Superzoom lensler neden küçük fakat dev telefoto lensler çok büyük?

Bu hafta, çok uzaktaki şeyleri büyütebilecek iki farklı kamera lensi hakkında iki haber okudum.

Birincisi, 600 $ 'a mal olan bir bas-çek kamera olan Nikon Coolpix P900 , 83x optik süper zom lense ("tam kare kamerada 2.000 mm lensle aynı görüş alanına sahip") sahip ve ayın kraterlerini görüyorsun.

İkincisi, 36 kilo ağırlığında, 180.000 dolara mal olan ve yarım mil uzaklıktaki insanların portrelerini alabilen Canon EV 1200mm f / 5.6 L USM lens .

Fotoğrafçı olmayan bir kişi, "Neden bir el kameralı fiyata 1 / 300. fiyat için fotoğraf çekebildiğinizde neden hayat kurtarıcılarını bir merceğin devasa bir teleskopuna harcayasınız ki?"

Temelde fotoğrafçı değilim ve bu soruyu sormak istiyorum. Büyük olan, küçük olanın sağlamadığı size ne verir? Lenslerdeki küçük değişikliklerin boyut ve fiyatta büyük bir fark yaratabileceğini anlıyorum, ancak bu tamamen farklı bir ölçekte görünüyor.

Küçük olanın bu kadar küçük olmasını ve büyük olanın bu kadar büyük olmasını sağlayan merceklerin optiklerinde neler oluyor?

Lensleri farklı kılan şeyler için temel bir sezgi elde etmeye çalışıyorum ve bu elmaların ve karpuzların nasıl karşılaştırılacağını bilmek için lenslerin nasıl çalıştığı hakkında yeterince anlamadığımı fark ediyorum.

Alıntı yaptığınız 1200 mm lens, bir genel pazar lensi değil, sipariş üzerine üretildiği için bir sapmadır - bkz. Bazı büyük telefoto lensler teleskoplara kıyasla neden bu kadar pahalı? ve Neden bazı lensler bu kadar pahalı? . Ancak genel kural doğrudur: DSLR'ler ve çoğu aynasız kameralar için lensler, superzoom kameralardakilere kıyasla devasadır. Bunun üç genel nedeni vardır:

1. Bu süperzoom kameralardaki sensör küçüktür - genellikle 1 / 2.3 "sınıfı, bu da" küçük resim boyutu "anlamına gelir. Buna karşılık, yüksek kaliteli DSLR'deki sensörler genellikle geleneksel 35mm film ve orta menzilli olanlardır. ve daha düşük DSLR'leri ve aynasız kameraları temelde o ballparkta ve süper zomdan çok daha büyüktür.Bu, lensin çok daha küçük bir daire yansıtması gerektiği ve daha küçük olabileceği anlamına gelir.
2. Her zaman değil, ancak çoğu zaman, bu büyük, ağır lensler daha hızlı maksimum diyaframlara sahiptir. Bu daha büyük bir ön eleman gerektirir (en azından!) - yani daha fazla cam, daha fazla masraf, daha fazla ağırlık demektir. Daha hızlı (daha geniş maksimum diyafram açıklığına sahip) bir objektife sahip bir superzoom kamera tasarlamak mümkün olabilir, ancak bunu yapmak objektifi daha büyük hale getirir (ve muhtemelen böyle devasa bir zum aralığıyla yapılması zorlaşır). Bu, tasarım hedefine aykırıdır ve bu yüzden genellikle görmezsiniz. Başka bir deyişle, totoloji bir çeşit: SUPERZOOM kameralar yüksek zoom aralığına sahip küçük lensler var onlar çünkü .
3. Yine her zaman değil, aynı zamanda: SLR lenslerden daha fazlası beklenir, bu nedenle daha yüksek beklentileri karşılamak için tasarlanmıştır. Tüm lens tasarımı birçok farklı varyasyonda uzlaşma, boyut, ağırlık, maliyet veya görüntü kalitesidir - bkz. Hangi görüntü kalitesi özellikleri bir lensi iyi veya kötü yapar? . Çoğu superzoom tasarımı buna öncelik verir ve insanların sonuçlarla birlikte yaşamasına izin verir (o pazarda daha az seçici alıcılar varsayarak) veya otomatik olarak kapsamlı yazılım düzeltmesi uygular.

Bu inanılmaz zum aralığı oldukça havalı ve maksimum odak uzaklığı eşdeğeri inanılmaz görünüyor. Ama bedelini ödüyorsun. Küçük sensör doğal olarak daha az ışık toplar, çünkü daha azı vardır. Bu daha fazla gürültü anlamına gelir ve fiziği aldatmanın bir yolu yoktur. Aslında, merkezi bu büyük lenslerden biriyle bir DSLR görüntüsünden kırpabilir ve çözünürlük nominal olarak daha düşük olsa bile (çok yüksek bir DSLR'ye sahip değilseniz) muhtemelen kabaca eşdeğer bir sonuç elde edebilirsiniz. Bunun nedeni pratik bir bakış açısından zumun kırpmadan neredeyse ayırt edilemez olmasıdır .

Örnek olarak, Kyla Duhamel'in arka bahçesinden aldığı ve CC-BY lisansı altında tüketici düzeyinde bir DSLR için tüketici düzeyinde bir yakınlaştırma kullanarak Flickr'a gönderilen bir görüntüden bir ürün burada . çerçeve, ancak gerçek detayın bağladığınız videodaki kabaca karşılaştırılabilir olduğunu düşünüyorum .

Bize bir mercek birçok kullanıcısının O da (terminoloji Dehşet bazen kafa karıştırıcı!) Bir "SUPERZOOM" dediğimiz Canon 18-200mm f / 3.5-5.6. Bu lens yaklaşık 1,3 pound ağırlığında ve 4 inç uzunluğunda - Canon'un pro sınıfı 70-200mm f / 2,8 (her ikisi de 200 mm'de bitse bile azaltılmış zoom aralığına dikkat edin!) 2,9 pound'un iki katından daha ağır ve neredeyse iki katı ve ayrıntılı olarak biraz daha iyi yapabilir - ancak ay gerçekten bu modeller arasındaki birincil farklılaştırıcı değil . Bunun yerine, daha fazla keskinlik ve daha az bozulma ve diğer eserler, daha hızlı maksimum diyafram, daha sağlam yapı vb.

Yine de daha fazla beden, ağırlık ve maliyetiniz var. Buna karşılık, genellikle "tüm çıkış yolu" durumu dışında daha iyi görüntü kalitesi elde edersiniz (ve bu durumda aslında o kadar da kötü değildir.)

Canon objektif, 1200 mm odak uzunluğuna ve f / 5.6 maksimum diyaframa sahipken, Nikon objektif 357 mm odak uzunluğuna (uzun uçta) ve f / 6.5 maksimum diyaframa sahiptir. Böylece Canon objektif daha uzun ve daha hızlı bir diyafram açıklığına sahip. Bu önemli bir farktır ve Canon'u daha büyük, daha ağır ve daha pahalı hale getirir.

Nikon, daha küçük bir sensöre sahip olduğu için daha fazlasını görebilir, fotoğraf çekmeye ve normal görüntü mesafesindeki küçük bir parçayı kırpmaya ve havaya uçurmaya gerçekten eşdeğerdir. Bunu yapmak daha az ayrıntı yakalamaya neden olur. Buna göre Nikon objektif, çok daha küçük bir görüntü çemberi yansıtıyor ve daha az ışık, aslında 15 kat daha az ışık alıyor, bu da daha fazla gürültülü bir görüntü anlamına geliyor.

Bu yüzden Canon objektif daha pahalı olsa da, daha parlak ve keskin bir görüntü verecektir.

Bir lens ve sensörün boyutu birbiriyle ilişkilidir. Dev telefoto, superzoom mini kameranın sensöründen 6 kat daha uzun ve 6 kat daha geniş bir sensöre karşı çalışır.

Sonuç, her bir elemanın çapının 6 katı ve kalınlığının 6 katı olduğu bir mercektir. Elemanlar arasındaki mesafeler de bir faktör 6 ile büyütülür. Ve sonuç: 6 * 6 * 6 = 216 kat daha ağır! Ve 8 cm uzatılmış bir lens bunun yerine 48 cm uzunluğunda olacaktır (3'e 18 inç).

Daha sonra, büyük bir lensin sahibi de bu mini zumdan daha iyi performans göstermesini ister - bu yüzden daha hassastır ve belki daha büyük çaplı daha fazla bileşene sahiptir.

Ve fiyat ve boyut yukarı gitmek ...

Neden iyi bir lens satın alıyorsunuz? Çünkü iyi fotoğraflar çekiyor. Diğer tüm şeyler eşit olduğunda, sabit netleme uzunluğunun görüntü kalitesi ve diyaframı aynı fiyata bir zoom objektifle elde edilemez.

Yakınlaştırma prensip olarak daha fazla hata ve daha fazla yansıma getiren daha fazla dahili merceğe sahiptir ve bu hataları daha küçük bir diyaframla maskelemek zorundadır.

Neden büyük bir diyafram açıklığı isteniyor? Size alan derinliği ile oynama, arka plan bulanıklaştırma özgürlüğü verir; ve ışık az olduğunda daha iyi bir resim çekmenizi sağlar. ¹ Büyük bir diyafram aynı zamanda lensin kalitesinin bir göstergesidir (üreticinin maksimum diyafram açıklığındaki her lens için aynı minimum görüntü kalitesi standardına sahip olduğunu varsayarsak). Geniş diyafram açıklığına sahip bir objektif, eşit odak uzaklığına sahip daha ucuz, daha küçük diyafram açıklığına sahip bir objektifte daha iyi bir görüntü kalitesi sağlamalıdır.

Kalite ve alan derinliğinin önemi için bir örnek olarak: Bir kez bir Nikon 135mm / f2 ile bu resmi çektim (gerçek f-stop ayarını hatırlamasam da):

Coolpix ile karşılaştırma biraz haksızdır, çünkü görüntü sığ bir alan derinliğine sahip olmayı kolaylaştıran 35 mm film üzerinde yapılmıştır; her halükarda, bu görüntünün 83x süper zumla çekilmesinin imkansız olacağını varsayıyorum. Çerçeve, evet; ancak arka plan çok daha az bulanık olacaktır.

Geniş diyafram açıklığına sahip lenslerin ana dezavantajları boyut, ağırlık ve değeridir. İnsanların son derece pahalı ekipman satın alması ve daha sonra asla bir yere götürmesi duyulmamış değildir, çünkü hantal ve çalınabilir veya hasar görebilir, bu yüzden her zaman ucuz, küçük günlük ekipmanlarını kullanırlar.