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O venerável encaixe Nikon F

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O encaixe de lentes para SLR e DSLR Nikon, conhecido como Nikon F, é um exemplo didático de preocupação com compatibilidade retroativa. O encaixe é essencialmente o mesmo desde 1959. Com algumas exceções (*) uma lente de 60 anos pode ser utilizada na máquina mais moderna.

(*) Por favor leia o texto todo, e principalmente o manual da sua câmera, para determinar se lente e câmera são realmente compatíveis! Não nos responsabilizamos por danos.

Nikon F original ou "pre-AI"

O encaixe original não tinha contatos eletrônicos.

O "comprimento de flange", ou seja, a distância do encaixe até o plano do filme ou sensor, é de 46.5mm. É a maior distância dentre as SLRs. Isto dificulta a adaptação de lentes de outras marcas, que usam distâncias menores e não conseguem focar no infinito quando adaptadas numa Nikon. Por outro lado, as lentes Nikon adaptam-se facilmente a todos os outros encaixes.

A câmera "lia" a abertura por meio de um garfo sincronizado ao anel de abertura da lente. Conforme muda a abertura, o garfo arrasta uma chave contida na câmera.

Figura 1: Lente Nikon pre-AI com garfo de abertura. Fonte: Wikipedia

Isto já proporciona um grau de automatismo: um fotômetro embutido não precisa fechar o diafragma para calcular a exposição. Basta medir a iluminação com o diafragma na "posição de descanso" (abertura máxima) e descontar o movimento do garfo.

Para encaixar o garfo na chave, a lente tinha de ser montada em f/5.6, e o anel do diafragma tinha de ser girado totalmente para os dois lados — a chamada "indexação", para a câmera "aprender" a faixa de aberturas. Esquecer estes passos resultava num fotômetro descalibrado.

A "saia" da lente, ou seja, a parte do corpo da lente que está mais próxima da câmera (atrás do anel do diafragma) é lisa e pode danificar câmeras que possuam as chaves AI (vide próximo item). De maneira geral, é proibido montar lentes "pre-AI" em câmeras fabricadas a partir de 1977.

Existem exceções nos dois extremos da linha de DSLRs: as D3x00 e D5x00 (modelos mais baratos) não têm as chaves AI, e portanto não há nada a ser danificado. A câmera topo-de-linha-retrô Df também aceita lentes pre-AI.

Câmeras mais novas não têm a chave que se acopla ao garfo de abertura, e não têm como determinar a abertura de uma lente manual pre-AI.

AI: Automatic Indexing

Em 1977, foi introduzida a modificação com o maior impacto sobre a compatibilidade retroativa: AI, ou indexação automática. O impacto do AI no encaixe consiste em entalhes na "saia" da lente, atrás do anel do diafragma.

Figura 2: Lente Nikon AI com entalhe na saia. Fonte: Wikipedia

Esses entalhes acionam chaves na câmera, e têm duas funções: conectam o anel de abertura com a câmera (aposentando o garfo), e indicam a abertura máxima. No sistema AI, não é preciso montar a lente numa abertura específica, nem girar o diafragma para "indexar" a lente. Basta montar e usar.

Se uma lente pre-AI for montada numa máquina AI, as chaves AI na câmera podem ser esmagadas. Na época, a Nikon oferecia um serviço de conversão de lentes antigas AI por um preço módico. Infelizmente este serviço não existe mais. Alguns artesãos fazem a conversão por US$ 100-150.

Uma lente AI ou AI-s pode ser montada em qualquer câmera moderna sem risco de dano, porém as câmeras mais básicas (D3x00, D5x00) não tem as chaves AI. Nestas, a exposição tem de ser controlada de forma totalmente manual. (Um truque é utilizar o Live View para estimar a exposição em tempo real.)

AI-s

Em 1981, o sistema sofreu uma pequena melhoria que não afeta o encaixe. Lentes AI e AI-s funcionam igualmente bem (ou mal) nas máquinas modernas.

AF

Em 1986, a Nikon introduziu o sistema de autofoco. O motor de foco era alojado na câmera, e o movimento era transmitido por um eixo semelhante a uma chave de fenda.

Toda lente AF tem contatos eletrônicos (originalmente, cinco deles) e uma pequena CPU. A mudança no encaixe consiste na adição desses contatos, mas isto não afeta a compatibilidade com câmeras mais antigas. Todos os recursos automáticos das câmeras modernas funcionam com lentes AF, exceto talvez o autofoco que depende da existência do motor de foco dentro da câmera (apenas modelos D7x00 e full-frame).

Tais lentes possuem anel de diafragma na lente, mas isto é apenas para compatibilidade com câmeras antigas. Nas câmeras mais novas, a abertura deve ser travada no valor mínimo (f/22 ou f/16) pois o diafragma é controlado pela câmera.

AF-D

AF-D é uma pequena melhoria no sistema AF, onde a lente pode comunicar eletronicamente a distância de foco. A câmera pode (ou não) fazer uso dessa informação para calcular melhor o flash, etc.

A única mudança no encaixe, que não afeta a compatibilidade, é a adição de mais dois contatos eletrônicos, que indicam a direção e velocidade de mudança do foco. Apenas as câmeras mais topo-de-linha fazem uso destes sinais eletrônicos.

AF-S

AF-S é a denominação dada à lente com motor de foco embutido. Lentes AF-S são capazes de autofoco em câmeras sem motor de foco (D3x00, D5x00, etc.). De maneira geral as lentes mais modernas são todas AF-S, porque o motor ultrasônico na lente permite um autofoco mais silencioso e mais rápido.

A única mudança no encaixe, que não afeta a compatibilidade, é a adição de mais um contato eletrônico, destinado a fornecer corrente elétrica suficiente para o motor de foco.

G

A maioria das lentes modernas AF-S são também "G". As lentes G omitem o anel do diafragma, e também os entalhes AI na "saia". As informações de abertura da lente estão disponíveis apenas eletronicamente.

Estas lentes quebram a compatibilidade retroativa com câmeras Nikon fabricadas antes de 1986, que não têm a eletrônica AF. A lente encaixa sem causar danos, mas permanece na abertura mais fechada.

E: Electronic Aperture

Uma fraqueza do encaixe Nikon frente a outros padrões, tipo o grande concorrente Canon EF, é que o controle do diafragma ainda é mecânico na maioria das lentes, incluindo as AF-S. O padrão AF já prevê o controle eletrônico do diafragma desde 1986, porém ele é realmente empregado em apenas três ou quatro lentes.

As câmeras produzidas a partir de 2007, exceto D90 e D3000, são todas compatíveis com lentes "E". Por ser um "capítulo" pouco utilizado do padrão, algumas DSLRs fabricadas entre 1999 e 2006 não o implementaram. Como estas DSLRs mais antigas estão chegando no fim da vida útil, a tendência de longo prazo é mais e mais lentes usarem diafragma eletrônico.

AF-P

Esse tipo de lente usa um motor de passo para fazer foco. É uma tendência iniciada pelas câmeras mirrorless, pois as lentes com motor de passo "casam" melhor com o sistema de foco das mirrorless, que usa detecção de contraste e depende da velocidade do motor para ser ágil.

Também é um sistema bom para filmar vídeos por ser muito mais silencioso. Isto resolve um enorme problema ao fazer vídeos casuais com DSLRs - o microfone embutido captando o barulho do autofoco. Outra vantagem do motor de passo é a velocidade variável, o que permite "seguir" um objeto durante a filmagem de forma suave (desde que a câmera tenha "cérebro" suficiente para fazer isso).

Em 2016, havia apenas duas ou três lentes Nikon desse tipo. Tradicionalmente, a Canon presta mais atenção ao mercado de vídeo e oferece um número maior de lentes STM (STM é lente Canon com motor de passo, USM é com motor supersônico).

As lentes AF-P têm foco manual "by wire", ou seja, o anel de foco manual é eletrônico. O movimento do anel é reportado para a câmera, que então gira o motor de passo. (As lentes Canon EF funcionam todas assim desde sempre.) Creio que a Nikon adotou este sistema para as lentes AF-P porque o motor de passo "segura" firmemente sua posição quando parado, e não aceita ser girado por uma força externa.

As lentes AF-P têm duas desvantagens, uma pequena e uma grande. A desvantagem pequena é ter removido a chave A/M da lente, embora o foco manual possa ser selecionado na câmera. A desvantagem grande é exigir câmeras bem recentes para funcionar. Por exemplo, a D3200 não funcionaria, e a D3300 precisa ter o firmware atualizado. Como o foco manual é "by wire", não é possível usar uma lente AF-P numa câmera velha nem mesmo com foco manual.

DX versus FX

Todas as lentes fabricadas antes da fotografia digital cobrem o quadro de filme 35mm (24x36mm), que é o tamanho do sensor "full-frame" moderno. Hoje tais lentes são chamadas "FX".

As primeiras SLR digitais Nikon (e Canon) padronizaram o tamanho do sensor em APS-C (16x24mm) devido ao custo proibitivo de sensores maiores. A Nikon batizou este novo tamanho de "DX". Com o tempo, surgiram as lentes DX, que só cobriam o quadro APS-C. Tais lentes são mais baratas, mais leves e potencialmente melhores quando usadas em máquinas APS-C.

O encaixe de lentes FX e DX é exatamente igual, e não há nenhum problema em utilizar lente DX em câmera FX ou vice-versa. O único efeito colateral de montar DX em FX é a vinhetagem da imagem, já que muitas (mas nem todas) lentes DX não podem iluminar o sensor full-frame por inteiro. No mundo Canon, as lentes EF-S (análogas às DX) simplesmente não podem ser montadas em câmeras EF (full-frame).

Limitações do encaixe

A versão mais moderna do encaixe Nikon F tem poucas limitações em relação à concorrência:

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