Как правильно понять, что такое f-stop? [дубликат]

Я не совсем понимаю, почему большинство объективов имеют примерно одинаковый диаметр диафрагмы независимо от фокусного расстояния.

F-стоп по определению представляет собой отношение фокусного расстояния к диаметру, поэтому объектив 20 мм с апертурой 40 мм должен иметь f/0,5, а объектив 400 мм с апертурой 40 мм должен иметь f/10.

Однако то, что мы на самом деле видим в объективах, — это примерно одинаковое распределение диафрагмы как для широкоугольных, так и для телеобъективов, хотя фактические диаметры не сильно отличаются. Значит, мое понимание f-stop ошибочно?

Примечание. Вопрос был существенно переформулирован, поскольку точка, которую я пытался понять, не освещена в ответах на «дублированный» вопрос. Я надеюсь, что мой переформулированный вопрос будет пересмотрен. Спасибо.

Я проголосовал за то, чтобы закрыть его как дубликат (что сохранит его и укажет на другой вопрос). Другие пользователи с достаточной репутацией также могут проголосовать за закрытие, или, я думаю, модератор может сделать это напрямую. Это, наверное, лучше, чем удалить его.
Спасибо. Я переформулировал всю структуру. Я вижу, что кто-то фактически изменил формулировку самого Вопроса, который меня беспокоил.
Это был я, когда я проголосовал за его повторное открытие, я также изменил название, поскольку это действительно то, о чем вы спрашиваете. Если нет, уточните.
Ваше понимание в основном правильное. Я добавлю дополнительную информацию, которая может помочь объяснить это, как только это будет правильно открыто. А пока посмотрите на photo.stackexchange.com/questions/7365/… , про зум-объективы с постоянной апертурой (и почему у них просто нет сверхбыстрой апертуры на широком конце) — думаю, это многое проясняет головоломки.
Под отверстием вы имеете в виду отверстие или передний элемент? В объективе нет отверстий в буквальном смысле, и я не уверен, что именно вы подразумеваете под этим в переносном смысле.
@mattdm, ну ладно, я уточнил, отредактировав вопрос, и вставил «отверстие» везде, где я сказал «отверстие» или «отверстие», но это хороший момент. Я думал, что f/stop — это отношение диафрагмы к фокусному расстоянию. размер переднего элемента тоже как-то влияет?
Нет, за исключением того, что передний элемент должен быть достаточно большим, чтобы выдерживать самую широкую апертуру объектива.
Я думаю, мы снова нуждаемся в уточняющем вопросе: как вы измеряете или наблюдаете диаметры этих различных линз? Вы имеете в виду какие-то реальные примеры? (Явно не 20 мм f/0,5.) Потому что основной факт заключается в том, что ваше простое понимание верно, поэтому мы можем работать в обратном направлении, чтобы выяснить, где путаница. Может быть, дело в размере физической апертуры (если вы рассекаете объектив) по сравнению с виртуальной (эффективной) апертурой (которая зависит от того, как именно апертура соотносится с другими элементами объектива)?
@mattdm, f/0.5 кажется неразумным, да. но диафрагма диаметром 40 мм - нет. Имеет ли это? (учитывая, что резьба под светофильтры на моих объективах обычно 58 или 77 мм, а также по прямой визуальной оценке)
@mattdm, или рассмотрите мой зум 17-40 мм, который на конце 17 мм должен достигать f / 4, но это соответствует только 4,25 мм. конечно, моя апертура намного больше, чем это. Я вижу, что он не такой уж и маленький.
Ага! Думаю, я понял. :) Важен не физический размер; это эффективный размер с учетом светового пути. Посмотрите через переднюю часть объектива, и он будет выглядеть соответственно крошечным. Я только что проверил это с моим 15-мм объективом.
Я собираюсь задать дополнительный вопрос по этому поводу, потому что я не вижу, чтобы он был адекватно изучен где-либо еще....
photo.stackexchange.com/questions/37796/… -- это проясняет ситуацию?
@mattdm, наконец-то добрался до сути того, что я пытаюсь понять
@Octopus Итак, это имеет смысл?
@mattdm, ну ты задал правильный вопрос. я просто надеюсь, что будет больше ответов, чтобы лучше прояснить.

Ответы (1)

Ваше рассуждение просто, но неверно, поскольку оно основано только на размере элементов. Что проще сделать, так это светлый нормальный объектив.

Любой объектив шире, чем рабочий отрезок камеры, требует более сложной конструкции, и широкая апертура должна учитываться во всех элементах.

Что касается вашего утверждения о расстоянии фланца по сравнению с фокусным расстоянием: это верно для зеркальных камер, потому что вам нужно отодвинуть зеркало в сторону, прежде чем делать снимок, и, следовательно, зеркальный ящик должен быть свободен от препятствий. Для беззеркальных систем это не обязательно так; У меня есть старый русский объектив 35 мм/2,8, разработанный Zeiss для Leica, который так глубоко упирается в корпус камеры, что почти касается плоскости пленки. (Тем не менее, на цифровых камерах ретрофокальные широкоугольные объективы, как и на зеркальных камерах, как правило, подходят для того, чтобы избежать затенения угловых пикселей и других проблем.)
@Itai, вся формулировка этого вопроса резко изменилась (под руководством администраторов), чтобы более точно отразить суть моих недоразумений. Просто подумал, что вы должны знать, на случай, если вы захотите изменить свой ответ.