Z jakiego punktu odniesienia obliczana jest ogniskowa obiektywu?
Odpowiedzi:
Zacznijmy od prostej sprawy, jednego elementu:
Od góry: Soczewka dodatnia / wypukła, soczewka ujemna / wklęsła, lustro wklęsłe, lustro wypukłe.
Równoległe promienie wpadające do obiektywu ustawią ostrość w pewnym punkcie (F), a długość ogniskowej (f) jest określona przez odległość między środkiem soczewki ( centrum optycznym ) a punktem ostrości.
Zatem punktem odniesienia jest optyczne centrum pojedynczego elementu.
OK, ale co z soczewkami wieloelementowymi?
W przypadku soczewek wieloelementowych nie ma łatwego do znalezienia punktu odniesienia . Jak mówi David, punktem odniesienia jest środek hipotetycznego pojedynczego elementu o tej samej ogniskowej.
Ten punkt odniesienia może znajdować się w dowolnym miejscu - przed pierwszym elementem, wewnątrz soczewki lub za ostatnim elementem.
Jak można przesunąć centrum optyczne poza obiektyw?
Grupa teleobiektywów: Najczęściej przy użyciu tak zwanej grupy teleobiektywów:
Na tym schemacie są dwie grupy elementów. Pierwsza grupa (po lewej) działa jak „normalna” (wypukła lub dodatnia) soczewka, powodując, że promienie (niebieskie linie) zbiegają się. Druga grupa (po prawej) to grupa teleobiektywów, działająca jako soczewka ujemna, która rozprasza promienie.
Efektem netto jest to, że punkt skupienia „zobaczy” odpowiednik pojedynczego elementu dodatniego znacznie dalej (oznaczony czerwonymi kropkowanymi liniami). To optyczny środek tego hipotetycznego „równoważnego pojedynczego elementu” (H ') jest punktem odniesienia do pomiaru ogniskowej (f').
Odwrócony teleobiektyw: Możesz zamienić grupy, aby umieścić grupę teleobiektywu na pierwszym planie. Następnie dostajesz obiektyw szerokokątny, w którym odległość między ostatnim elementem a punktem ostrości może być większa niż ogniskowa. Ta konstrukcja nazywa się soczewką retrofocus .
Lustra: Możesz także używać luster. Soczewki lustrzane „ponownie wykorzystują” swoją fizyczną długość, odbijając promienie do przodu i do tyłu. Znów punkt skupienia „zobaczy” odpowiednik jednego elementu znacznie dalej.
Soczewka lustrzana, tutaj w połączeniu z grupą teleobiektywów
Dlaczego chcesz to zrobić?
W przypadku długich teleobiektów jest to spowodowane tym, że standardowa konstrukcja zapewnia obiektyw, który jest fizycznie zbyt długi, aby był wygodny:
Tele 500 mm bez grupy teleobiektywów. 500 mm musiałoby mieć co najmniej 50 cm długości.
W przypadku obiektywów szerokokątnych zapewnia więcej miejsca między obiektywem a czujnikiem obrazu. Na przykład istnieją obiektywy 10 mm do lustrzanek cyfrowych, ale 10 mm między czujnikiem a obiektywem nie pozostawia wystarczającej przestrzeni dla lustra. Tak więc soczewki ultrawide są na ogół zaprojektowane jako soczewki retrofocus.
Rybie oko 7,5 mm bez retrofokusa. Zwróć uwagę na rurkę wystającą z mocowania obiektywu, aby elementy były wystarczająco blisko filmu. Zamocowanie obiektywu wymagało zablokowania lustra i nie można było korzystać z wizjera ani wbudowanego pomiaru, gdy obiektyw był zamontowany. (Zdjęcie z B&H )
Jak mogę sprawdzić ogniskową mojego obiektywu?
Zobacz pomiar ogniskowej .
W skrócie:
- zrób zdjęcie dwóch odległych punktów
- zmierzyć kąt między punktami
- zmierzyć odległość między punktami na czujniku obrazu (policzyć piksele między punktami na zdjęciu i określić odległość czujnika od rozdzielczości i rozmiaru czujnika)
- ogniskowa = odległość od czujnika w mm / kąt w stopniach * (180 / pi)
Źródła:
- http://en.wikipedia.org/wiki/Telephoto_lens
- http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_centre
- http://en.wikipedia.org/wiki/Focal_length
- http://en.wikipedia.org/wiki/Ang%C3%A9nieux_retrofocus
- http://www.bobatkins.com/photography/technical/measuring_focal_length.html
Zdjęcia: Obiektyw typu rybie oko od B&H, inne zdjęcia dzięki uprzejmości Wikipedii.
Wikipedia daje odpowiedź ...
„Gdy obiektyw fotograficzny jest ustawiony na„ nieskończoność ”, jego tylny punkt węzłowy jest oddzielony od czujnika lub filmu w płaszczyźnie ogniskowej przez ogniskową obiektywu.”
Co prowadzi do pytania ... Co to jest punkt węzłowy? Odpowiedział także Wikipedia, jako:
„Przednie i tylne punkty węzłowe mają tę właściwość, że promień skierowany na jeden z nich zostanie załamany przez soczewkę w taki sposób, że wydaje się, że pochodzi od drugiego i pod tym samym kątem w stosunku do osi optycznej”.
Dzięki złożonej strukturze, która jest nowoczesnym obiektywem aparatu, tylny punkt węzłowy nie zawsze będzie w tym samym miejscu, więc kwestia dokładności zależy od obiektywu.
Aby rozwinąć punkt węzłowy:
Prosta definicja: znajduje się w centrum równoważnego jednoelementowego obiektywu łąkotki, który ma taką samą długość ogniskowej i otwór jak badany obiektyw złożony.
Najbardziej praktycznym aspektem punktu węzłowego soczewki jest to, że jest to punkt, wokół którego można obracać soczewkę bez wykonywania żadnego ruchu na obrazie. W przypadku prostej soczewki jednoelementowej węzeł znajduje się na środku soczewki; w przypadku złożonego układu optycznego, takiego jak teleskop Schmidta-Cassegraina, węzeł znajduje się daleko przed obiektywem.
Ułożenie testu fizycznego w celu znalezienia punktu węzłowego soczewki jest nieco trudne. Spróbuję to wyjaśnić bez pomocy wizualnych:
Zastanów się nad mocowaniem do statywu. Pionowa oś obrotu głowicy statywu będzie miejscem, w którym zamierzamy umieścić węzeł soczewki. Aby to zrobić, obiektyw musi być zamontowany na płycie, która umożliwia zmianę jego odległości od osi statywu. Ponadto obraz musi być wyświetlany na ekranie niepodłączonym do obiektywu (aby nie można było użyć korpusu aparatu!). Szukamy kombinacji położenia ekranu i ustawienia suwaka, w których głowicę statywu można obracać, a jedynym efektem na obrazie jest winietowanie, gdy oś optyczna obiektywu przesuwa się do / z położenia zgodnego z ekranem.
Podczas robienia zdjęć panoramicznych pojawia się prawdziwa praktyczna implikacja. Aby między obrazami było jak najmniej zniekształceń - a co za tym idzie lepsze zszywanie lub śledzenie - kamera musi zostać obrócona wokół punktu węzłowego. Umieszczenie aparatu kieszonkowego - a nawet fantazyjnej profesjonalnej lustrzanki cyfrowej - bezpośrednio na statywie, przy użyciu punktu mocowania jego korpusu, oznacza, że obracasz się gdzieś pomiędzy punktem węzłowym a płaszczyzną obrazu, chyba że z niektórymi obiektywami szerokokątnymi.
Ogólnie rzecz biorąc, dla pozornego obiektywu Fov 1: 1 (50 mm na pełnoekranowej kamerze lub na kliszy filmowej 35 mm) węzeł znajdzie się gdzieś w pobliżu środka soczewki. W przypadku obiektywu zmiennoogniskowego przy pełnym zbliżeniu prawdopodobnie znajduje się on z przodu, a dla szerokiego kąta znajdzie się gdzieś za środkiem obiektywu. Niezależnie od tego, którego używasz, węzeł będzie znajdować się na podanej ogniskowej przed kamerą kamery.
(był to temat jednego z moich bardziej intensywnych laboratoriów fizyki w tamtych czasach, więc nawet jeśli dostałem A, za to istnieje 45-letnia luka w pamięci od czasu do czasu, ale myślę, że wciąż mam ogólne szczegóły) .