Lysintensitet (fotografering)

fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Hopp til navigasjon Hopp til søk

Fotografisk lysintensitet er et mål på objektivets evne til å samle lys for et optisk bilde . Det kan uttrykkes som en numerisk verdi gjennom det maksimale blenderforholdet kan spesifiseres. Med mange billedoptiske enheter, for eksempel teleskoper , kan brennvidden bestemmes ut fra diameteren på inngangspupillen ( blenderåpningen ) og brennvidden er dannet, er det maksimale blenderforholdet for en gitt brennvidde den faste eller maksimalt justerbare diameteren på inngangspupillen resulterer i:

Forholdet fra de to lengdene og er dimensjonsløs og er ofte gitt i formen standardisert til en i telleren:

Den gjensidige verdien av lysintensiteten er også det dimensjonsløse f-tallet som er vanlig i fotografering :

Blenderåpningen til mange objektiver kan være ved hjelp av en justerbar blenderåpning eller ved å sette blenderåpningen til å variere ( falme inn og ut ), og dermed kan blenderåpningen som faktisk brukes også varieres kan beregnes ut fra brennvidden og det angitte f-tallet:

Sammenligning av linser med irismembraner som er åpne for forskjellige bredder (f -nummer 1.4 - 2.0 - 2.8 - 4 - 5.6 - 8)

Fokalforholdet er en av de grunnleggende egenskapene til en optisk struktur og bestemmer belysningsstyrken i bildeplanet. F-tallet angir absolutt diameter på diffraksjonsskivene i bildeplanet. I mange optiske enheter brukes brennvidden og minimum f-tallet i formen i stedet for blenderforholdet

spesifisert, for eksempel for et objektiv med brennvidde på 50 millimeter og et minimum justerbart f-nummer fra 1.8:

Blenderforholdet til et objektiv hvis blenderåpning er utilgjengelig på innsiden kan bestemmes ut fra blendervinkelen på bildesiden fastslå. For store avstander ( objektavstander ) gjelder følgende:

Eksempler

Standardobjektiv med en brennvidde på 50 millimeter og en hastighet på 1: 1,8

Hubble -romteleskopets linse har og en lysintensitet på .

En indikasjon på “50 mm 1: 1.8” eller “50 mm f : 1.8” [1] på det normale objektivet til et fullformatskamera betyr: brennvidde , Lysstyrke 1: 1.8, minimum f-nummer 1.8 og følgelig en maksimal blenderåpning .

Typisk og maksimal blenderåpning (lysintensitet)

Leica linse Noctilux med 1: 1,0

Typiske amatørteleskoper har et blenderforhold mellom og , typiske kameralinser lysstyrker mellom og og maksimale f-stopp fra 16 til 64.

Det minste teknisk mulige f-nummeret til et korrigert objektiv skyldes Abbe sin tilstand på 0,5. [2] På grunn av blenderåpningsfeilen (eller sfærisk aberrasjon ) til det optiske bildet, som ikke kan korrigeres fullstendig, er f-stopp-tallene som faktisk kan oppnås med rimelighet høyere.

Vanlige objektiver (50 mm i 35 mm -format ) beveger seg vanligvis med hastigheter på 1: 1,2 til 1: 2,8. I noen tilfeller kan de imidlertid også oppnå lysintensiteter på opptil 1: 1,0 og mer. Det lyseste fotografiske objektivet ble utviklet hos Zeiss : Med Planar 50 mm f / 0.7 , kunne filmopptak av bevegelige scener gjøres med levende lys, for eksempel i filmen Barry Lyndon av Stanley Kubrick . [3] Det raskeste asfæriske objektivet i verden er Leica Noctilux-M 50 mm f / 0,95 ASPH. Det asfæriske objektivet motvirker ulempene ved blenderåpningen og gir dermed betydelig skarpere og bedre bilderesultater.

Variabel blenderåpning (lysintensitet)

Det største brennvidden for zoomobjektiver kan avhenge av den angitte brennvidden. For eksempel betyr betegnelsen 70–300 mm ƒ / 4,0–5,6 at med den korte brennvidden på 70 millimeter den største blenderåpningen med f-tallet 4,0 og med den lange brennvidden på 300 millimeter den største blenderåpningen med f-tallet 5,6 løgner.

Ytterligere optiske elementer som telekompressorer kan øke lysintensiteten til et objektiv samtidig som brennvidden reduseres. Dette fører generelt til vignettering eller reduksjon i den brukbare bildesirkelen . Motsatt reduserer bruken av telekonvertere linsens hastighet samtidig som brennvidden økes .

Spesielle linser

Den teknisk ubrukelige Super-Q-Gigantar ƒ / 0,33 / 40 mm ble bygget av Zeiss i 1960 for PR og ble aldri brukt som et objektiv. [4]

Planar ƒ / 0,7 / 50 mm , også produsert av Zeiss i 1966, regnes som det raskeste objektivet i verden.

Viktigheten i fotografering

eksponering

Den belysningsstyrke på de bilder relatert til lysstyrken objekt (bildets lysstyrke) øker kvadratisk med åpningsforholdet, eller avtar kvadratisk med den f-nummer. For et fotografi med to ganger f-tallet er fire ganger eksponeringstiden nødvendig for å oppnå samme lysverdi. Skalaverdiene til en membranrekke er vanligvis mellomrom med en faktor 2 : 1,4 - 2,0 - 2,8 osv., Slik at den nødvendige eksponeringstiden per trinn endres med en faktor på to.

Optimal blenderåpning

Fordelaktig blenderåpning

Dybdeskarphet

Påvirkning av blenderåpning på eksponering og dybdeskarphet

Valget av f-tallet påvirker dybdeskarpheten : jo større f-tallet, jo mindre uskarphetsirkler på grunn av den mer spisse lyskeglen. Som et resultat øker dybden på området til motivet som fremdeles er i fokus til den tillatte grenseverdien ( sirkel med forvekslingsdiameter , her 0,1 mm) er nådd. Arealet til det skarpe bildet (dybdeskarphet) øker når blenderåpningen lukkes. Det følger:

  • Jo større F -tallet er, jo lenger er dybdeskarpheten (for den mindre blenderåpningen).
  • Jo mindre f-tallet er, jo smalere blir dybdeskarpheten (fordi jo større blenderåpning).

Dette resulterer også i hyperfokal avstand (eller hyperfokal avstand). Hvis du fokuserer på denne avstanden, blir bildet uendelig (akseptabelt) skarpt. Denne avstanden gir derfor den største dybdeskarpheten .

På fotografiets språkbruk brukes ofte begrepet blenderåpning som en kort form for blenderåpning , og i stedet for stor blender , for eksempel, snakkes det om stor blenderåpning . Denne bruken er vanlig, men det kan føre til misforståelser, ettersom en stor blenderåpning tilsvarer et lite f-tall (og omvendt).

Med noen refleks -kameraer med ett objektiv kan fotografen bruke forhåndsvisningsknappen for å kontrollere dybdeskarpheten. Kameraet aktiverer deretter arbeidsåpningen .

Skarphet

Oppløsningen på et mål øker med blenderåpningen. Med samme brennvidde gir et objektiv med større brennvidden generelt et skarpere bilde av et flatt objekt. Dette motvirkes av det faktum at korreksjonen av avvik fra målet er mindre effektiv når blenderåpningen øker. På grunn av strålens mer stumpe vinkel er det dessuten praktisk talt vanskeligere å sette fokuspunktet nøyaktig.

Filmkorn / pikselstørrelse

Praktiske fordeler og ulemper

  • Manuell fokusering: Den høye lysintensiteten til refleksjonskameraer med ett objektiv fordeler lysstyrken på søkerbildet og gjør det lettere å fokusere. I tillegg er den større blenderåpningen forbundet med en mindre dybdeskarphet , noe som betyr at posisjonen til fokusplanet i søkeren kan vurderes bedre. Innstilling hjelpemidler for manuell fokusering, slik som tverrseksjons indikatorer , bare arbeide i liten grad eller ikke i det hele tatt med lite lys linser (f / 5,6 eller mindre). Kameraer med elektronisk søker eller live view på en skjerm kan vise et elektronisk lysende bilde som om nødvendig kan forstørres ved hjelp av et programvareforstørrelsesglass . Dette aspektet er irrelevant for kameraer som fokuserer uten objektiv.
  • Autofokus (AF): SLR -kameraer har delvis autofokusfasesammenligningssensorer med forskjellig størrelse målebaser. Med sensorer med større målebase kan kameraet i prinsippet fokusere mer presist. Dette krever linser med en høyere lysintensitet som passer for den respektive sensoren.
  • Bildedesign: Linser med høy lysintensitet utvider det kreative omfanget. For eksempel gjør høylysobjektiver i moderat vidvinkel- og telefotoområdet at motivet kan kuttes ut foran en uskarp forgrunn eller bakgrunn. Her gjelder imidlertid også følgende: jo større opptaksformatet er, desto mer slående er spillet med skarphet og uskarphet (viktig når du velger digitale kameraer med sine forskjellige sensorformater; dette skyldes imidlertid ikke størrelsen på sensor, men til objektivets brennvidde, som endres med sensorens størrelse for å kunne vise den samme bildeseksjonen på sensorområder i forskjellige størrelser).
  • En høy lysintensitet muliggjør kortere eksponeringstider , eller bruken av lavere filmhastighet med høyere oppløsning og finere korn , eller med digitalkameraer redusere støy ved å anvende en lavere ISO-innstilling.
  • Større, tyngre og dyrere enn sammenlignbar optikk med lavere lysintensitet.
  • Den lave dybdeskarpheten (også kalt DOF, engelsk dybdeskarphet ) stiller høye krav til autofokus og små feiljusteringer blir raskere synlige (se fokuseringsfeil ).
  • En åpen blenderåpning kan ikke brukes med veldig lyse objektiver hvis dybdeskarpheten er for liten for ønsket motiv med store film- eller bildesensorformater.

Historie og utvikling

Lysintensitet

Generelt kan lysintensiteten til linsene økes betydelig. Mens de (veldig enkle og rimelige) bokskameraene på 1920- og 1930 -tallet hadde en typisk største blenderåpning på 1:11, hadde dyrere mellomformatmodeller fra 1950 -tallet allerede 1: 4,5 eller til og med 1: 2,8. På 1930-tallet hadde 35 mm kameraer største blenderåpninger på 1: 3,5, spesielt fra 1950-tallets åpninger opp til 1: 2,0 (speilreflekskameraer med ett objektiv fra 1960-tallet opp til 1: 1,2).

Imidlertid har relativt raske objektiver eksistert lenge. Et eksempel på dette er Petzval objektivet , som er designet i fellesskap av Josef Maximilian Petzval og Peter Wilhelm Friedrich von Voigtlander i 1840. Med en åpen blenderåpning på 1: 3,6 var den 22 ganger lysere enn Daguerres objektiv fra 1839, som under gunstige forhold muliggjorde portretter med eksponeringstider på mindre enn et minutt for første gang. Petzval -objektivet ble produsert av Voigtländer og solgt over hele verden med stor suksess. I 1862 hadde han produsert 60 000 stykker.

Linsedesignet har stor innflytelse på muligheten for å produsere linser med høy hastighet. Ved å bruke linsekombinasjoner av forskjellige typer glass som krone- og flintglass , CaF 2 -linser, ED -briller og integrering av asfæriske linser , kan avvik holdes små til tross for den store numeriske blenderåpningen .

Cooke -trillingen , som ble utviklet av Harold Dennis Taylor i 1893, representerte en milepæl. Med billige objektiver muliggjorde den en hastighet på opptil 1: 3,6 (midten av 1930-årene) og, etter introduksjonen av lantanglass, opp til 1: 2,8. Den brukes fortsatt i dag.

F-nummer

Fram til rundt 1890 var det mange forskjellige måleenheter for å spesifisere lysstyrken til et objektiv og mengden lys som slippes gjennom ved en viss blenderåpning, som ofte ble bestemt forskjellig fra produsent til produsent. I.a. Goertz, Voigtländer, Zeiss og Dallmeyer hadde hver sine måleenheter. F-nummeret som er vanlig i dag ble generelt akseptert i løpet av 1890-årene, [5] men Kodak brukte det eldre British Uniform System (US) til linsene sine fram til 1920-tallet. Dette betegnet lysintensiteten til et f: 4-objektiv som "US 1" og firedoblet denne verdien for hver faktor to i f-tallet, slik at et f: 8-objektiv ble betegnet som "US 4". [6]

litteratur

weblenker

Individuelle bevis

  1. ^ Notasjonen " f : 1.8" gir informasjon om f-nummeret ( Engelsk f -tall ), men representerer blenderåpningen som en brøkdel representere.
  2. Åpning - Sinus -betingelser , i Wikibook: Digital Imaging Methods , åpnet 11. februar 2018
  3. ^ Guinness rekordbok 1997 rubrikk Art: Photography . Hamburg 1996.
  4. Carl Zeiss Super Q Gigantar 40mm f0.33: Den raskeste objektivet noensinne laget? Hentet 7. august 2013 fra Petapixel.com
  5. ^ John A. Hodges: Fotografiske linser: Hvordan velge og hvordan bruke , Bradford, Percy Lund & Co., 1895
  6. ^ Nybegynnerproblemer. I: John A. Tennant (Ed): The Photo-Miniature. Tennent & Ward, New York, 1910–1912, begrenset forhåndsvisning i Google boksøk.