Как рассчитать светосилу, потерянную телеконвертером?

Несмотря на то, что телеконвертер теряет очень мало (однозначные проценты) света, отношение входного зрачка к фокусному расстоянию растет пропорционально увеличению телеконвертера. Например, если к объективу 100 мм f/2 прикреплен 2-кратный телеконвертер, объектив фактически станет 200 мм f/4. Это связано с тем, что объектив всегда будет иметь входной зрачок 50 мм (помните, название f/число буквально означает, что диаметр входного зрачка равен фокусному расстоянию/числу ) .

Поскольку количество света, собранного серией апертур, основано на удвоении (f/2.8 собирает вдвое меньше, чем f/2), серия прогрессирует не линейно, а скорее по логарифмической линии с основанием 2. Уравнение для увеличения числа f в результате телеконвертера примерно выглядит так:

E = 2 x log ₂ (М)

Где

• E - (отрицательный) сдвиг в Ev
• М - увеличение телеконвертера.
• log ₂ - это операционный логарифм по основанию 2

Таким образом, если вы объедините 2 телеконвертера 2x и 1 телеконвертер 1,4x (всего 4,8x), вы «потеряете» около 4,5 Ev или ступеней света. Если вы прикрепите этот телеконвертер к объективу f/2, он станет объективом af/9.5.

Это уравнение можно объединить с выражением апертуры в Ev, чтобы предсказать новую эффективную апертуру на основе старой эффективной апертуры.

Дело не в том, что вы теряете свет как таковой. Я имею в виду, что вы можете быть немного, так как дополнительное стекло немного впитает — но я думаю, что вы ищете следующее: почему использование телеконвертера приводит к тому, что моя апертура уменьшается?

Число f — это отношение фокусного расстояния объектива к диаметру входного зрачка. ( Подробнее читайте в Вики )

Итак, допустим, вы используете Canon 135 f/2L. При f/2 диаметр входного зрачка (апертуры) будет: 2 = 135/D, поэтому D = 67,5 мм.

Теперь, допустим, вы накинули на объектив телеконвертер 1.4. В характеристиках объектива сказано, что вы фактически теряете 1 стоп, но вот математика. 1,4*135 = наш объектив теперь имеет фокусное расстояние 189 мм. Однако входной зрачок не стал больше, он по-прежнему 67,5 мм.

Итак, наш расчет диафрагмы теперь выглядит так: f = 189/67,5 = 2,8.

И, как вы знаете, f/2.8 на одну ступень ниже f/2.

Таким образом, дело не в том, что вы потеряли свет как таковой, а в том, что физический размер входного зрачка не меняется, в то время как изменяется фокусное расстояние, что приводит к уменьшению эффективной апертуры при использовании телеконвертера.

Промойте и повторите расчет, используя число f = фокусное расстояние / диаметр входного зрачка для телеконвертера любого размера, который вам нравится, чтобы доказать, сколько ступеней он выдержит.

Самый простой способ вычислить, насколько телеконвертер (TC) увеличивает f-число, без каких-либо сложных математических вычислений, состоит в том, чтобы сделать это:

• Возьмите линейное увеличение телеконвертера и сравните его с тем, на сколько шагов от «1» он находится по шкале числа f.¹ Вот сколько шагов вы теряете.
• Для редуктора фокусного расстояния (FR) используйте обратное значение коэффициента увеличения (1/M) и сравните его с тем, на сколько шагов от «1» он находится по шкале числа f.¹ Вот сколько шагов вы получаете.
• Если вы используете несколько телеконвертеров и/или редукторов фокусного расстояния, подсчитайте потери/усиления для каждого из них отдельно, а затем добавьте количество ступеней, которые теряет каждый TC, и вычтите количество ступеней, которые получает каждая FR, чтобы получить общую разницу в ступенях.
• Возьмите число f голого объектива перед добавлением телеконвертера, начните с него по шкале числа f¹ и увеличивайте или уменьшайте количество ступеней, равное рассчитанной вами разнице. Идите вверх по стопам, потерянным с помощью TC, и вниз по стопам, полученным с помощью FR.

Несколько примеров:

У вас есть объектив 135 мм f/2 и вы добавляете 1,4-кратный TC. какова новая максимальная светосила объектива?

Мы можем посмотреть на один из графиков ниже и увидеть, что f/1.4 ровно на одну ступень медленнее, чем f/1. Это означает, что мы потеряем одно f-число. Мы смотрим на ту же диаграмму и начинаем с f/2 (максимальная диафрагма нашего голого объектива) и отсчитываем один полный f-stop. Мы видим, что теперь наше максимальное число f равно f/2.8.

У вас есть объектив 50 мм f/1,8, и вы хотите добавить 2X TC и 0,71x фокусный редуктор (просто для удовольствия, поскольку это не имеет абсолютно никакого смысла с точки зрения соотношения цены и качества или качества изображения). Каково максимальное число f полной комбинации?

Для 2X TC мы видим, что 2 ступени, удаленные от 1 по шкале f-числа, составляют «2», поэтому мы теряем две ступени при использовании 2X TC.

Для 0,71x FR мы используем обратную величину 0,71, которая равна 1,41 (1 ÷ 0,71 = 1,41. Хммм... где мы это видели раньше?). Мы видим, что 1,4 на одну ступень меньше 1 по шкале f, поэтому мы получаем одну ступень, используя 0,71x FR.

Когда мы добавляем два стопа, которые мы теряем, и вычитаем один стоп, который мы получаем, остается чистый эффект потери одного стопа.

Глядя на шкалу одной трети стопа, мы видим, что f/1.8 на одну треть меньше, чем f/2. Подсчитав три пробела на шкале ступеней в одну треть (поскольку три трети = один), мы видим, что число f для нашего объектива f/1,8 + 2X TC + 0,71 FR будет равно f/2,5.

⁽¹⁾ Практическое знание шкалы числа f, по крайней мере, в целых ступенях, является чем-то, что нужно каждому.фотограф должен был совершить на память. В фотографии слишком много мест, где пригодится интуитивное знание прогрессии степеней квадратного корня из двух, которая является той же прогрессией, что и шкала числа f. Если вы еще недостаточно хорошо изучили число f/степени шкалы √2, вы можете носить с собой «шпаргалку» с напечатанными на ней шкалами целой, половинной и одной трети стопов. Многие магазины фототехники когда-то продавали удобные ламинированные карты с напечатанными на них шкалами, как правило, по довольно низкой цене. Некоторые магазины давали покупателям бесплатный набор при каждой покупке новой камеры. Благодаря тому, что в настоящее время в Интернете доступно так много бесплатных печатных шаблонов карт, найти такие карты в розничных магазинах становится гораздо реже.

_{Этот лист, размещенный на сайте phototraces.com , показывает целые диафрагменные числа в левом столбце, половинные диафрагменные числа в среднем столбце и треть ступенчатых диафрагменных чисел в правом столбце, а также объяснения как различные апертуры влияют на изображения справа от столбцов и визуальное представление того, как может выглядеть апертурная диафрагма при разных настройках числа f слева от столбцов.}

_{Этот более простой, но также включает шкалу AV (значение диафрагмы), которая представляет собой просто числовую шкалу, показывающую, какая степень √2 используется для каждого числа f. На каждой шкале числа f полного шага заштрихованы зеленым цветом.}

Вы можете найти другие версии того же самого здесь и здесь . Несколько сторонних продавцов по-прежнему предлагают наборы карманных справочных карт через Amazon . Однако, не имея возможности видеть карты, невозможно сказать, включают ли они числа f вплоть до f/1, что позволило бы использовать метод, описанный выше.

Более подробное объяснение:

Все просто основано на том, на какую площадь распространяется одинаковое количество света. Когда вы увеличиваете увеличение в два раза при том же размере входного зрачка, вы распространяете один и тот же свет на площадь, в четыре раза превышающую площадь. Таким образом, плотность поля того же количества света, рассредоточенного по площади, в четыре раза превышающей площадь, в четыре раза ярче, чем раньше. Это две «остановки» в фотографии, где каждая «остановка» вдвое или в два раза больше следующей или предыдущей соответственно.

F-число — это мера, которая, среди прочего, пытается аппроксимировать, до потерь из-за отражения и поглощения света, когда он проходит через линзу, силу света на единицу площади, падающую на плоскость пленки/сенсора, на основе соотношения диаметр входного зрачка к фокусному расстоянию линзы. Другими словами, это мера того, сколько световой энергии на миллиметр ^падает на плоскость пленки/сенсора, если яркость сцены постоянна.

Поскольку число f основано на диаметре входного зрачка, деленном на фокусное расстояние линзы, а количество света, пропускаемого через отверстие, зависит от площади отверстия, каждое увеличение или уменьшение площади входного отверстия увеличение зрачка в два раза дает f-число, основанное на степени квадратного корня из двух (√2).

Если вы удвоите площадь входного зрачка, вы увеличите площадь входного зрачка в 2 раза. Для этого вы только увеличите диаметр входного зрачка на √2, или примерно в 1,414. Чтобы вдвое уменьшить площадь входного зрачка, вы уменьшаете диаметр входного зрачка в 1/√2 раза, или примерно в 0,71 раза.

Это означает, что базовая шкала, которую мы используем для чисел f, так называемая шкала «с полной остановкой», основана на степенях √2 (взятых здесь до трех значащих цифр после запятой для значений в ряду, который не являются точными целыми числами):

√2 ⁰ = 1, √2 ¹ = 1,414, √2 ² = 2, √2 ³ = 2,828, √2 ⁴ = 4, √2 ⁵ = 5,657, √2 ⁶ = 8, √2 ⁷ = 11,314, √2 ⁸ = 16, √2 ⁹ = 22,627, √2 ¹⁰ = 32, √2 ¹¹ = 45,255, √2 ¹² = 64, √2 ¹³ = 90,510 и т. д.

Обычно мы округляем √2 до 1,4 и используем числа, кратные 1,4, также округляемые до целых чисел после 8, для представления степени √2:

1, 1,4, 2, 2,8, 4, 5,6, 8, 11, 16, 22, 32, 45, 64, 90 и т. д.

Обратите внимание, что то, что мы называем f/5,6 (f/5,657...), на самом деле ближе к f/5,7, чем к f/5,6!
То, что мы называем f/11 (f/11,314...), на самом деле в два раза больше, чем мы называем f/5,6, но 11 не совсем 5,6 x 2!
То, что мы называем f/22 (f/22,627), на самом деле ближе к f/23!
То, что мы называем f/90 (f/90,510), на самом деле ближе к f/91!

Мы используем «круглые» числа для нечетных степеней √2, потому что их легче запомнить как приблизительные кратные 1,4, а не запоминать фактические точные степени √2, числа с бесконечными цифрами после десятичной запятой. точки или даже кратные 1,4. Когда шкала числа f была установлена ​​на заре фотографии, это не имело никакого значения, потому что механика камер, использовавшихся в то время, не была достаточно точной с точки зрения размера диафрагмы и времени затвора. не имеет значения. Большинство камер/объективов, которые мы сегодня используем для художественной фотографии, по-прежнему не настолько точны , но теперь они более или менее нацелены на f/22,627, когда мы выбираем f/22 с помощью элемента управления диафрагмой, точно так же, как они более или менее нацеленыВремя затвора 1/1024 (1/2 ¹⁰ ) секунд, когда мы набираем «скорость» затвора 1/1000.