Czy obiektywy są oznaczone prawdziwą ogniskową?

10

Czy prawdziwa ogniskowa obiektywu jest równa liczbom zapisanym na obiektywie?

Na przykład, czy ogniskowa 70 mm lub 200 mm jest naprawdę 70 mm lub 200 mm lub mniejsza? Przykład: 69,5 i 199,7.

Edward
źródło
9
Dlaczego zależy Ci na tym poziomie dokładności?
Philip Kendall,
2
Moim zdaniem wszystko powinno być zrobione w najlepszy możliwy sposób. Chciałbym wiedzieć o tym w pracy AR i VR
Edward
10
Jeśli cię to obchodzi, połóż go na stole optycznym i zmierz. Bardzo się cieszę, że ogniskowa jest dokładna z dokładnością do kilku procent, i cieszę się, że nie płacę za nadużywanie, którego nie potrzebuję.
Philip Kendall,
5
Płaszczyzna ogniskowej obiektywu zmienia się również w zależności od pola. Inżynierowie próbują uśrednić wartości podczas formułowania zestawów soczewek. Nie ma dokładnej ogniskowej dla złożonego sferycznego szkła. Wszystkie liczby, o ile nie zostały skalibrowane, są średnimi tolerancjami procesu produkcyjnego.
Stan
4
Mówisz: „Moim zdaniem wszystko powinno być zrobione w najlepszy możliwy sposób”. Ale w przypadku fotografii bardzo precyzyjna liczba niekoniecznie jest najlepszym możliwym sposobem!
Proszę przeczytać mój profil

Odpowiedzi:

24

Och, jest gorzej. Wiele obiektywów zaprojektowanych do robienia zdjęć wykazuje oddychanie zogniskowane, przy czym kąt widzenia zmienia się w zależności od odległości, na jaką obiektyw może ustawić ostrość. Zwykle nie stanowi to problemu w przypadku fotografii, ale obiektywy zaprojektowane do użytku filmowego (wideo) zwykle starają się zminimalizować oddychanie skupione.

Soczewki, w ich sercu, są masowo produkowanymi urządzeniami optycznymi / mechanicznymi i mają tolerancje produkcyjne. Ustawienia przysłony, minimalne odległości ogniskowania, dokładna długość ogniskowej, a nawet rzeczy takie jak wyrównanie elementów obiektywu i to, jak równoległe będzie mocowanie obiektywu do czujnika, podlegają tolerancjom produkcyjnym i zmienności. Dobrym wglądem w ten świat jest blog firmowy na lensrentals.com, zbierają soczewki i mówią o tym, jak są wykonane i co wyróżnia poszczególne soczewki (między innymi).

Nic nie wiem o AR / VR, ale wyobrażam sobie, że naprawienie rzeczy w oprogramowaniu byłoby najłatwiejszą drogą.

David Rouse
źródło
6
Tolerancje są prawdopodobnie nieznaczne w porównaniu z zaokrągleniem, które nastąpiło między zaprojektowaną ogniskową a opublikowaną wartością.
Edgar Bonet
15

Opublikowana ogniskowa jest w pewnym stopniu zaokrąglana, zwykle do najbliższej 5 lub 10, aw niektórych krótkich przypadkach do najbliższej 1.

Większa precyzja nie byłaby realistyczna, ponieważ zaznaczona ogniskowa ma zastosowanie tylko do ogniskowania w nieskończoności . Ogniskowa (zdefiniowana jako odległość do płaszczyzny obrazu) zmienia się i staje się dłuższa dla każdej ogniskowej mniejszej niż nieskończoność. Zoomowanie oczywiście też to zmienia. W niektórych przypadkach wewnętrzne ogniskowanie zmienia to w nieoczekiwany sposób. Niektóre wewnętrzne ogniskowania w rzeczywistości stają się krótsze z bliska. Przesuwanie elementów wewnętrznych zawsze zmienia rzeczy.

Przy makro 1: 1 (równa odległość za i przed obiektywem) równanie cienkiego obiektywu mówi, że ogniskowa staje się 2x przy 1: 1.

Ale w ten sposób (mierząc rozmiary obiektów i obrazu, przy rzeczywistych ogniskowych odległościach za i przed obiektywem) teoretycznie możliwe jest obliczenie dokładnej długości ogniskowej dla sytuacji, w mało prawdopodobnym przypadku, gdy byłby to cel.

EDYCJA: Słyszymy: „Ogniskowa się nie zmienia”. Naprawdę? Ogniskowa zaznaczona na obiektywach jest punktem ostrości dla obiektu w nieskończoności. Skupienie na innych odległościach nie może zmienić oznaczenia zapisu ogniskowej, ale to tylko nazwa, semantyka. Ten sam obiektyw ustawia ostrość na innych odległościach, co oczywiście zmienia punkt ostrości.

Definicja ogniskowej to punkt, w którym ostrość jest doprowadzana do punktu, który zmienia się w zależności od odległości od obiektu. To jest powód, dla którego musimy się skupić. Gdyby ogniskowa faktycznie się nie zmieniła, nigdy nie musielibyśmy ponownie ustawiać ostrości.

Jeśli zamiast nieskończoności ustawisz ostrość z bliska, ostrość zostanie przeniesiona do nowego punktu i na pewno nastąpi zmiana ogniskowej. Ta zmiana wpływa również na obliczanie liczby f / stop, ale jest to uważane za wystarczająco niewielkie, dopóki powiększenie nie osiągnie 0,1x (w zależności od stopy około 1). Ale bliżej, przy 1x (zwanym 1: 1), ogniskowa podwaja się, powodując wzrost o dwa stopnie oznaczonych liczb f / stop. Większość obiektywów nie skupia się tak blisko, aby uniknąć tego powikłania.

WayneF
źródło
24 mm to 24 mm tylko z ostrością ustawioną na nieskończoność, ale jeśli mam mniejszą odległość nieskończoności, to skąd mam wiedzieć, że 24 mm dłuższy procent?
Edward,
1
@Edward Obiektyw 24 mm skupi równoległe promienie świetlne 24 mm od tylnej płaszczyzny węzłowej (specjalny punkt wewnątrz mocowania obiektywu, którego nie widać). Obiektyw 200 mm skupi równoległe promienie świetlne 200 mm od tylnej płaszczyzny węzłowej. Pozycja obiektywu, gdy to nastąpi, jest oznaczona ∞. Następnie pozostałe odległości są wygrawerowane na soczewce do praktycznego bliskiego limitu, w zależności od formuły soczewki.
Stan
4
Ogniskowa soczewki jest definiowana jako odległość ogniskowa dla nieskończonego obiektu. Nie zmienia się, gdy skupiasz się na czymś bliższym. Odległość od obiektywu do obrazu zwiększa się, gdy obiekt jest bliżej, jak pokazano w równaniu obiektywu 1 / f = 1 / di + 1 / do, gdzie f to długość ogniskowej, di to odległość obrazu, a do to odległość od obiektu , ale ogniskowa się nie zmienia.
Ross Millikan,
1
@Ross, chociaż jest to teoria, w praktyce prawdziwe soczewki są wykonane z wielu różnych elementów soczewek i wykazują pewną koncentrację przy oddychaniu.
Proszę czytać mój profil
1
Edgar To są dwie strony tej samej monety. Albo dwie nogi tego samego trójkąta.
Proszę przeczytać mój profil
5

Jednym słowem nie. Liczby na obiektywie [oprócz numeru seryjnego;)] są przybliżeniem praktycznego zastosowania w fotografii. Poszczególne elementy mogą być kalibrowane z różnym stopniem precyzji do specjalnych celów.

„Obiektyw 24 mm” to oznaczenie obiektywu, którego ogniskowa wynosi mniej więcej 24 mm.

Jest to mniejszy problem niż sprzedaż linii 24,001 mm, 24,329 mm, 23,918 mm, 23,988 mm, 24,199 mm itp.

Który byś wybrał, gdybyś musiał wybrać jeden?

Czy ponownie obliczysz swoje potrzeby dla każdej aplikacji AR-VR? Czy przewidujesz, że Twoja praca wymaga więcej niż jednego urządzenia z tą dokładnością? Inżynierowie zostają zwolnieni za wydawanie większej ilości zasobów firmy na niepotrzebną dokładność i szczegółowość. Właśnie dlatego tolerancja produkcyjna jest tak cenna. Nasze rzeczy są niedrogie i praktyczne.

Stan
źródło
Liczby na obiektywie są przybliżone, zastanawiam się: do jakiej dokładnej liczby odpowiada 24 mm?
Edward,
2
@ Edward Cześć, liczby odnoszą się do TEORII. Odnoszą się do tego, co zamierzał projektant. Różnica wynika z tego, co dzieje się w PRAKTYCE, kiedy faktycznie próbujesz użyć TECHNOLOGII do przybliżenia tego, co przewiduje NAUKA. TO, jak mówisz, jest PROBLEMEM.
Stan
Moje prace obejmują: nikon d750, obiektywy 24–70 mm i obiektyw TAMRON 70–200 mm do pracy AR. Wizja firmy Nikon musi pasować do wizji wirtualnej komory, aby wyświetlać obiekty 3D w prawdziwym świecie. Aby to zrobić, muszę być jak najbardziej dokładny.
Edward,
8
Twoim problemem nie jest absolutna ogniskowa; ale jeden z dopasowanych ogniskowych obiektywów złożonych (zoom), aby uniknąć dezorientacji użytkowników. Złe wieści, będziesz musiał skalibrować swoją konfigurację. Być może trzeba będzie poprawić wynik za pomocą soczewek łąkotki. Skontaktuj się z Edmund Scientific w celu uzyskania pomocy przy kalibracji. Są w Barrington, NJ. USA
Stan
1
@ Edward Skalibruj za pomocą dwóch obiektów o tym samym rozmiarze z przodu i z tyłu komory i baw się odległością od obiektu, aż perspektywa będzie wyglądać dobrze - dostosuj odległość obiektu od komory, aż „dopasuje się”.
Stan
4

Jeśli wykonujesz jakiekolwiek prace związane z widzeniem komputerowym, musisz skalibrować obiektyw, aby uzyskać dokładny wynik. I zdecydowanie zaleciłbym używanie obiektywu o stałej ogniskowej (zamiast obiektywu zmiennoogniskowego), ponieważ prawie niemożliwe będzie przywrócenie tego samego ustawienia zoomu za każdym razem (lub skalibrowanie dla każdego ustawienia zoomu).

Z powiedział, że to jest dobry wstęp do kalibracji kamery - to pokazuje, istnieje wiele czynników, które muszą być zmierzone i skorygowane przed użyciem aparatu do pomiarów. To naprawdę jedyny raz, kiedy musisz bardzo dokładnie poznać odległość ogniskową.

Oczywiście ogniskowa jest tylko jednym z interesujących parametrów podczas widzenia komputerowego: istnieje wiele rodzajów zniekształceń wprowadzanych przez różne konstrukcje obiektywu i naprawdę musisz dobrze znać swoje właściwości obiektywu (znacznie lepsze niż tylko ogniskowa), jeśli zrobią wszystko z precyzją.

Floris
źródło
2

Ogniskowa obiektywu jest pomiarem wykonanym, gdy obiektyw obrazuje obiekt w nieskończoności, symbol ∞. Nieskończoność przekłada się na „jak okiem sięgnąć”. Najlepszym obiektem do wykonania tego pomiaru jest gwiazda. Jeśli jednak obiekt znajduje się w odległości 1000 jardów / metrów, błąd jest mniejszy niż 0,001 cala (0,025 mm). Ten pomiar jest pobierany z punktu zwanego tylnym węzłem. Można by pomyśleć, że punkt ten znajduje się blisko środka tubusu obiektywu. Jego rzeczywiste położenie prawdopodobnie zostanie przesunięte do przodu lub do tyłu pośrodku, ponieważ obiektyw aparatu to złożona grupa soczewek, niektóre o dodatniej mocy (wypukła), a niektóre o ujemnej mocy (wklęsłe). Łagodzenie aberracji soczewek przez siedem lub więcej elementów zajmuje siedem lub więcej.

Prawdziwy teleobiektyw ma tylny węzeł przesunięty do przodu od środka. Ta konstrukcja skraca tubus obiektywu, dzięki czemu aparat i obiektyw będą mniej niewygodne w użyciu i przenoszeniu. Szeroki kąt prawdopodobnie spowoduje przesunięcie tylnego węzła do tyłu, co cofnie obiektyw od filmu lub czujnika. Pomysł polega na zwiększeniu odległości ustawiania ostrości wstecznej, aby umożliwić prześwit dla lustra odblaskowego.

Wartości wygrawerowane na tubusie obiektywu są prawdopodobnie dokładne od 1 do 1 ½%. Gdy skupiasz się na obiektach bliższych niż ∞; ogniskowa wzrasta. Po ustawieniu ostrości na bliską odległość w celu uzyskania naturalnej wielkości (jedność lub 1: 1) obiektyw zostanie ustawiony o jedną pełną długość ogniskowej do przodu. Oznacza to, że soczewka 50 mm pracująca w stosunku 1: 1 działa jak 100 mm, a utrata światła wynosi dwa stopnie przysłony (4x). Prawdziwy obiektyw makro został zaprojektowany do pracy blisko siebie i nie doznaje tak dużej utraty światła.

Wiele do nauczenia się o soczewkach - nazywam to gobbledygook!

Alan Marcus
źródło
Nieskończoność to punkt, w którym promienie świetlne wchodzące na ścieżkę optyczną (soczewkę) są kolimowane (równolegle). Promienie świetlne z gwiazdy są przykładem takich promieni. Można go również symulować za pomocą kolimowanego źródła laserowego na stanowisku optycznym, co jest znacznie wygodniejsze.
Stan
@Stan Stanie na zewnątrz w pogodny wieczór wydaje się bardziej praktyczne niż uzyskanie dostępu do kolimowanego lasera i ławki optycznej.
Ławka optyczna wykorzystuje sztuczną gwiazdę. Będzie to punkt światła umieszczony przed obiektywem. Nieskończoność symuluje się, gdy odległość do punktu światła jest 3000 razy większa od średnicy okrągłego otworu źródła punktowego lub bliżej, gdy soczewki są rozmieszczone w celu uzyskania równoległości wiązki światła.
Alan Marcus,
@benrudgers Nie, jeśli musisz kolimować swój sprzęt, aby robić hologramy w południe. :)
Stan
1
@ Stan --- ty betcha! Ogniskowa będzie mierzyć inaczej dla każdej długości fali.
Alan Marcus
0

Jako przykład nauczyłem się kilka lat temu, że rzeczywista ogniskowa obiektywów Hasselblad V System niekoniecznie odpowiada temu, co jest wyryte na obiektywie. Szczegółowe informacje znajdują się w arkuszach danych Hasselblad Historical .

osullic
źródło
Skoncentrowałeś się na problemie. Zgodnie z twoim przemówieniem 24 mm to nie 24 mm, więc jaka jest liczba?
Edward,
Moje prace obejmują: nikon d750, obiektywy 24–70 mm i obiektyw TAMRON 70–200 mm do pracy AR. Wizja firmy Nikon musi pasować do wizji wirtualnej komory, aby wyświetlać obiekty 3D w prawdziwym świecie. Aby to zrobić, muszę być jak najbardziej dokładny.
Edward,
3
Odsyłacze tylko odpowiedzi są odradzane, proszę dodać kilka przykładów do odpowiedzi.
Carsten S
-1

Po prostu nie jest to tak ważne. Ostatecznym konsumentem będzie ludzkie oko i nikt nie będzie w stanie odróżnić obiektywu 24,001 mm od obiektywu 23,9998 mm

asrhawerh
źródło
3
Twoja odpowiedź sugeruje, że rzeczywista ogniskowa jest zarówno dokładna, jak i precyzyjna. Ale ignorujesz również problem PO, że jego praca w AR i VR może odróżnić i że różnica jest znacznie większa niż 0,004%.
scottbb,