Bir tele dönüştürücü alan derinliğini nasıl etkiler?

Bir tele-konvertörün bir kameradaki filme veya sensöre ulaşan ışık miktarını azaltacağını ve böylece “2x tele-dönüştürücü ile bu 300 mm f / 2.8, 600 mm f / 5.6” olur.

Açıklık fiziksel olarak farklı olmadığı göz önüne alındığında, bunun alan derinliğini (ve bokeh gibi ilişkili etkileri) nasıl etkilediğini merak ediyorum. Alan derinliğinin aynı kaldığı ve görüntünün yalnızca kırpıldığı anlaşılır.

İnsanların, maruz kalma hesaplamaları için uygun olabileceğini söylediği şeylerden biri mi, yoksa üretilen görüntüde bir değişiklik var mı?

TL; DR sürümü: TelsizleĢtiriciler, herhangi bir mesafedeki alan derinliğini etkilemez. Kelimenin tam anlamıyla 300 f / 2.8 lensinizi 600 f / 5.6 lense dönüştürüyorlar. Tele-dönüştürülmüş veya değiştirilmemiş 600 f / 5.6 lensler, 300 f / 2.8 lens ile aynı alan derinliğine sahip olacaktır.

Alan derinliği, diyafram, f-stop ve odak uzaklığı arasındaki ilişki konusunda birçok karışıklık var. Gerçekte, hepsi çok basit:

Alan derinliği, odak mesafesi ve lensin ön elemanının görünür büyüklüğü ile belirlenir.

Tarafından görünen çapı , bir diyafram tarafından bloke edilmez ön elemanın alanının genişliğini anlamına gelir.

Bu görünür çapın ne kadar büyük olduğunu gerçekten görebiliyorsunuz, objektifin önüne çıkarken ve açıklık açık tutulurken.

F-stop, odak uzaklığı ve görünür lens çapı arasındaki ilişki şöyledir:

(Diyafram açıklığı mm cinsinden) = (Odak uzaklığı mm cinsinden) ÷ (f-stop)

Örneğin:

• F / 4.5 olarak ayarlanmış bir 210 mm merceğin görünen çapı 47 mm'dir,
• F / 4.5 olarak ayarlanmış 70 mm'lik bir merceğin görünen çapı 15.5 mm'dir,
• F / 8'e ayarlanmış 70 mm lensin görünen çapı 8.75 mm'dir,
• Ve f / 3.5 değerine ayarlanmış 18 mm'lik bir merceğin görünen çapı, bir 5.1 mm'dir.

Şimdi, alan derinliğine geri dönelim. Alan derinliği, odakta hala "kabul edilebilir" olan odaklanmış mesafenin önündeki ve arkasındaki mesafedir. Kabul edilebilir bulanıklık seviyesi kişiden kişiye farklılık gösterdiğinden, alan derinliğini analiz etmenin daha iyi bir yolu karışıklık çemberinden geçer .

İşte Karışıklık Çevresi hakkındaki Wikipedia sayfasından kullanışlı bir resim:

Karışıklık çemberi, sensördeki tek bir noktadan ışıkla vurulan alandır. Odaklama düzleminin önünde veya arkasındaysanız, karışıklık çemberiniz büyür. Odak düzleminde karışıklık çemberi (ideal olarak, ancak pratikte asla) sıfırdır.

Netleme düzleminden uzaklaştıkça karışıklık çemberiniz ne kadar hızlı büyürse, yalnızca bir şeyin faktörüdür: En geniş yakınsak çizgiler arasındaki açı (görünen lens boyutunuzun kenarı). Şimdi, bu birkaç şey demektir:

• 10 kat daha uzağa odaklanırsanız, karışıklık çemberinizde aynı değişikliği elde etmek için odak düzleminden yaklaşık 10 kat daha uzağa gitmeniz gerekir.
• Aynı mesafeye, aynı boyutta odaklanmış iki lens, karışıklık dairenizde aynı değişime neden olacaktır (ve dolayısıyla aynı alan derinliği).

Bunun tersine, bu aynı zamanda alan derinliği hakkında sıkça yapılan birkaç inançtan da mahrumdur:

• Aynı f-stoptaki iki mercek mutlaka aynı alan derinliğine sahip değildir. Daha uzun olan lens daha kısa bir alan derinliğine sahip olacaktır, çünkü daha belirgin bir boyuta sahiptir. (Üzgünüm, Matt.)
• Telekonvertörler, kırpma ve daha küçük sensörler, belirli bir boyuttaki (f-stop ve odak uzaklığı) alan derinliği üzerinde herhangi bir etkiye sahip değildir.

İki resim çekin: biri 35mm f / 1.8, diğeri 210mm f / 11. Şimdi, 35 mm görüntüyü, diğer görüntü ile aynı görüş alanına sahip olacak şekilde kırpın. Neredeyse tamamen aynı alan derinliğine sahip olacaklar. Hadi bakalım:

Alan derinliği, belirttiğiniz örnekte F / 5.6 lensin derinliğidir.

Evet, açıklık fiziksel olarak değişmedi. Bununla birlikte, açıklığın odak uzaklığına oranı artmıştır.

Bu nedenle, sensöre ulaşan ışık ışınları daha az eğik olacaktır. Bu da alan derinliğinin artmasına neden olur.

Itai'nin neler olup bittiğine dair kısa ve öz açıklamasına hiçbir şey ekleyemiyorum, ancak Reductio ad Absurdum tarafından bir kanıt sunacağım :

Bir tele dönüştürücü kullanmanın odak uzunluğunu uzattığını ve bunun sonucunda daha az ışığa izin verdiğini ancak alan derinliğini etkilemeyeceğini varsayalım . Bir üretici 600 f / 5.6 üretmenin yanı sıra, mevcut bir 300 f / 2.8 tasarıma sahip olabilir ve bazı telekonferans optiklerini de aynı gövdede içerebilir. Daha sonra 600 mm lensin tam olarak aynı pozlamaya sahip davranan iki versiyonunu sunabileceklerdir, ancak biri 600 f / 5.6 DOF'a sahip, biri 600 f / 2.8 DOF'a sahip olacaktır.

Ayrıca, 300 f / 2.8'lik bir teleklörlü 150 f / 1.4 ile değiştirebildiler ve 600'ün 3 versiyonunu farklı DOF et cetera et cetera ile sunabildiler.

Sonunda, sonsuz derecede küçük alan derinliğine sahip bir merceğe ulaşıyorsunuz, ancak yine de açıkça saçma olan 5.6 gibi davranıyorsunuz, bu nedenle orijinal önermenin (DOF'un bir telecoverter tarafından değiştirilmediğini) yanlış olması gerekir.

Alan derinliği, odaklanma mesafesi ve fiziksel açıklık büyüklüğü ile belirlenir (Evan Krall tarafından güzel bir şekilde açıklanmıştır). Bir tele dönüştürücü eklemek, fiziksel açıklık boyutunu değiştirmez; Objektif tarafından önceden yansıtılmış olan görüntüyü büyütüyorsunuz ve odak uzaklığı ve f sayısı orantılı olarak artmaktadır.

Fiziksel açıklık boyutu değişmediğinden, belirli bir odaklanma mesafesi için alan derinliği değişmez.

Bir tele dönüştürücü, merceğin resmini bir büyüteç gibi yayıyor. Çerçeveyi yalnızca kırparak (daha yüksek netleme mesafesine taklit ederek) ve aydınlatma seviyesini daha büyük bir piksel için eşit miktarda ışık kullanarak değiştirir. DoF veya odak mesafesi gibi orijinal çekimden başka hiçbir şeyi değiştirmez.

İstediğiniz ve sormanız gereken iki soruyu cevaplayacağım. Ayrıca çeşitli farklı senaryoları da ele alacağım (kırpma olmadan aynı konu mesafesi, kırpma ile aynı konu mesafesi ve aynı çerçeve).

Bir tele dönüştürücü alan derinliğini nasıl etkiler?

Şuna bir bakalım. Alan derinliği:

DoF = 2 * x_d^2 * N * C / f^2

fOdak uzaklığı nerede , Ckarışıklık çemberi N, açıklık numarası ve x_dkonu uzaklığı. Konu uzaklığı sabit kalırsa ve daha az kırpma nedeniyle Carttırılması gerektiğine karar vermezseniz, odak uzunluğunun iki katına çıkması açıklık sayısını da iki katına çıkarır ancak Csabit kalır. Böylece, alan derinliği tele dönüştürücü tarafından yarıya indirilecektir. (Daha Caz kırpma gerektiğinden dolayı artarsanız, alan derinliği sabit kalır.)

Ancak, bazen eşit çerçeveleme yapmak istersiniz. Ardından, odak uzunluğunun iki katına çıkması, konu mesafesinin iki katına karşılık gelir. Böylece, x_d^2 / f^2sabit kalır ve Csabit kalır. Bununla birlikte, odak uzunluğunun iki katına çıkması iki katına çıkacak Nve böylece alan derinliği eşit çerçeveleme ile iki katına çıkacaktır.

Öyleyse, TL; DR: konu mesafesini değiştirerek (farklı DoF) eşit çerçevelemeyi korumanıza, kırptığınız (aynı DoF) veya sadece daha uzun bir odak uzaklığı kabul edip etmediğinize bağlı olarak farklı bir resim (farklı DoF, ancak diğer yön).

Ayrıca şunu da istemeliydin:

Bir tele dönüştürücü arka plan bulanıklığını nasıl etkiler?

Bu daha kolay. Arka plan bulanıklığı disk boyutu (sonsuzda arka plan olduğu varsayılarak):

b = f * m_s / N = (f/N) * m_s

Açıklık açıklığı, f/Nbir telekonverter tarafından tutulur. m_sözne büyütme, yani sensördeki özne büyüklüğü gerçek büyüklüğüne bölünür. Eşit çerçevelemeyi sürdürürseniz, m_ssabit kalır ve böylece eşit çerçevelemeyle, arka plan bulanıklığı disk boyutu sabittir.

Ancak, eşit çerçeveleme yapmazsanız, 2x tele dönüştürücü iki katına çıkar m_s. Böylece, daha fazla arka plan bulanıklığı elde edersiniz.

Ancak, konunun mesafesini aynı tutarsanız ve orijinal görüntüyü 2x kadar kırptıysanız ve telekonvertör nedeniyle artık kırpma yapmanıza gerek olmadığına karar verirseniz, telekonverter m_starafından artık iki katına çıkarılır ancak daha az kırpma nedeniyle genişlik / yükseklik / gerçekte kullanılan sensör parçasının köşegenleri de ikiye katlanır, bu nedenle gerçekte kullanılan sensör parçasının köşegen yüzdesi aynı kaldığından, bulanıklaştırma diski boyutu bulanıklaşır.

Öyleyse, TL; DR: yine, konu mesafesini değiştirerek (aynı bulanıklık) eşit kırpma yapıp yapmadığınızı, kırpma yapıp yapmadığınızı (aynı bulanıklık) veya sadece daha uzun bir odak uzaklığı kabul edip etmemenize (farklı bulanıklık) karar vermenize bağlı.

Kabul edilen cevap çok kesindir. Aynı zamanda yanlış. İlk önce burada neyin doğru olduğunu söyleyelim:

TL; DR sürümü: TelsizleĢtiriciler, herhangi bir mesafedeki alan derinliğini etkilemez.

Yanlış.

Kelimenin tam anlamıyla 300 f / 2.8 lensinizi 600 f / 5.6 lense dönüştürüyorlar.

Doğru.

Tele-dönüştürülmüş veya değiştirilmemiş 600 f / 5.6 lensler, 300 f / 2.8 lens ile aynı alan derinliğine sahip olacaktır.

Yanlış.

Alan derinliği, odak mesafesi ve lensin ön elemanının görünür büyüklüğü ile belirlenir.

Kısmen doğru, kısmen yanlış. Sahnenin geometrisi ve alan derinliği ile ilişkisi, merceğin giriş göz bebeğinin görünür büyüklüğüyle belirlenir. Giriş öğrencisi, ön lense bakarken görülen açıklığın görünen boyutudur.

Odak uzaklığı açıklık sayısına bölünerek çapı belirlenebilir.

Ve burada kabul edilen cevapta temel hataya varıyoruz: Cevap, sahne geometrisinin alan derinliği için tek faktör olduğunu varsayar. Değil. Alan derinliği, keskinliği algılayabileceğiniz mesafe ve netlik ise "karışıklık çemberi" kriterleri ile tanımlanır. Aynı yansıtma ortamını (aynı film veya aynı sensör) kullanırsanız ve sonuçlara, ortamın çözünürlüğünün karışıklık çemberini tanımladığı bir ölçekte bakarsanız, sahne gösteriminin büyütülmesi, elde edilen alan derinliği ile çok ilgilidir.

Aynı objektifi 40MP tam kare sensörde aynı ayarlarla kullanırsanız, alan derinliği (objektifin piksel düzeyinde netlik ürettiği varsayılarak), 10MP tam kare sensörde aldığınızın yarısı kadar olacak 10MP ürün faktörü 2 sensörüne ne bulacağınız. Pikselleşmeyi yok sayarak kısmi görüntüler ayırt edilemez.

Benzer bir damardaki flanş içi telekonverter görüntü geometrisini korur: pixelasyonu göz ardı ettiğiniz sürece ürünler ayırt edilemez. Bununla birlikte, karışıklık çemberini tanımlayan pikselleşmedir, yani 2x'lik bir tele dönüştürücüde, genellikle alan derinliğinin yarısını alırsınız, çünkü karışma çemberinin ana katkısı olan piksel artık orijinalin üzerinde daha ince bir ızgarayı kaplar faliyet alani, sahne.

Alan derinliğinin aksine, arka plan bulanıklığını piksel boyutuna göre ölçmek mantıklı görünmemektedir, çünkü ölçeği daha fazla özne özelliklerinin ölçeği veya kare boyutu ile ilişkilidir. Konu özellikleriyle olan ilişki, telekonverter tarafından çerçeveyle ilişkili olarak değişmez, kapsamı iki katına çıkar, bu da bitmiş görüntüyle ilgili bulanıklığın genişlemesi anlamına gelir.

Kısacası: işler karmaşık ve sezgiselden daha az, ancak telekonverteri denkleme eklemeden çok önce varlar. Bu karmaşıklık nedeniyle, sormak istediğiniz değerleri çok dikkatli bir şekilde belirtmeniz gerekir; çünkü bunlar genellikle eşzamanlı olarak birbirinin yerine kullanılır.

Kafanız karıştı:

Açıklık fiziksel olarak farklı olmadığı göz önüne alındığında, bunun alan derinliğini (ve bokeh gibi ilişkili etkileri) nasıl etkilediğini merak ediyorum. Alan derinliğinin aynı kaldığı ve görüntünün yalnızca kırpıldığı anlaşılır.

Bir görüntünün kırpılması, yalnızca bir baskı üzerinde fiziksel olarak yapıldığında aynı alan derinliğini koruyarak, orijinal kağıtla aynı şekilde görüntülenen daha küçük bir kağıt parçasına neden olur. Ayrıntıları daha iyi görebilmek için herhangi bir büyütme kullandığınız anda, alan derinliği (keskinliğin yayılma diski ile tanımlanır) inceleme altında farkedilir hale gelir. Bunun tek istisnası, film taneciği veya piksel boyutu gibi zaten görülebilen mutlak bir sınırlayıcı faktör olduğu zamandır.

Flanş tarafındaki bir tele dönüştürücü, giriş göz bebeğinin boyutunu değiştirmez ve bu nedenle aynı sahnede çalışır, ancak sensöre dağıtılmış daha küçük bir ürünle çalışır. Bu, piksel başına daha az ışık verir (bu nedenle açıklık sayısını iki katına çıkarır) ancak daha fazla sensör pikselinden dolayı "karışıklık çemberi" boyutunun yarısı ve dolayısıyla alan derinliğinin yarısı kadardır. Lensin optik kalitesi zaten sınırında değilse ve ek pikseller herhangi bir ek bilgi sağlayamıyor.

Filtre tarafı tele dönüştürücü, giriş öğrencisinin boyutunu yükselttiği ve dolayısıyla genellikle aynı açıklık sayısını koruduğu için farklı bir anlaşmadır. Alan derinliği sonra küçülüyor Yani hem aynı sensör üzerinde yanı sıra olay yerine bakarak daha büyük giriş gözbebeğinin tarafından çözüldü düşük üretimi ile.