Помечены ли объективы с истинным фокусным расстоянием?

10

Соответствует ли истинное фокусное расстояние объектива числам, написанным на объективе?

Например, является ли фокусное расстояние 70 мм или 200 мм действительно 70 мм или 200 мм или меньше? Пример: 69,5 и 199,7.

Эдвард
источник
9
Почему вы заботитесь о таком уровне точности?
Филипп Кендалл
2
На мой взгляд, все должно быть сделано наилучшим образом. Я хотел бы знать это для работы AR и VR
Эдвард
10
Если вам все равно, положите его на оптическую скамью и измерьте. Я совершенно счастлив, что фокусное расстояние точно с точностью до нескольких процентов, и счастлив, что я не плачу за переподготовку, которая мне не нужна.
Филипп Кендалл
5
Фокальная плоскость объектива также изменяется по всему полю. Инженеры пытаются усреднить значения, когда они формулируют наборы линз. Точного фокусного расстояния для составной сферической стеклянной линзы не существует. Все числа, если не откалиброваны, являются средними производственными процессами допусков.
Стэн
4
Вы говорите: «По моему мнению, все должно быть сделано наилучшим образом». Но для фотографии сверхточное число вовсе не обязательно является наилучшим способом!
Пожалуйста, прочитайте мой профиль

Ответы:

24

О, это еще хуже. Многие объективы, предназначенные для фотосъемки, демонстрируют фокусированное дыхание, когда угол обзора варьируется в зависимости от расстояния, на которое может сфокусироваться объектив. Обычно это не проблема для фотосъемки, но объективы, предназначенные для использования в кино (видео), обычно стараются свести к минимуму фокусное дыхание.

По своей сути линзы представляют собой серийно выпускаемые оптические / механические устройства и имеют производственные допуски. Настройки диафрагмы, минимальные расстояния фокусировки, точное фокусное расстояние, даже такие вещи, как выравнивание элементов объектива и то, насколько параллельным будет крепление объектива к датчику, зависят от производственных допусков и изменчивости. Хорошее понимание этого мира - блог компании lensrentals.com, в котором они разбирают линзы и рассказывают о том, как они сделаны и чем отличаются отдельные линзы (среди прочего).

Я ничего не знаю об AR / VR, но я думаю, что исправить вещи в программном обеспечении было бы самым простым путем.

Дэвид Рауз
источник
6
Допуски, вероятно, незначительны по сравнению с округлением, которое произошло между расчетным фокусным расстоянием и опубликованным значением.
Эдгар Бонет
15

Опубликованное фокусное расстояние округляется в некоторой степени, обычно до ближайших 5 или 10, или в некоторых коротких случаях, до ближайшей 1.

Большая точность не будет реалистичной, потому что отмеченное фокусное расстояние применимо только для фокусировки на бесконечности . Фокусное расстояние (определяемое как расстояние до плоскости изображения) изменяется и становится длиннее для любого сфокусированного расстояния, меньшего, чем бесконечность. Масштабирование, конечно, тоже меняет это. В некоторых случаях внутренняя фокусировка меняет это неожиданным образом. Некоторые внутренние фокусирующие зумы на самом деле становятся короче фокусируемыми вблизи. Смещение внутренних элементов вокруг всегда меняет вещи.

При макросъемке 1: 1 (равное расстояние позади и перед объективом) уравнение тонкой линзы говорит, что фокусное расстояние становится 2х при 1: 1.

Но таким образом (измерение размеров объекта и изображения на реальных сфокусированных расстояниях позади и перед объективом) теоретически возможно рассчитать точное фокусное расстояние для ситуации в маловероятном случае, когда оно будет служить какой-либо цели.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Мы слышим: «Фокусное расстояние не меняется». В самом деле? Фокусное расстояние, обозначенное на объективах, является точкой фокусировки для объекта на бесконечности. Фокус на других расстояниях не может изменить помеченное фокусное расстояние, но это только название, семантика. Этот же объектив фокусируется на других расстояниях, что, конечно, обязательно меняет точку фокусировки.

Определение фокусного расстояния - это точка, в которой фокус фокусируется на точке, которая зависит от расстояния до объекта. Это причина, по которой мы должны сосредоточиться. Если бы фокусное расстояние фактически никогда не менялось, нам бы никогда не пришлось перефокусироваться.

Если вместо бесконечности, если вы вместо этого сфокусируйтесь ближе, фокус переместится на новую точку, и определенно произойдет изменение фокусного расстояния. Это изменение также влияет на вычисление числа f / stop, но оно считается достаточно незначительным, пока увеличение не достигнет 0,1x (может быть, в футе или около того, в зависимости). Но ближе, при 1x (называемом 1: 1), фокусное расстояние удваивается, вызывая увеличение двух отмеченных чисел f / stop. Большинство линз не фокусируются так близко, чтобы избежать этого осложнения.

WayneF
источник
Таким образом, 24 мм - это 24 мм только с фокусом на бесконечности, но если у меня меньшее расстояние бесконечности, как я узнаю, что на 24 мм больше процент?
Эдвард
1
@ Edward 24-миллиметровый объектив фокусирует параллельные световые лучи на расстоянии 24 мм от задней узловой плоскости (особая точка внутри крепления объектива, которую вы не можете видеть). 200-миллиметровый объектив фокусирует параллельные световые лучи на расстоянии 200 мм от задней узловой плоскости. Положение объектива, когда это происходит, обозначается ∞. Затем остальные расстояния выгравируются на объективе до практического ближнего предела в зависимости от формулы объектива.
Стэн
4
Фокусное расстояние объектива определяется как фокусное расстояние для бесконечного объекта. Это не меняется, когда вы сосредотачиваетесь на чем-то более близком. Расстояние от объектива до изображения увеличивается, когда объект находится ближе, как показано в уравнении объектива 1 / f = 1 / di + 1 / do, где f - фокусное расстояние, di - расстояние до изображения, а do - расстояние до объекта. , но фокусное расстояние не меняется.
Росс Милликен
1
@ Росс, хотя это и теория, на практике настоящие линзы состоят из множества различных линз и обладают некоторым фокусным дыханием.
Пожалуйста, прочитайте мой профиль
1
Эдгар Это две стороны одной медали. Или две ноги одного и того же треугольника.
Пожалуйста, прочитайте мой профиль
5

Одним словом, нет. Цифры на объективе [кроме серийного номера;)] являются приблизительными для практического использования в фотографии. Отдельные детали могут быть откалиброваны с различной степенью точности для специализированных целей.

«24-мм объектив» - это обозначение объектива с фокусным расстоянием более или менее 24 мм.

Это меньшая проблема, чем продвижение линии 24,001 мм, 24,329 мм, 23,918 мм, 23,988 мм, 24,199 мм и т. Д.

Какой из них вы бы выбрали, если бы вам пришлось выбрать один?

Вы бы пересчитали свои потребности для каждого из ваших приложений AR-VR? Ожидаете ли вы, что в вашей работе задействовано более одного устройства с такой точностью? Инженеров увольняют за то, что они расходуют больше ресурсов компании, преследуя ненужную точность и детализацию. Вот почему производственный допуск так ценен. Наши вещи доступны и практичны.

Стан
источник
Числа на объективе приблизительные, я все время задаюсь вопросом: какому точному числу соответствует 24 мм?
Эдвард
2
@ Эдвард Привет, цифры относятся к теории. Они относятся к тому, что задумал дизайнер. Разница заключается в том, что происходит в ПРАКТИКЕ, когда вы на самом деле пытаетесь использовать ТЕХНОЛОГИИ, чтобы приблизиться к тому, что предсказывает НАУКА. Это, как вы говорите, это проблема.
Стэн
Моя работа включает в себя: Nikon D750, объективы 24-70 мм и объектив TAMRON 70-200 мм для работы AR. Видение Nikon должно соответствовать видению виртуальной камеры, чтобы отображать трехмерные объекты в реальном мире. Для этого я должен быть максимально точным.
Эдвард
8
Ваша проблема не в абсолютном фокусном расстоянии; но одно из совпадений с фокусным расстоянием составных (зум) объективов, чтобы избежать дезориентации ваших пользователей. Плохие новости, вам придется калибровать настройки. Возможно, вам даже придется исправить результат с линзами мениска. Обратитесь в Edmund Scientific за помощью в калибровке. Они в Баррингтоне, Нью-Джерси. США
Стан
1
@ Эдвард Откалибруйте, используя два объекта одинакового размера в передней и задней части камеры, и поиграйтесь с расстоянием до объекта, пока перспектива не будет выглядеть хорошо - отрегулируйте расстояние до объекта до камеры, пока оно не "подойдет".
Стэн
4

Если вы выполняете какие-либо виды компьютерного зрения, вам необходимо откалибровать объектив, чтобы получить точный результат. И я настоятельно рекомендую использовать объектив с фиксированным фокусом (а не зум-объектив), потому что будет почти невозможно каждый раз возвращаться к одной и той же настройке увеличения (или калибровать для каждой настройки увеличения).

Тем не менее, это хорошее введение в калибровку камеры - оно показывает, что существует множество факторов, которые необходимо измерить и исправить, прежде чем использовать камеру для измерений. И это действительно единственный раз, когда вам нужно точно знать фокусное расстояние.

Конечно, фокусное расстояние является лишь одним интересным параметром, когда вы работаете с компьютерным зрением: существует много видов искажений, вносимых различными конструкциями объектива, и вам действительно нужно хорошо знать свойства объектива (намного лучше, чем просто фокусное расстояние), если вы собираемся сделать что-нибудь с точностью.

Floris
источник
2

Фокусное расстояние объектива - это измерение, выполняемое, когда объектив отображает объект на бесконечности, символ ∞. Бесконечность переводится как «насколько видит глаз». Лучший объект для измерения - звезда. Однако, если объект находится на расстоянии 1000 ярдов / метров, ошибка составляет менее 0,001 дюйма (0,025 мм). Это измерение берется из точки, называемой задним узлом. Можно подумать, что эта точка находится близко к середине бочки объектива. Его фактическое местоположение, вероятно, смещено вперед или назад от средней точки из-за того, что объектив камеры представляет собой сложную группу линз, некоторые с положительной силой (выпуклые) и некоторые с отрицательной силой (вогнутые). Требуется семь или более элементов, чтобы смягчить аберрации линзы, которые чумы.

У настоящего телеобъектива задний узел смещен вперед от центра. Такая конструкция сокращает тубус объектива, поэтому камера и объектив будут менее неудобными в использовании и переноске. Широкоугольный, вероятно, сместит задний узел назад, это отодвинет объектив от пленки или датчика. Идея состоит в том, чтобы увеличить расстояние заднего фокуса, чтобы оставить зазор для зеркального зеркала.

Значения, выгравированные на тубусе объектива, вероятно, являются точными от 1 до 1,5%. Когда вы фокусируетесь на объектах ближе, чем ∞; фокусное расстояние увеличивается. При близкой фокусировке для достижения в натуральную величину (единица или 1: 1) объектив будет располагаться на одно полное фокусное расстояние вперед. Это означает, что 50-миллиметровый объектив, работающий в соотношении 1: 1, работает как 100-миллиметровый, потеря света составляет два диафрагмы (4X). Настоящий макрообъектив предназначен для работы вблизи и не страдает от такой потери света.

Много узнать о линзах - я называю это хламом!

Алан Маркус
источник
Бесконечность - это точка, в которой световые лучи, входящие в оптический путь (линзу), коллимируются (параллельно). Лучи света от звезды - пример таких лучей. Его также можно смоделировать с помощью коллимированного лазерного источника на оптическом стенде, что намного удобнее.
Стэн
@ Stan Стоять на улице в ясную ночь кажется более практичным, чем доступ к коллимированному лазеру и оптической скамье.
Оптическая скамья использует искусственную звезду. Это будет точка света, расположенная перед объективом. Бесконечность моделируется, когда расстояние до точки света в 3000 раз больше диаметра круглой апертуры точечного источника или ближе, когда линзы развернуты для получения параллельности светового луча.
Алан Маркус
@benrudgers Нет, если вы должны коллимировать свое оборудование, чтобы сделать голограммы в полдень. :)
Стан
1
@ Стэн --- ты уверен! Фокусное расстояние будет измеряться по-разному для каждой длины волны.
Алан Маркус
0

В качестве одного примера я узнал несколько лет назад, что фактическое фокусное расстояние объективов Hasselblad V System не обязательно совпадает с тем, что выгравировано на объективе. Взгляните на таблицы на Hasselblad Historical для деталей.

osullic
источник
Вы сосредоточены на проблеме. По твоей речи 24 мм это не 24 мм, тогда какое это число?
Эдвард
Моя работа включает в себя: Nikon D750, объективы 24-70 мм и объектив TAMRON 70-200 мм для работы AR. Видение Nikon должно соответствовать видению виртуальной камеры, чтобы отображать трехмерные объекты в реальном мире. Для этого я должен быть максимально точным.
Эдвард
3
Ответы только по ссылкам не приветствуются, пожалуйста, добавьте несколько примеров к ответу.
Карстен С.
-1

Это просто не важно для такой степени точности. Конечным потребителем станет человеческий глаз, и никто не сможет определить разницу между объективом 24.001 мм и 23.9998 мм.

asrhawerh
источник
3
Ваш ответ предполагает, что фактическое фокусное расстояние является точным и точным. Но вы также игнорируете проблему ОП, что его работа в области AR & VR может показать разницу, и что разница намного больше, чем 0,004%.
scottbb