Odak düzleminin şekli nedir?


27

Bu, henüz cevabımı tam olarak bilmediğim bir şey olduğunu fark ettiğim için ilginç olduğunu düşündüğüm gibi burada soracağım.

Alan derinliği ile ilgili bilimsel olmayan yazıların çoğunda, diyagramlar genellikle kamerayı ve konuları mükemmel bir şekilde paralel gösterir;

görüntü tanımını buraya girin

Ancak bu, odak düzleminin daha doğru bir temsili midir?

görüntü tanımını buraya girin

Odak düzleminin şeklini optik olarak değiştirmenin yolları var mı?

Not: Açıkçası, bu diyagramlar iki boyutludur, ancak ikinci diyagramda şeklin merkezdeki sensörle küresel olacağını farz ediyorum.


2
Teorik olarak, eğri odak düzlemine sahip bir mercek inşa edebilirsiniz - böyle merceklerin var olduğunu sanmıyorum. bkz: physics.stackexchange.com/q/81349/44080 Odaklama düzlemini değiştirmek için olduğu gibi, yana yatmalı mercekler bunun manipüle edilmesinin ortak yollarından biridir. Odak düzlemi düz bir düzlem olarak kalır, ancak tilt-shift lensi odak düzlemini sensöre göre eğmenize ve döndürmenize olanak tanır. en.wikipedia.org/wiki/Tilt%E2%80%93shift_photography
J ...

2
@J ... bu Scheimpflug ilkesine giriyor . Ayrıca Leonard Evens'in makaleleri de ilgili . Kameraya Bakış Odak ve Alan Derinliği, bir kamera nasıl odaklanacağını öğrenirken okumayı hatırladığım bölümdür.

3
@J ...: İlk olarak, çoğu mercek (özellikle geniş açılar) alanın en azından biraz eğriliğini gösterir (ancak yukarıdaki diyagramda gösterilenden çok daha az). Oldukça nadir olmalarına rağmen, kasıtlı olarak kavisli alanları olan birkaç lens vardır. Belki de bu konuda en sıra dışı olan, kullanıcının alan eğriliğini kontrol etmesine izin veren Minolta 24 / 2.8 VFC'dir .
Jerry Coffin


2
@ J ... Başkalarının söylediği gibi, küresel olmayan lens elemanları normalde mercek biçiminde bir şekle (veya eğer içbükey mercimek şeklinde) sahiptir, bu nedenle varsayılan olarak tüm kamera merceklerinin biraz kavisli veya dalgalı (gölet üzerinde bir dalgalanma olduğunu) fokal düzlem karakteristiği. Birçok merceğin kavisli bir odak düzlemi vardır, bu nedenle geniş açıklıklarda köşelerde yumuşaklık kavramı vardır . Örneğin portre camlarının çoğu düzeltilmemiş eğriliklere sahiptir ve görüntüleri doğrudan sonuç olarak müthiş görünür.
HamishKL

Yanıtlar:


20

Etki alan eğriliği olarak adlandırılır . İyi bir tartışma geliyor Nikon . Düz bir sensörle birleştiğinde lensin çözünürlüğünü azaltabilen bir lens sapmasıdır. Eski günlerde, film görüntü düzlemini izlemeye ve efekti azaltmaya çalışmak için biraz bükülebilir, ancak bugün algılayıcılarımız sert. Lens tasarımı ile azaltılabilir.


2
Bu doğru cevap. Herhangi bir ideal tek elemanlı merceğin, etki başka bir mercekle veya homojen olmayan bir optik formülle telafi edilmediği sürece böyle bir davranış göstereceğini ekleyeceğim. Bu aslında iyi lenslerin tasarımında karmaşık bir faktördür ve kontrol edilebilir esnek sensörler yaparak gelecekte çok daha basit ve çok daha kompakt lensler kullanabileceğimizi umuyoruz.
retrografi

1
Film, bir sensörün kuyucuklarına kıyasla daha kalındır .

1
Yani, özet olarak, lensler "doğal olarak" kavisli bir alana sahipler ve düzleştirmeye çalışmak için ekstra lens öğeleri ekliyoruz?
Matematiksel

1
@MathematicalOrchid Evet. Bu temelde doğru
Michael C

4
Düzeltmenin yalnızca tek bir odak mesafesinden mükemmel olması muhtemel olduğundan, bu tür lensler için bu mesafe farklı şekilde optimize edilebilir. Örneğin, özel bir makro lens, en küçük odak düzlemine minimum odak mesafesine sahip olacak şekilde tasarlanabilir.
Kevin Krumwiede

8

Gerçek kalınlığa sahip tek bir yakınsak mercek kavisli bir odak alanına sahiptir. Üreticiler tarafından sunulan lenslerin çoğu, odak alanını düz bir odak düzlemine bir dereceye kadar yaklaştırmak için düzeltici elemanlar içerir. Odak düzlemini özellikle iyi bir şekilde düzleştirmek için bilinen iyi bilinen ve çok istenen bazı mercekler var: Örneğin Zeiss Planar serisi. Tanınan ve istenen lensler de vardır değil onların saha eğrilik ve bu lensler sergi kullanılarak çekilen "bak" fotoğrafların bir kısmını veya tamamını düzeltmek. Canon EF 85mm f / 1.2 L II böyle bir mercek.

Odak düzleminin şekli nedir?

Matematiksel olarak basit optik formüller kullanan normal yüzeyli tek elemanlı bir lens alan eğriliğini gösterecektir. Düz bir sensör / film üzerine yansıtıldığında, merceğin ortasından sensörün ortasına karşı değişen mesafeler, merkezin odakta olması durumunda, kenarlarda ve köşelerde odak kaybına neden olacaktır. Eğer bir film veya sensör, tüm parçaların merceğin optik merkezinden eşit olacak şekilde inşa edilebilirse, her şey eşit odakta olacaktır. Bu tür bir algılayıcı, kameranın görüş alanındaki mercek tarafından kaplanan yay miktarıyla aynı zamanda bir kürenin yayının (açısal derecelerde ifade edilen) aynı kısmını kapsayacaktır. Eğrilik yarıçapı, lensin kırılma endeksine göre değişecektir.

Modern uygulamada, üreticiler tarafından sunulan ve photo.stackexchange.com kapsamında tanımlandığı şekilde fotoğrafçılıkta kullanılan basit tek elemanlı mercekler vardır. Netleme düzleminin şekli, daha net bir şekilde netleme alanı olarak adlandırılır, tamamen lensin tasarımına bağlıdır. Küresel sapma / alan eğriliği tamamen düzeltilmemiş olarak bırakılabilir veya lens tasarımcılarının verdiği kararlara ve tasarımlarının etkinliğine bağlı olarak oldukça düzeltilebilir.

Kardinal nokta optiği tartışırken, sıfır kalınlıktaki lenslerin gerçekten bulunmadığı akılda tutulmalıdır. Teoriktirler. Kardinal noktası için wikipedia makalesinden (optik) :

Uygulamada elde edilen tek ideal sistem düzlem aynasıdır.


4

Optik olarak mükemmel bir lens ile odak düzlemi sensörünüze paraleldir ve onunla aynı şekle sahiptir, yani aslında bir düzlemdir. Gerçek hayattaki bir mercekle, düzlemde biraz bozulma olabilir, ancak esasen bir düzlem kalacaktır. Tüm fotoğrafın aynı anda sonsuzluğa odaklanmasını istediğiniz manzara fotoğrafçılığı için olması gerekir ve her türlü mercek için geçerlidir.

İlk diyagramınız ikinciden daha doğru. İkinci şemada, sensörünüzün köşelerinin lensinizin optik merkezine sensörün merkezinden daha uzakta olduğu gerçeğini ihmal ediyorsunuz.

"Odaklanıp yeniden oluştur" u her zamanki tekniği kullanırken dikkate alınması gereken bir şey: kameranızı yeniden oluşturmak için döndürerek, odak düzlemini nesneye olan mesafeyi değiştirmeden hareket ettiriyorsunuz ve gerçekten konuyu odaktan çıkarabilirsiniz. Bu, özellikle geniş bir diyafram açıklığında geniş açılı bir mercekle geçerlidir.

Daha fazla ayrıntı için bkz. Hareketli öznenin Panasonic FZ 70/72 ile nasıl çekileceği .


Teşekkürler. Öyleyse dof ölçülürken, kamera nerede ölçülür? Sensör?
Çekiliş

Soruyu anlamıyorum. DoF kamera tarafından "ölçülmedi". Açıklığın, odak uzunluğunun, optik sonucunun ...
Matthieu Moy

"Fokus sonra yeniden oluştur" için çıkarımlar için +1. Bu, çoğu zaman gerçekleşmeyen ince bir sonuçtur.
scottbb

Üzgünüm. Kamera üzerinde tam olarak nerede odaklanılan ile ilgili ölçümler nerede yani lens, diyafram veya sensör üzerinde bir nokta mı?
Çekiliş

@Pedr Ne tür bir ölçüm istediğinizi tam olarak bilmiyorum ama bu soru bunu kapsayabilir: photo.stackexchange.com/questions/21668/…
tanıyıcı

2

Odak düzleminin şekli optik formüle bağlıdır. Özellikle Zeiss Planar, kitapların fotoğraflanması için iyi olan, özellikle düz odak düzleminden sonra seçildi, ancak genel olarak ikinci çiziminize benziyor.


3
Cevabınız için teşekkürler. Cevabınızı biraz, belki referanslar ve örnekler ile genişletebilseniz harika olurdu.
Çekiliş

2

Açıkça aksi açıkça verilen cevaplara ilişkin eksik bir unsurun, sorudaki yanlış sezgiye bağlı olduğunu düşünüyorum.

Sorudaki sezgi merhametin azalmasıyla ilgili bir sorudan değil, fokal düzlemin merceğe olan mesafeye dayandığı yönünden geliyor.

Bu soru, belki olarak daha iyi ifade edilebilir.

"Odakta keskin olanların hepsi mercekten belirli bir mesafede mi - hepsi odak uzaklığı yarıçapına sahip bir eğri üzerine mi yerleştirilmiş?"

Cevap “hayır, odaklanma böyle değil”. Matthew Moy tarafından belirtildiği gibi, mükemmel bir mercek için odak düzlemi sensöre paraleldir.


1
Sadece lens alan eğriliği için düzeltilmişse. Modern lenslerin çoğu doğruydu, ancak normal yüzeyli tek elemanlı ince bir lens yoktu.
Michael C,

Bu, "normal elemanlara sahip tek elemanlı ince bir mercek" in yüzünün , merceğin sabit bir yarıçapında olması neticesinde küresel bir odak düzlemine sahip olduğu veya basitçe böyle bir merceğin bir alan eğriliğine sahip olduğu anlamına mı geliyor? "kusurları"?
GreenAsJade,

1
Hem ön hem de arka sabit yarıçap. Tek fark, merceğin kırılma indisine bağlı olan her iki taraftaki yarıçap ise boyuttur. Dışbükey lensin merkezden kenara sabit bir kırılma indisine sahip olması için şekillendirilmiş olması, alan eğriliğini gösterecektir. Odak mesafesi sonsuzluğa yaklaştığında, DoF muhtemelen eğriliği artık farkedilmeyecek kadar büyük olacaktır.
Michael C,
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.