Чи позначені лінзи справжньою фокусною відстанню?


10

Чи справжня фокусна відстань лінзи дорівнює числу, записаному на лінзі?

Наприклад, чи дійсно фокусна відстань 70 мм або 200 мм дійсно 70 мм або 200 мм або менше? Приклад: 69,5 та 199,7.


9
Чому ви ставитеся до такого рівня точності?
Філіп Кендалл

2
На мою думку, все слід робити найкращим чином. Я хотів би знати це для роботи в галузі AR та VR
Едвард

10
Якщо вам байдуже, дістаньте його на оптичну лавку і виміряйте. Я абсолютно радий, що фокусна відстань точно в межах декількох відсотків, і щаслива, що я не плачу за переобладнання, яке мені не потрібно.
Філіп Кендалл

5
Фокусна площина лінзи також змінюється в залежності від її поля. Інженери намагаються провести середнє значення, коли формулюють набори лінз. Немає точної фокусної відстані для складної сферичної лінзи зі скла. Усі цифри, якщо не відкалібровані, є середніми відхиленнями технологічного процесу.
Стен

4
Ви говорите: "На мою думку, все слід робити найкращим чином". Але для фотографії надточне число зовсім не обов'язково є найкращим можливим способом!
Прочитайте, будь ласка, мій профіль

Відповіді:


24

Ой, гірше за це. Багато об’єктивів, призначених для фотозйомки, демонструють фокусне дихання, де кут огляду змінюється в межах діапазону відстаней, на який може фокусуватися об'єктив. Зазвичай це не проблема для фотозйомки, але об'єктиви, розроблені для використання кіно (відео), зазвичай намагаються мінімізувати фокусне дихання.

В основі їх лінз - це оптичні / механічні пристрої масового випуску та мають допуски до виготовлення. Налаштування діафрагми, мінімальні відстані фокусування, точна фокусна відстань, навіть такі речі, як вирівнювання елементів лінзи та те, як буде паралельне кріплення об'єктива до датчика, підлягають виробничому допуску та змінності. Хороший погляд на цей світ - це блог компанії на сайті Lenrentals.com, вони зривають лінзи та розповідають про те, як вони виготовлені та що робить окремі лінзи різними (серед іншого).

Я нічого не знаю про AR / VR, але я думаю, що виправити речі в програмному забезпеченні було б найпростішим шляхом.


6
Допуски, ймовірно, незначні в порівнянні з округленням, яке відбулося між розрахованою фокусною відстанню та опублікованою величиною.
Едгар Бонет

15

Опублікована фокусна відстань в деякій мірі округлена, як правило, до найближчих 5 або 10, або в деяких коротких випадках, до найближчої 1.

Більш точна не була б реальною, оскільки позначена фокусна відстань застосовна лише для фокусування в нескінченності . Фокусна відстань (визначається як відстань до площини зображення) змінюється і стає довшою для будь-якої зосередженої відстані, меншої ніж нескінченність. Масштабування звичайно теж змінює це. У деяких випадках внутрішнє фокусування змінює його несподівано. Деякі масштаби внутрішнього фокусування фактично коротше зосереджуються впритул. Зсув внутрішніх елементів навколо завжди змінює речі.

У макросі 1: 1 (однакова відстань позаду і перед лінзою) рівняння тонкого об'єктива говорить, що фокусна відстань стає 2х при 1: 1.

Але таким чином (вимірюючи розміри предметів і зображень, на фактичних орієнтованих відстанях позаду та перед об'єктивом), теоретично можливо розрахувати точну фокусну відстань для ситуації, мабуть, що це послужило б будь-якій меті.

EDIT: Ми чуємо: "Фокусна відстань не змінюється". Дійсно? Фокусна відстань, відмічена на лінзах, є точкою фокусування для об'єкта в нескінченності. Фокус на інших відстанях не може змінити позначену фокусну відстань, але це лише назва, семантика. Цей же об'єктив фокусується на інших відстанях, що, звичайно, обов'язково змінює точку фокусування.

Визначення фокусної відстані - це точка, в якій фокус доводиться до точки, яка змінюється залежно від предметної відстані. Це причина, на яку ми мусимо зосередитись. Якби фокусна відстань насправді ніколи не змінювалася, нам ніколи не доведеться переорієнтовуватися.

Якщо замість нескінченності, якщо ви замість цього фокусуєтеся впритул, фокус буде приведений до нової точки, і фокусна відстань неодмінно відбудеться. Ця зміна також впливає на обчислення числа f / stop, але воно вважається досить незначним, поки збільшення не досягне 0,1x (можливо, фут або близько того, залежно). Але ближче, на 1х (називається 1: 1) фокусна відстань подвоюється, викликаючи збільшення двох зупинок у позначених числах f / stop. Більшість лінз не фокусуються так близько, щоб уникнути цього ускладнення.


Отже, 24 мм - це 24 мм лише з фокусом на нескінченність, але якщо у мене менша відстань нескінченності, як я можу знати, на 24 мм більший відсоток?
Едвард

1
@Edward 24-мм об'єктив фокусуватиме паралельні промені світла на відстані 24 мм від його задньої вузлової площини (особливу точку всередині кріплення об'єктива, яку ви не бачите.) 200-мм об'єктив фокусуватиме паралельні промені світла на відстані 200 мм від задньої вузлової площини. Положення об'єктива, коли це відбувається, позначається ∞. Потім решта відстаней вигравіруються на лінзі до практично близької межі залежно від формули лінзи.
Стен

4
Фокусна відстань лінзи визначається як фокусна відстань для нескінченного об'єкта. Це не змінюється, коли ви зосереджуєтесь на чомусь ближчому. Відстань від об'єктива до зображення збільшується, коли об'єкт ближче, як показано в рівнянні об'єктива 1 / f = 1 / di + 1 / do, де f - фокусна відстань, di - відстань зображення, а do - відстань до об'єкта , але фокусна відстань не змінюється.
Ross Millikan

1
@Ross, хоча це теорія, на практиці реальні лінзи виготовляються з безлічі різних лінзових елементів і демонструють деяку кількість фокусного дихання.
Прочитайте, будь ласка, мій профіль

1
Едгар Це дві сторони однієї і тієї ж монети. Або дві ніжки того ж трикутника, як би.
Прочитайте, будь ласка, мій профіль

5

Одним словом, ні. Цифри на об'єктиві [крім серійного номера;)] є наближенням для практичного використання для фотозйомки. Окремі шматки можуть бути відкалібровані з різною мірою точністю для спеціалізованих цілей.

"24-мм об'єктив" - це позначення для лінзи, яка має фокусну відстань на 24 мм більше або менше.

Це менше проблем, ніж маркетинг лінії 24,001мм, 24,329мм, 23,918мм, 23,988мм, 24,199мм тощо.

Який би ви вибрали, якби вам довелося вибрати його?

Чи хотіли б ви перерахувати свою потребу в кожному з додатків AR-VR? Чи передбачаєте ви, що ваша робота передбачає більш ніж один пристрій з такою точністю? Інженерів звільняють за те, що витрачають більше ресурсів компанії, переслідуючи непотрібну точність та деталізацію. Ось чому виробнича толерантність така цінна. Наш матеріал доступний і практичний.


Цифри на лінзі приблизні, я постійно цікавлюсь: на яке саме число відповідає 24 мм?
Едвард

2
@Edward Привіт, цифри відносяться до ТЕОРІЇ. Вони посилаються на те, що задумав дизайнер. Різниця пов’язана з тим, що відбувається в ПРАКТИЦІ, коли ви насправді намагаєтесь використовувати ТЕХНОЛОГІЮ, щоб наблизити те, що прогнозує НАУКА. ЦЕ, як ви кажете, ПРОБЛЕМА.
Стен

Моя робота передбачає: nikon d750, лінзи 24-70 мм та об'єктив TAMRON 70-200 мм для роботи AR. Бачення Nikon повинно відповідати баченню віртуальної камери для відображення 3d-об'єктів у реальному світі. Для цього я повинен бути максимально точним.
Едвард

8
Ваша проблема - не абсолютна фокусна відстань; але один із відповідних фокусних відстаней складених (масштабуючих) лінз, щоб уникнути дезорієнтації користувачів. Погані новини, вам доведеться калібрувати налаштування. Можливо, вам доведеться навіть виправити результат лінзами меніска. Зверніться до Edmund Scientific за допомогою щодо калібрування. Вони в Баррінгтоні, штат Нью-Джерсі. США
Стен

1
@Edward Калібруйте, використовуючи два об'єкти однакового розміру в передній і задній частині камери і грайте з об'єктною відстані, поки перспектива не виглядає нормально - налаштовуйте відстань об'єкта до камери, поки вона не «підходить».
Стен

4

Якщо ви робите будь-які роботи з комп’ютерним зором, вам потрібно відкалібрувати об'єктив, щоб отримати точний результат. І я настійно рекомендую використовувати лінзу з фіксованим фокусом (а не зум-лінзою), тому що повертатися до однієї і тієї ж настройки масштабування майже неможливо кожен раз (або відкалібрувати для кожного параметра збільшення).

Зважаючи на це, це хороше введення в калібрування камери - це показує, що існує багато факторів, які потрібно виміряти та виправити, перш ніж використовувати камеру для вимірювань. І це дійсно єдиний час, коли вам потрібно дуже точно знати фокусну відстань.

Звичайно, фокусне відстань - це лише один із важливих параметрів, коли ви робите комп’ютерний зір: існує багато видів спотворень, що вводяться різними конструкціями лінз, і вам справді потрібно добре знати свої властивості лінз (набагато краще, ніж просто фокусна відстань), якщо ви збираєтеся робити щось з точністю.


2

Фокусна відстань лінзи - це вимірювання, яке проводиться, коли лінза зображує об'єкт у нескінченності, символ ∞. Нескінченність означає «наскільки може бачити око». Найкращий об’єкт, який використовується для здійснення цього вимірювання, - це зірка. Однак якщо об’єкт знаходиться на відстані 1000 ярдів / метрів, похибка менше 0,001 дюйма (0,025 мм). Це вимірювання береться з точки, званої заднього вузла. Можна подумати, що ця точка знаходиться близько до середини ствола об'єктива. Його фактичне розташування, ймовірно, переміщується вперед або назад від середньої точки через те, що об'єктив камери є складною групою об'єктивів, деякі з позитивною потужністю (опуклі) та інші з негативною потужністю (увігнуті). Потрібно сім елементів або більше, щоб пом'якшити аберації об'єктива, які чумі.

Справжній телефото має задній вузол, зміщений вперед від центру. Цей дизайн скорочує ствол об'єктива, тому камера та об'єктив будуть менш незручними у використанні та носінні. Ширококутний, швидше за все, задній вузол зміститься назад, це відхиляє об'єктив від плівки або датчика. Ідея полягає в тому, щоб збільшити відстань фокусування назад, щоб забезпечити зазор для дзеркального відображення.

Значення, вигравіровані на бочці об'єктива, ймовірно, точні до 1 ½%. Коли ви зосереджуєтесь на об’єктах, ближчих за ∞; фокусна відстань збільшується. При близькому фокусуванні для досягнення життєвого розміру (єдність або 1: 1) об'єктив буде розташований на повну фокусну відстань вперед. Це означає, що 50-міліметрова лінза, яка працює в режимі 1: 1, працює як 100 мм, втрата світла - це два ф-стопи (4X). Справжній макрооб'єктив призначений для роботи в тісному стані і не зазнає такої втрати світла.

Багато дізнатися про лінзи - я називаю цей матеріал gobbledygook!


Нескінченність - це точка, в якій світлові промені, що входять в оптичний шлях (лінзу), колилімуються (паралельно). Світлові промені від зірки є прикладом таких променів. Це також може бути змодельовано коліматованим джерелом лазера на оптичній лаві, що набагато зручніше.
Стен

@ Стан Стояти надворі в ясну ніч здається більш загальним, ніж отримати доступ до коліматованого лазера та оптичної лавки.

В оптичній лаві використовується штучна зірка. Це буде точка світла, розташована попереду об'єктива. Нескінченність моделюється, коли відстань до точки світла в 3000 разів перевищує діаметр кругової апертури точкового джерела або ближче при розгортанні лінз для отримання паралелізму світлового променя.
Алан Маркус

@benrudgers Не потрібно, якщо вам належить збільшити обладнання для виготовлення голограм опівдні. :)
Стан

1
@ Стен --- ти бетча! Фокусна відстань буде вимірюватися по-різному для кожної довжини хвилі.
Алан Маркус

0

Як один із прикладів, я дізнався кілька років тому, що фактична фокусна відстань лінз Hasselblad V System не обов'язково відповідає тому, що травиться на лінзу. Ознайомтеся з таблицями даних Hasselblad Historical для деталей.


Ви зосередилися на проблемі. За вашою промовою, 24 мм - це не 24 мм, то яка цифра?
Едвард

Моя робота передбачає: nikon d750, лінзи 24-70 мм та об'єктив TAMRON 70-200 мм для роботи AR. Бачення Nikon повинно відповідати баченню віртуальної камери для відображення 3d-об'єктів у реальному світі. Для цього я повинен бути максимально точним.
Едвард

3
Відповіді лише на посилання не перешкоджають. Додайте кілька прикладів відповіді.
Carsten S

-1

Це просто не важливо для цієї міри точності. Кінцевим споживачем стане людське око, і ніхто не зможе визначити різницю між об'єктивом 24,001 мм і тим, який становить 23,9998 мм.


3
Ваша відповідь передбачає, що фактична фокусна відстань є одночасно точною та точною. Але ви також ігноруєте питання ОП, що його робота з AR & VR може визначити різницю і що різниця набагато більша, ніж 0,004%.
scottbb
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.