Ogni obiettivo è caratterizzato da una propria lunghezza focale, rappresentata da un numero espresso in mm. Siccome la lunghezza focale è la distanza dal centro ottico dell'obiettivo al piano focale, a parità di angolo di campo la stessa varia secondo le dimensioni del sensore. Per questo motivo ci si rapporta normalmente al formato Leica full frame (abbreviato come FF), quello che corrisponde ad un sensore avente le dimensioni della vecchia pellicola analogica 35 mm, cioè 24 x 36 mm.
Prendendo come riferimento l'obiettivo standard, che ha la focale di 50 mm nel formato full frame, avremo le seguenti lunghezze focali in funzione delle dimensioni del sensore:
| Formato sensore | Dimensioni sensore | Angolo di campo | Lunghezza focale | Fattore moltiplicativo rispetto a formato FF |
|---|---|---|---|---|
| Micro 4/3 | 13 x 17,3 mm | 46° | 25 mm | 2 x |
| APS-C (Canon) | 14,8 x 22,2 mm | 46° | 31 mm circa | 1,6 x |
| APS-C (Nikon) | 15,7 x 23,6 mm | 46° | 33 mm circa | 1,5 x |
| Full frame | 24 x 36 mm | 46° | 50 mm | 1 x |
| Medio formato (Fujifilm) | 33 x 44 mm | 46° | 63 mm | 0,79 x |
Detto in altre parole, un obiettivo da 25 mm nel formato Micro 4/3 corrisponde ad un 50 mm nel formato full frame (ecco perché si dice "lunghezza focale equivalente") così come un 35 mm (circa) nel formato APS-C corrisponde sempre ad un 50. In base a questo concetto, sarebbe molto più semplice classificare le ottiche in base al loro angolo di campo, ma per tradizione si continua a farlo in base alla lunghezza focale.
Sempre con riferimento al FF, gli obiettivi che hanno una lunghezza focale inferiore ai 50 mm sono classificati come grandangolari, quelli sopra dei teleobiettivi. Più nello specifico...
| Lunghezza focale | Classificazione |
|---|---|
| < 10 mm | Fish eye (circolare) |
| da 12 a 16 mm | Fish eye (fotogramma pieno) |
| da 12 a 24 mm | Grandangolo spinto |
| da 28 a 50 mm | Grandangolo |
| 50 mm | Standard |
| da 70 a 120 mm | Teleobiettivo medio (da ritratto) |
| da 135 a 300 mm | Teleobiettivo |
| Oltre 300 mm | Super-teleobiettivo |
Tale classificazione non è però rigorosa, nel senso che per alcuni fotografi il grandangolo "inizia" da 28 mm (in giù), lo standard va da 35 mm a 60 mm e per i fotografi naturalisti un 300 mm è un medio tele!
Quanto più corta è la lunghezza focale, tanto maggiore è l'angolo di campo. Al contrario, quanto più lunga è la focale, tanto più stretto è l'angolo:
Pertanto, la lunghezza focale determina anche le dimensioni del soggetto sul sensore.
Le immagini seguenti mostrano come varia l'inquadratura al variare dell'ottica utilizzata, per alcune focali di uso comune, ovviamente senza spostare la posizione della camera:
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Ecco un altro esempio, con un numero maggiore di lunghezze focali, partendo dal fish eye al super-tele da 800 mm:
Una delle più importanti caratteristiche degli obiettivi è il modo con cui essi influiscono sulla prospettiva: i grandangolari la esagerano, quelli a lunga focale la schiacciano. Analogamente, la profondità di campo è ovviamente maggiore con un grandangolare che con un tele.
Quando si sceglie un obiettivo in funzione dell'inquadratura, va presa in considerazione non soltanto la forma del soggetto, ma anche come s'inserisce all'interno del fotogramma. In sostanza, non si deve osservare soltanto il soggetto principale, ma tutto il campo inquadrato.
La sequenza seguente mostra come varia la prospettiva in funzione della lunghezza focale dell'obiettivo. In questo caso, il soggetto è stato mantenuto circa alla stessa grandezza sull'area del fotogramma variando la distanza camera-soggetto:
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L'esperienza insegnerà a riconoscere istintivamente l'obiettivo più adatto per un determinato soggetto, soprattutto se si deciderà di utilizzare ottiche fisse, che presuppongono a priori l'idea della composizione dell'immagine. Oltre alle ottiche d'impiego generale, i costruttori da tempo realizzano molti tipi di obiettivi adatti ad applicazioni specialistiche, che con il progresso della tecnologia possono anche essere impiegati per scopi generali.