отношение фокусного расстояния к диафрагме при зуммировании – мой русский объектив мне врет?

У меня есть этот старый советский/российский объектив «Гранит» 80-200 мм, подключенный к моей цифровой зеркальной камере Canon 550d через адаптер M42. Еще у меня есть "современный" китовый объектив 18-55 мм.

Чего я не понимаю, так это того, как числа диафрагмы работают на этих двух, они, кажется, не означают одно и то же, так что я явно что-то упускаю.

Число диафрагмы, например, f/4.5 (широкая диафрагма в объективе Гранит) должно означать, что диаметр диафрагмы в 4,5 раза меньше фокусного расстояния. Таким образом, для 80 мм я должен получить отверстие около 17 мм, что звучит разумно. Но когда я увеличиваю этот объектив, та же самая диафрагма f/4.5 должна давать мне все более и более широкое раскрытие, а это не так, раскрытие остается точно таким же, как и при 80 мм. Кажется, он даже физически не может дать мне это 44 мм (f / 4,5 на 200 мм), корпус апертуры просто недостаточно велик.

Итак, насколько я понимаю, после увеличения с 80 мм до 160 мм я должен быть на f / 9? что должно дать мне гораздо более темную фотографию, учитывая тот же ISO и время. Но это не так, я могу свободно увеличивать и уменьшать масштаб, ничего не исправляя, и при этом получать правильную экспозицию. Кроме того, я не думаю, что это «бесшумное» изменение числа диафрагмы было бы приемлемым, когда этот объектив был новым, и все фотографии были сделаны на пленку с использованием ручных отдельных экспонометров.

На моем современном объективе (18–55 мм, f/3,5–5,6), когда я увеличиваю его, удерживая кнопку предварительного просмотра глубины резкости, я вижу и слышу, как диафрагма немного открывается и закрывается электронным управлением, даже если установлено значение f/9. которая доступна во всем диапазоне фокусных расстояний. Таким образом, сохранение f/9 требует изменения размера отверстия.

Так что дает? Этот русский объектив мне просто врет (но зачем тогда корректировать экспозицию?), или число f вообще не связано с фокусным расстоянием, или, по крайней мере, не связано напрямую? Почему объектив Canon меняет диаметр диафрагмы, а Гранит нет?

Также кажется, что корпус диафрагмы двигается вперед и назад при зумировании моего современного объектива (но это трудно сказать, глядя через объектив), и я скорее уверен, что он не двигается в Граните, так как он механически управляется и только кажется, что оставайтесь на месте — эту часть я вообще не понимаю, но, поскольку я не уверен, что она действительно движется, возможно, давайте просто пропустим это.

Нет, я считаю, что главное, что я упустил, это разница между физическим отверстием в радужной оболочке и входным зрачком, который является проекцией этого отверстия через передние линзы. этот вопрос в основном касается яркости изображения, что для меня было просто симптомом, а не реальной проблемой.
Судя по вашему вопросу, причина, по которой вы подозревали, что ваш объектив лгал вам, заключалась именно в том, что он не становился темнее при увеличении ....
... и ответ на этот вопрос именно потому, что при расчете числа f измеряется входной зрачок, а не физический диаметр апертурной диафрагмы.

Ответы (3)

f/4,5 не означает, что отверстие в диафрагме физически в 1/4,5 раза больше фокусного расстояния. Это означает, что размер изображения отверстия , если смотреть спереди объектива через линзы перед ним, составляет 1/4,5 фокусного расстояния. Образ отверстия - входной зрачок .

Если можете, посмотрите на изображение отверстия спереди при увеличении объектива. Вы должны увидеть, как изображение становится больше, что важно для сбора света.

Да, думаю, ты прав. Я посмотрел на другой объектив 55 мм, и размер зрачка спереди кажется примерно таким же, как у объектива Canon на 55 мм, хотя физически он намного больше. Проверю на другом длиннофокусном объективе, когда будет возможность. Большое спасибо!

Как известно, светосила (f-число) рассчитывается делением рабочего фокусного расстояния на рабочий диаметр диафрагмы. Следовательно, эти фундаментальные значения взаимосвязаны по своему влиянию на яркость изображения (установки экспозиции). Суть в том, что при увеличении яркость изображения значительно возрастает и падает. На самом деле, удвоение или уменьшение вдвое фокусного расстояния приводит к 4-кратному (2 ступени диафрагмы) изменению уровня освещенности (экспозиции).

Такое резкое изменение яркости изображения при увеличении неизбежно и должно быть уменьшено. Есть несколько способов. А. механически изменить диаметр радужной оболочки с помощью зума. B. Измените время экспозиции с помощью зума. C. Измерьте изменение и отрегулируйте скорость затвора и/или диафрагму. D. Спроектируйте оптику так, чтобы собранный свет компенсировался.

Давайте поговорим о D: Элементы стеклянных линз перед радужной оболочкой имеют фигурную форму, поэтому они сильнее, чем необходимо (увеличивают обзор радужной оболочки). Расстояние от диафрагмы до передних элементов изменяется с увеличением. Это приводит к тому, что диаметр радужной оболочки увеличивается и уменьшается при увеличении. Эта компоновка мигрирует яркость изображения с увеличением. Чтобы скорректировать теперь слишком короткое фокусное расстояние, группа линз после диафрагмы имеет отрицательную силу, которая удлиняет фокусное расстояние. Результатом является укороченная оправа объектива, делающая этот телеобъектив более управляемым, в то же время делая яркость изображения более равномерной при увеличении.

Можно поддерживать яркость изображения на всем протяжении масштабирования, однако это дорогостоящий подход. Чаще всего максимальная светособирающая способность объектива является переменной по мере увеличения масштаба. Кроме того, программное обеспечение в современной камере изменяет скорость затвора и / или ISO с увеличением для компенсации.

Примечание: у вас могут возникнуть проблемы с пониманием резкого влияния увеличения на экспозицию. Если вы удвоите фокусное расстояние, изображения объектов удвоятся в размере, но площадь, которую они занимают на пленке или сенсоре, увеличится в 4 раза (2 ступени). Изменение увеличения в 4 раза = изменение яркости изображения в 64 раза = 6 ступеней диафрагмы. Трудно смягчить усиление или потерю света, а также контролировать искажения и аберрации.

Если все увеличение происходит между передней частью объектива и физической апертурой при увеличении, то входной зрачок , представляющий собой эффективную апертуру , которая фактически используется для расчета числа f, также увеличивается в том же отношении, что и фокусное расстояние. длина. По мере увеличения фокусного расстояния размер апертуры, видимой через переднюю часть объектива, также увеличивается, хотя фактический физический размер апертурной диафрагмы не меняется.

Это также верно для большинства зум-объективов с переменной апертурой, за исключением того, что большая часть увеличенного увеличения происходит между передней частью объектива и физической апертурной диафрагмой.

Возьмем, к примеру, объектив 70–300 мм f/4–5,6. При 70 мм и f/4 диаметр входного зрачка составляет 17,5 мм. При 300 мм и f/5,6 диаметр входного зрачка составляет 53,6 мм. Если бы входной зрачок был по-прежнему 17,5 мм при фокусном расстоянии 300 мм, число f было бы f/17!

Или рассмотрите объектив 18–55 мм f/3,5–5,6. При 18 мм и f/3,5 ширина входного зрачка составляет всего 5,14 мм. При 55 мм и f/5,6 ширина входного зрачка составляет 9,82 мм. Входной зрачок 5,14 мм на 55 мм будет f/10,7!