo/cámara para que todo el sensor reciba buena cobertura del círculo de imagen (poder de cobertura). Esto puede crear problemas cuando hay discrepancia entre el tamaño del sensor y el tamaño para el que se diseñó el objetivo.

Círculo de imagen con full‑frame y Micro 4/3 superpuestos

¿Cómo afecta el factor de recorte a las imágenes?

Muchos factores afectan tus imágenes. El tamaño del sensor afecta, pero también la focal y la apertura, que son propiedades físicas del objetivo y no se ven afectadas directamente por el factor de recorte.

Para ilustrar el efecto de sensores de recorte en captación de luz y focal, se montó una serie de imágenes de prueba (no científicas, sino ilustrativas). Usando Olympus EM1 Mark II (Micro 4/3 – factor 2×) y Canon 5D Mark IV (full‑frame).

Olympus EM1 Mark II, cámara Micro 4/3

Canon 5D Mark IV full‑frame.

Para ilustrar conversión de focal y captación de luz, se colocaron cámaras lado a lado usando solo conversión de focal. La geometría de sensores no es exactamente igual, así que se recortaron para igualar (ratio 8×10).

Comparativa de tamaño de cámara (full‑frame izq., Micro 4/3 der.)

Ambas cámaras apuntaban a la misma vista.

Montaje de prueba cámaras lado a lado.

Reglas prácticas versus realidad

Las focales se convierten comúnmente a equivalentes full‑frame para dar mismo campo de visión multiplicando la focal por la ratio diagonal del sensor. Ej.: 25 mm en Micro 4/3 equivale a 50 mm en full‑frame (factor 2:1).

Un objetivo Canon EF‑S (recorte) para igualar 50 mm sería 31 mm. Funciona al revés: si pones objetivo full‑frame en cuerpo de recorte, la focal se multiplica (el mismo 50 mm se comporta como 75 mm en recorte). Esta regla práctica funciona.

Nota del editor: La óptica no es la misma, pero es un método generalmente aceptado para entender sensores de recorte.

A 24 mm equivalentes – misma velocidad e ISO, full‑frame izq. y Micro 4/3 der. (ambos f/4, ISO200, 1/160).

Apertura y profundidad de campo

Otra regla práctica que no funciona tan bien es sumar uno o dos pasos a la apertura (según el recorte). ¿Por qué no? Hay más en juego.

La apertura afecta la captación de luz, pero con sensor de recorte, el sensor menor hace que la profundidad de campo (zona enfocada) sea mayor. Eso significa que un f/2.8 a ISO 200 debería tener velocidad de obturación muy similar en cualquier cuerpo (hay variaciones en medidores). Así que un f/2.8 siempre es f/2.8 para captación de luz.

A 70 mm equivalentes – misma velocidad e ISO, full‑frame izq. y Micro 4/3 der. (ambos f/4, ISO200, 1/80).

Para complicar más, está el «look» de la imagen. El bokeh en sensor de recorte nunca será tan bueno como en full‑frame porque el área extra del sensor full‑frame cambia la profundidad de campo (cantidad de imagen enfocada) relativa al recorte. No es función del objetivo tanto como del tamaño de sensor. Puede ser sutil, pero es factor, especialmente en retratos.

A 200 mm equivalentes – misma velocidad e ISO, full‑frame izq. y Micro 4/3 der. (f/4, ISO 200, 1/30).

A 200 mm equivalentes – misma velocidad e ISO, full‑frame izq. y Micro 4/3 der. (f/4, ISO 200, 1/40).

Objetivos full‑frame en cámaras de sensor de recorte

Los objetivos duran más que los cuerpos; buenos objetivos aguantan dos o tres generaciones de cuerpos. De ahí el dicho «invierte en cristal». Si usas cuerpo de recorte que acepta objetivos full‑frame, ¿por qué no comprarlos hasta que compres cuerpo full‑frame? La respuesta no es necesariamente porque pueden no ser tan nítidos como tus objetivos de recorte incluso si parecen nominalmente del mismo tamaño.

Los objetivos full‑frame son más caros, pero pagas por otras características: sellado contra clima, construcción más duradera. Por las grandes diferencias de tamaño de sensor, usar full‑frame en recorte significa que solo usas la porción central del objetivo, pero el detalle está más concentrado allí. Esto puede desafiar la calidad óptica de los objetivos full‑frame.

Suelen ser mejor calidad, pero no lo suficiente para compensar las diferencias de tamaño entre sensores. Así que a menos que sepas que actualizarás tu cámara inminentemente, quizás no quieras usar objetivos full‑frame en cuerpos de recorte.

Otra consideración: debes usar el factor de recorte al revés. En cuerpo Canon recorte (1,6×) un 24 mm se vuelve 38,4 mm. Eso significa que no puedes conseguir tan gran angular con objetivos gran angular en cuerpo de recorte.

Un objetivo full‑frame en cuerpo de recorte aumenta la focal por el factor de recorte

Conclusión

Hay muchos conceptos erróneos sobre objetivos al compararlos entre tamaños de sensor. Entender la función básica, capacidades de captación de luz y relaciones geométricas ayuda a comparar objetivos dentro de sistemas y entre tamaños de sensor.

Hay grandes objetivos para todos los sistemas que producen resultados fantásticos. Los objetivos son tan importantes como el cuerpo. Al elegir sistema, asegúrate de tener la selección de objetivos que necesitas para tu estilo fotográfico.