Feche os olhos por alguns instantes... e abra-os a seguir. Você acaba de fazer uso das pálpebras, que protegem nossos olhos. Agora, pense em uma câmera de vídeo: será que ela tem algo parecido com isso? Não propriamente, mas possui uma tampa para proteger a objetiva. Atrás dessa tampa está a lente da câmera, assim como algumas estruturas para trás das nossas pálpebras encontramos o cristalino, a lente que existe dentro dos nossos olhos. Poderíamos continuar com essa analogia, onde a retina faria o papel do CCD, o chip sensor onde as imagens são registradas (Charge Coupled Device) ou seu outro sabor relançado mais recentemente, o CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). O nervo óptico então seria o cabo que leva as informações do CCD / CMOS ao dispositivo de armazenamento, e este seria o cérebro ou a fita / disco.

Mas, vamos-nos deter na lente, mais a frente no olho e nas câmeras. Enquanto no olho humano temos, de fato, uma única lente, nas câmeras o que existe na verdade são várias delas, formando as objetivas. Objetivas são portanto conjuntos de lentes, normalmente montadas dentro de um cilindro metálico. Essas lentes, de tipos variados, são moldadas e ajustadas com grande precisão, para que uma compense as deficiências de outra. Isso porque uma lente sozinha é incapaz de produzir uma imagem perfeita: ela é produzida juntamente com diversos problemas, entre eles a aberração cromática. Neste tipo de defeito, as extremidades da imagem, formadas pelas bordas da lente, apresentam multicoloridos arco-íris. Outros problemas são distorções nas proporções dos objetos e pessoas e falta de nitidez.

Para contornar esses problemas, fabricantes de objetivas lançam mão de diversas técnicas, entre elas o uso das lentes combinadas, em formatos diferentes e fabricadas com material diferente umas das outras, de forma que os desvios incorretos causados pelos raios luminosos em uma lente acabem sendo compensados ou pelo menos bastante minimizados pela outra. Este é um dos motivos da existência de diversas lentes dentro de uma objetiva. Além disso, a parte da imagem formada pelas bordas da lente é descartada: só a parte mais próxima do centro da mesma, onde a imagem é mais nítida, é aproveitada para formar a imagem sobre os CCDs/CMOSs. E é também um dos motivos das lentes das câmeras em geral serem de diâmetro bem maior do que o que seria necessário para produzir a imagem, normalmente projetada em diminutos fotogramas ou CCD / CMOSs. Você pode verificar essas situações olhando através de uma lupa comum.

Objetivas são normalmente pesadas, correspondendo a uma parcela significativa no peso total das câmeras: pode-se perceber isso ao desconectar a objetiva de uma câmera fotográfica onde isso seja possível, geralmente as destinadas ao público profissional ou hobbysta. Em vídeo isso acontece em todos os equipamentos profissionais e em alguns (raros) do segmento semi-profissional: tem-se então as objetivas intercambiáveis.

Qual a vantagem de se efetuar essa troca?

Entre outros motivos, para variar o ângulo de visão da objetiva, ou seja, o quanto ela "enxerga" para os lados. Um outro motivo para se ter diversas lentes dentro do corpo da objetiva é possibilitar a construção e funcionamento do conhecido zoom. Este tipo de objetiva (muitas vezes falamos simplesmente "lente zoom") possui conjuntos de lentes móveis em seu interior, como se fossem objetivas dentro de outra objetiva maior, formando o cilindro externo. Ao acionar uma alavanca ou girar um anel sobre o cilindro externo, estamos na verdade movendo esses conjuntos ópticos internos para frente ou para trás. A movimentação e os tipos de lentes desses conjuntos são cuidadosamente calculados para que a imagem permaneça sempre em foco e o que varie seja somente o ângulo de visão. Sabe-se que ao fazer zoom in a imagem aproxima, vê-se menos porém mais perto. E ao fazer zoom out acontece o contrário: vê-se mais, de mais longe. Então, se existe uma lente assim, por que a necessidade da troca de objetivas? Ou, em outras palavras, por que existem lentes não-zoom?

Em aplicações onde a qualidade e os efeitos estéticos da imagem são muito importantes, como no cinema e suas grandes telas, uma objetiva produz resultados perceptíveis bem diferentes de outra. Cada objetiva produz sua "estética" particular. Ao contrário das lentes zoom, as objetivas fixas possuem somente uma finalidade: exibir a imagem com a maior precisão e qualidade possível com o ângulo de visão para o qual foram fabricadas. Essas lentes, chamadas de lentes prime, produzem imagens melhores do que as produzidas por lentes zoom, em seus diversos ajustes.

Em aplicações onde essas características não são tão importantes assim, as câmeras possuem objetivas fixas, normalmente com uma boa variação nos ângulos de visão fornecidos pelo zoom.

Falar em ângulos de visão é falar em distância focal. E falar em distância focal deve lembrar a quem já brincou de projetar imagens em papel, com uma lupa, que é necessário aproximar e afastar a lente do papel, em um movimento sucessivo de tentativas e erros, até que a imagem fique bem nítida. Tendo-se estabilizado a lente, com a imagem formada, a distância focal é a distância da lente até um ponto localizado entre a mesma e o papel. Ele é determinado pelos fabricantes procurando o local onde raios paralelos de luz que a atingem cruzam seu eixo. Este eixo pode ser pensado como uma linha que liga a lente até o papel.

Se você tiver uma lupa mais potente, poderá verificar, mesmo sem conhecer o local exato onde fica este ponto, que ele fica mais próximo do papel. Isso porque você terá que aproximá-la mais do papel para formar a imagem. Se tiver duas lupas iguais, também poderá verificar que sobrepondo-as, a distância da mesma forma torna-se menor. Dá para concluir então que lentes diferentes possuem distâncias focais diferentes. E também que associações de lentes possuem suas respectivas distâncias focais. Na verdade é o que acontece com a objetiva, onde várias lentes comportam-se como uma só. No exemplo das lupas, duas lupas sobrepostas poderiam ter a mesma distância focal que uma lupa única, mais potente. Envolva as duas lupas com uma tira de papel de forma a formar um cilindro e você terá uma idéia rudimentar de como é uma objetiva.

O conceito de distância focal é importante quando se pensa que cada tipo de lente produz um efeito diferente na imagem. Objetivas com distância focal pequena são conhecidas pelo nome grande-angular. Mas... pequena em relação a quê? Em relação à distância focal de uma objetiva chamada normal. E o que é uma objetiva normal? É a objetiva cuja visão produzida aproxima-se muito da visão formada por apenas um olho humano. Veja bem, com 2 olhos nossa vista abrange um largo campo de visão. Mas as câmeras possuem somente 1 objetiva. Assim, feche um dos olhos e você terá idéia da visão produzida pelas lentes ditas normais. Assim, lentes que fornecem um campo de visão maior do que isso, são grande-angulares, e verifica-se que possuem distância focal menor do que a distância focal das lentes normais.

Por outro lado, distâncias focais maiores do que a das lentes normais correspondem às lentes teleobjetivas. Essas lentes tem um campo de visão bem pequeno, mas, em compensação, aproximam bastante a imagem vista, ampliando-a.

E aqui vai um importante conceito: ampliar não é o mesmo que aproximar! Como bem o sabem os cineastas, o efeito de aproximar a câmera de um objeto ou pessoa é diferente do de utilizar o zoom para fazer a mesma coisa. Isso porque quando a câmera se move, as perspectivas se alteram: você pode perceber isso ao chegar bem perto de um poste e verificar como ele encobre uma casa atrás, embora logicamente a casa seja muito maior do que o poste. Caminhe para bem longe do poste e da casa e olhe outra vez: casa e poste agora tem o tamanho real, proporcionais um ao outro. Se, agora, desse ponto, você utilizar o zoom para aproximar a imagem, verá que casa e poste crescem de tamanho na mesma proporção, ou seja, a imagem é simplesmente ampliada, mas a perspectiva não se altera. Mudar a perspectiva (movendo a câmera) traz estéticas interessantes para a imagem em movimento, daí o cinema usar e abusar dos movimentos de câmera, tanto via steadicam como sobre trilhos.

Voltando ao exemplo da casa e do poste: sempre que você observa a olho nu imagens de pessoas/objetos bem próximos, os elementos ao fundo parecem estar mais distantes dos elementos em primeiro plano do que realmente estão. A casa, no exemplo, parece estar mais distante do poste do que se observarmos o conjunto de longe. E a casa parece ser nessa situação menor em relação ao poste do que quando ambos são vistos à distância. Dizemos que a profundidade aparente de campo aumenta quando observamos as pessoas / objetos de perto.

É por isso que diz-se que a imagem formada por uma lente grande angular é 'descomprimida'. Na imagem do close do rosto de uma pessoa captada com uma lente deste tipo, seu nariz ficará com aspecto 'crescido' em relação ao restante do rosto.

O efeito da descompressão pode ser utilizado para aumentar a velocidade aparente dos movimentos captados pela câmera. Um exemplo, utilizado com frequência no cinema, é empregar este tipo de lente para registrar cenas de ação, brigas e lutas, onde a velocidade aparente de um soco fica maior do que na realidade.

A lente grande angular traz consigo um 'defeito', mais ou menos aparente conforme a qualidade, distância focal e especificações da lente: a curvatura de objetos com traços retos localizados nas bordas da imagem (tronco de coqueiro 'caindo' para o centro).

Tudo o que foi dito acima, para as lentes grande-angulares, se repete, de maneira inversa, para as lentes teleobjetivas.

Assim, sempre que você observa a olho nu imagens de pessoas/objetos distantes, estes parecem estar 'comprimidos' na mesma. Pessoas e objetos ao fundo parecem estar mais próximas de outras/outros em primeiro plano do que realmente estão: a casa, no exemplo, parece estar mais próxima do poste do que na realidade está - você poderia até pensar que o poste está "grudado" na fachada da casa. E pessoas e objetos ao fundo parecem maiores em relação a pessoas e objetos em primeiro plano do que quando observamos estas pessoas / objetos de perto. A profundidade aparente de campo diminui quando observamos as pessoas / objetos de longe.

É por isso que diz-se que a imagem formada por uma lente teleobjetiva é 'comprimida' . Na imagem de um congestionamento de veículos obtida através de uma lente deste tipo os carros parecerão estar comprimidos, transmitindo a sensação de que o congestionamento é dramaticamente pior.

O efeito da compressão pode ser utilizado para diminuir a velocidade aparente dos movimentos captados pela câmera. Um exemplo, utilizado com frequência no cinema, é captar pessoas caminhando em direção à câmera com este tipo de lente: devido à compressão da imagem, a pessoa parece estar 'andando sem sair do lugar'.

A lente zoom faz tudo isso, uma vez que possui distância focal variável, do ajuste grande-angular ao teleobjetiva. Finalmente, para fechar nossa analogia: a lente do olho, o cristalino, possui distância focal variável, alterada pela ação de músculos que o comprimem mais ou então menos. Desta forma conseguimos focalizar objetos ao longe e próximos, sem ter que aproximar ou afastar lente e papel (no caso, a retina), como fazíamos com a lupa. Cientistas tentaram fazer o mesmo e já existem protótipos de lentes que funcionam dessa maneira. Engenhoso, não?