Czy jest fizycznie możliwe zbudowanie dużego zoomu (na przykład 17-300 mm) przy wartości przysłony około 1,4 lub 1,2?

27

Jestem ciekawy, czy fizyka pozwala firmie zbudować taki obiektyw, oczywiście z dobrym IQ, minimalną aberracją kolorów, maksymalną ostrością i niewielkim winietowaniem obiektywu lub miękkością krawędzi

dassouki
źródło

Odpowiedzi:

37

Teoretycznie można zrobić wszystko. Wystarczy tylko więcej szkła - i odpowiednio, rozmiar, waga i koszt. Obiektyw 300 mm f / 1.2 wymagałby pozornej apertury 250 mm - która ma prawie 10 cali średnicy. Dla dodatkowej komplikacji musi on wyświetlać koło obrazu, które mieści się w uchwycie obiektywu, które ma prawdopodobnie około 2 cali. Więc to jest wyzwanie, wymagające jeszcze więcej szkła. A wszystko to będzie powodować więcej światła strat i wszelkie inne wady więcej przejść między elementami obiektywu. To bardzo szybko by się kosztowało , a to nawet nie martwi się o uniknięcie innych kompromisów.

Ale dobrze, kontynuujmy. Canon faktycznie produkuje (lub wykonał) specjalne zamówienie obiektywu 1200 mm f / 5.6 . To faktycznie działa na tę samą średnicę apertury co 300 mm f / 1.4, więc rozważmy niektóre specyfikacje tego obiektywu jako ballpark dla tego, na co patrzymy z twoim teoretycznym obiektywem:

  • Rozmiar: 9 "x 33"
  • Waga: 36 funtów
  • Cena: 120 000 USD

Ponieważ nie dążymy do tak dużej ogniskowej, nie musiałaby być aż tak duża, ale niekoniecznie oszczędzasz. Powiedzmy, że połowa wielkości i wagi - ale oszczędności w cenie będą mniejsze.

A ten obiektyw nie jest bezbłędny pod względem jakości obrazu. Ma znaczące winietowanie i nie jest ostry, szeroko otwarty. Jeśli chcesz to naprawić, rozważ podwojenie rozmiaru i wagi oraz zwiększenie kosztów o rząd wielkości.

I na koniec, wszystko to bez uwzględnienia komplikacji zoomu. Wydaje mi się, że w tym celu podwoilibyśmy rozmiar i wagę i podnieśliśmy cenę o kolejny rząd wielkości. Jeśli naprawdę chcesz mieć szeroki kąt 17 mm, to prawdopodobnie będzie to jeszcze więcej dla wszystkich tych czynników.

Tak więc, jeśli masz dodatkowe 12 000 000 $, możesz pomyśleć o tym. Prawdopodobnie zechcesz również wziąć pod uwagę zespół tragarzy, który zabierze go ze sobą, gdy wychodzisz. W przeciwnym razie możesz zamiast tego wydać około 10 000 USD na aparat 300 mm f / 2.8 plus aparat o doskonałej wydajności ISO i inne obiektywy, które pokrywają resztę zakresu i są zadowolone.

mattdm
źródło
8
Pobiłeś mnie odpowiedzią @mattdm. Miałem zamiar wskazać na tuczoną Sigmę 200-500 / 2.8 jako podstawę do porównania (17-300 może być krótszy niż 1200), a następnie wskazać, że akwarium wymagało, aby źrenica wejściowa była widoczna na całym polu widzenia na końcu 17 mm prawdopodobnie przyćmiewa teoretyczny minimalny przedni element o średnicy 300 mm. Ale oprócz wielu milionów dolarów metce i masą 20+ kg, byłoby wielkim walkin' wokół obiektywu ...
1
Kolejny punkt odniesienia: przemysł nadawczy ma kilka interesujących obiektywów, takich jak 9,3-930 mm f / 1.7-4.7 , f / 1.7 aż do 300 mm. 27 kg (60 funtów) i 220 000 USD. Niestety, koło obrazu pokrywa tylko połowę czujnika Mikro Cztery Trzecie.
jg-faustus
link user2719 jest martwy, więc w celu utrzymania aktualności uważam, że odnosi się on do Sigmy 200-500 / 2.8 APO EX DG , która jest ich aktualną ofertą i lokalizacją.
FreeMan
14

Twoje pytanie podnosi interesującą kwestię, ponieważ istnieje kilka obiektywów, których naprawdę nie możesz zrobić, na przykład nigdy nie będziesz miał 50 f / 0.2, ponieważ fizyka po prostu na to nie pozwala.

Jednak 300 f / 1.2 jest jedynie problemem inżynieryjnym (zbudowanie lufy do trzymania i przesuwania wymaganych elementów gigantycznego obiektywu), po tym jak obiektyw 300 f / 2.0 został wyprodukowany i sprzedany komercyjnie przez firmę Nikon, istniały inne ekstremalnie szybkie teleobiektywy, na przykład Zeiss wykonał na zamówienie obiektyw średnioformatowy 1700 mm f / 4.0 dla prywatnego klienta, który przewyższa Canona 1200 f / 5.6L.

Zoom bardzo komplikuje rzeczy, ponieważ teleobiektywy są dość prostymi konstrukcjami, ale aby dostać się do 17 mm, konieczne jest wykonanie retrofokalne .

Prawie na pewno nie chciałbyś mieć jednego z tych obiektywów, z wyjątkiem pokazania, ponieważ wydajność nie byłaby świetna, a waga byłaby ogromna. Oto makieta tego, jak by to wyglądało (wykonane przez połączenie rybiego oka Nikon 6 mm f / 2.8 z przodu Nikona 300 mm f / 2.0):

Matt Grum
źródło
Część mnie chce teraz tylko z powodu tej makiety. Czy mogę dostać jeden na montaż EF? :-D
Hueco
4

Nie jestem przekonany, że można zrobić coś tak szerokiego zoomu, z szybką przysłoną i wysokiej jakości. mattdm ma wiele dobrych punktów i ma solidną analizę, ale zauważam jedną rzecz, która sprawia, że ​​zastanawiam się, czy jest to możliwe: szerokokątne i średnie powiększenia f2,8 (od dowolnego producenta) stale się poprawiają z każdą generacją. Na przykład Nikon przeszedł z 35-70 na 28-70 na 24-70. Dlaczego początkowo nie stworzyli 24-70 2.8? Z pewnością byłby na nie duży popyt w latach 80. i 90 .; Nie mogę sobie wyobrazić żadnego powodu, dla którego byłoby tak niestosowne mieć taki zasięg w tym czasie - myślę, że byłby to wtedy popularny obiektyw, tak jak jest teraz. Podobnie, szerokie kąty ewoluowały od 20-35 do 17-35 do 14-24; zauważ także, że zoom szerokokątny nie zadziałał

Formuła optyczna 24-70 jest bardziej złożona niż 35-70, ale matematyka w tworzeniu formuł optycznych nie zmieniła się przez lata. Innymi słowy, 24-70 mógł zostać zaprojektowany w latach 90. Szkło ED firmy Nikon ma coraz większe zastosowanie, a inne udoskonalenia, takie jak powłoka Nano, dodatkowo poprawiają jakość obrazu. Więc moje przypuszczenie, że z technologią latach 90., o 24-70 f2.8 nie mógł zostać stworzony z wymaganym poziomem jakości (czy problem będzie się zniekształcenia, kolor, ostrość, etc, lub dowolnej kombinacji).

Bez wątpienia 17-300 f1.4 byłby gigantycznym, ciężkim obiektywem o bardzo złożonej formule optycznej i różnorodnych elementach poruszających się, aby wszystko skupiało się i powiększało. Tak, można go zbudować. Ale jaka byłaby jakość? W oparciu o ewolucję zoomu szerokokątnego i średniego podejrzewam, że dziś nie da się tego zrobić.

Dan Wolfgang
źródło
2
W przeszłości brakowało skutecznego sposobu zarządzania złożonością ruchu. Zauważ, że 200-500 mm, do którego podłączałem, ma własny akumulator i kilka serwomechanizmów zamiast czysto mechanicznego połączenia. Podobnie, zamiana elementów / grup w razie potrzeby nie jest już poza zasięgiem możliwości (podobnie do sposobu działania telekonwertera Canon 200-400L, ale kontrolowanego procesorem / serwomechanizmem). Optyka nie jest już wyłącznie optyką, a poza tym jesteśmy niewolnikami baterii, więc czemu nie?
1
Tak, chyba rewolwerowy obiektyw mógłby działać. Obracaj, aż odpowiedni zestaw elementów zostanie zablokowany w beczce. To z pewnością może znacznie uprościć wszystko.
Dan Wolfgang,