Почему суперзум-объективы маленькие, а гигантские телеобъективы огромны? - Фотопедия
16 голосов
/ 30 июня 2015

На этой неделе я прочитал две новости о двух разных объективах камер, которые могут увеличивать очень далекие вещи.

Первый - это Nikon Coolpix P900 , представляющий собой камеру типа «наведи и снимай» стоимостью 600 долларов США, с 83-кратным оптическим объективом с суперзумом («такое же поле зрения, как у объектива 2000 мм на полнокадровую камеру "), и позволяет видеть кратеры луны.

Второй - объектив Canon EV 1200 мм f / 5,6 л USM , который весит 36 фунтов, стоит 180 000 долларов и может снимать портреты людей в полумиле от отеля.

Не фотограф может спросить: «Зачем кому-то тратить свои сбережения на гигантский телескоп с объективом, когда вы можете делать снимки на расстоянии с помощью ручной камеры за 1/300 цены?»

Ну, я в основном не фотограф, и я хотел бы задать этот вопрос. Что дает большой, чего не дает маленький? Я понимаю, что небольшие изменения в объективах могут сильно повлиять на размер и цену, но, похоже, это совершенно другой масштаб.

Что происходит с оптикой линз, из-за которой маленький может быть таким маленьким, а большой должен быть таким ... большим?

Я пытаюсь понять основы того, что отличает линзы, и я понимаю, что недостаточно разбираюсь в том, как работают линзы, чтобы даже знать, как сравнивать эти яблоки и арбузы.

Ответы [ 4 ]

12 голосов
/ 01 июля 2015

Объектив 1200 мм, на который вы ссылаетесь, является чем-то вроде аберрации, поскольку он изготовлен на заказ, а не объектив общего рынка - см. Почему некоторые большие телеобъективы так дороги по сравнению с телескопами? и Почему некоторые объективы такие дорогие? . Но общее правило остается в силе: объективы для зеркальных и большинства беззеркальных камер гигантские по сравнению с объективами с суперзумом. Для этого есть три основные причины:

  1. Сенсор в этих суперзум-камерах имеет тенденцию быть небольшим - обычно 1 / 2,3 "класса, что означает" размер миниатюры ". Напротив, сенсоры на высококачественных зеркальных фотокамерах обычно имеют размер традиционной 35-мм пленки, и Зеркальные камеры среднего и нижнего диапазона и беззеркальные камеры по-прежнему в основном находятся в этом поле, и во много раз больше, чем у суперзума. Это означает, что объектив должен проецировать гораздо меньший круг и, в свою очередь, может быть меньше.
  2. Не всегда, но часто эти большие, тяжелые объективы имеют максимальную максимальную диафрагму. Для требуется больший передний элемент (по крайней мере!), Что означает больше стекла, больше затрат, больше веса. Можно было бы сконструировать камеру с увеличенным зумом с более быстрым объективом (с более широкой максимальной апертурой), но это сделало бы объектив больше (и, возможно, его было бы сложнее сделать с таким гигантским диапазоном увеличения). Это пошло бы вразрез с целью проектирования, и поэтому вы обычно этого не видите Другими словами, это своего рода тавтология: у суперзум-камер есть маленькие объективы с большим диапазоном увеличения , потому что они делают .
  3. Опять не всегда, но также часто: от зеркальных линз ожидается больше, поэтому они рассчитаны на более высокие ожидания. Вся конструкция объектива является компромиссной по размеру, весу, стоимости или качеству изображения во многих различных вариациях - см. Какие характеристики качества изображения делают объектив хорошим или плохим? . Большинство суперзум-дизайнов отдают этому приоритетное значение и либо позволяют людям жить с результатами (при условии, что на этом рынке будет меньше требовательных покупателей), либо автоматически применяют обширную коррекцию программного обеспечения.

Этот удивительный диапазон масштабирования довольно крутой, а максимальный эквивалент фокусного расстояния кажется потрясающим. Но вы платите цену. Меньший датчик по своей природе собирает меньше света в целом только потому, что его меньше. Это означает больше шума, и на этом нет никакого способа обмануть физику. Фактически, вы могли бы просто обрезать центр из изображения DSLR с помощью одного из этих больших объективов и, возможно, получить примерно эквивалентный результат, даже если разрешение было бы номинально ниже (если только у вас не очень высокая зеркальная камера). Это потому, что с практической точки зрения зум практически неотличим от кадрирования .

В качестве примера, вот кадрирование с изображения Кила Дюамель взяла со своего двора и разместила на Flickr под лицензией CC-BY, используя масштабирование на уровне потребителя для DSLR уровня потребителя. при этом кадре он не заполняет кадр, но я думаю, что фактическая детализация примерно сопоставима с той, что вы указали в видео.

Это с объективом, который многие из нас также называют «суперзумом» (иногда терминология сбивает с толку!), Canon 18-200mm f / 3.5-5.6. Вес этого объектива составляет около 1,3 фунта, а длина - 4 дюйма. Про-класс Canon 70-200 мм f / 2,8 (обратите внимание на уменьшенный диапазон увеличения, несмотря на то, что оба объектива имеют длину 200 мм!), Весит более чем в два раза больше, 2,9 фунта, и почти вдвое до тех пор, пока, возможно, будет лучше в деталях - но Луна не на самом деле основной дифференциатор между этими моделями. Вместо этого повышается резкость, уменьшаются искажения и другие артефакты, увеличивается максимальная диафрагма, улучшается сборка и т. Д.

У вас все еще есть больше размеров, веса и стоимости. Взамен вы, как правило, получаете лучшее качество изображения за пределами этой ситуации «изо всех сил» (и на самом деле не намного хуже в этом случае).

4 голосов
/ 30 июня 2015

Объектив Canon имеет фокусное расстояние 1200 мм и максимальную диафрагму f / 5,6, в то время как объектив Nikon имеет фокусное расстояние (на длинном конце) 357 мм и максимальную диафрагму f / 6,5. Таким образом, объектив Canon длиннее и имеет более быструю диафрагму, для чего требуется больший передний элемент - 214 мм против 55 мм. Это существенная разница и делает Canon больше, тяжелее и дороже.

Nikon может видеть дальше благодаря наличию меньшего сенсора, это на самом деле равносильно фотографированию, обрезке крошечной части на расстоянии обычного изображения и ее взрыву. Это приводит к получению меньшего количества деталей. Соответственно, объектив Nikon проецирует намного меньший круг изображения и захватывает меньше света, фактически в 15 раз меньше, что означает изображение с большим шумом.

Таким образом, хотя объектив Canon более дорогой, он дает более яркое и четкое изображение.

1 голос
/ 13 июля 2018

Зачем покупать хороший объектив? Потому что это делает хорошие снимки. При прочих равных условиях качество изображения и диафрагма с фиксированной фокусной длиной не могут быть получены с помощью зум-объектива той же цены.

Зум имеет по принципиальным причинам больше внутренних линз, которые вносят большую погрешность и больше отражения, и должны маскировать эти ошибки с меньшей апертурой.

Почему желательна большая апертура? Это дает вам свободу играть с глубиной резкости, размытым фоном; и это, очевидно, позволяет вам делать более качественные снимки при слабом освещении. 1 Большая диафрагма также является показателем качества объектива (если предположить, что производитель имеет одинаковый минимальный стандарт качества изображения для каждого объектива при максимальная диафрагма). Объектив с большой апертурой должен обеспечивать лучшее качество изображения при апертуре более дешевого объектива с меньшей апертурой и одинаковым фокусным расстоянием.

В качестве иллюстрации важности качества и глубины резкости: однажды я сделал этот снимок на Nikon 135 мм / f2 (хотя я не помню фактическую настройку диафрагмы):

Sharp foreground and blurry background

Сравнение с Coolpix немного несправедливо, потому что изображение было сделано на 35-мм пленке, что облегчает получение небольшой глубины резкости; в любом случае я предполагаю, что это изображение будет невозможно сделать с этим 83-кратным супер-зумом. Кадр, да; но фон будет гораздо менее размытым.

Основными недостатками объективов с большой апертурой являются их размер, вес и стоимость. Нередко люди покупают чрезвычайно дорогое оборудование, а затем никогда его не берут, потому что оно громоздко, а также может быть украдено или повреждено, поэтому они всегда заканчивают тем, что используют свое дешевое, маленькое повседневное оборудование.


1 Благодаря высоким возможностям ASA современных датчиков и стабилизации изображения электронных камер небольшая апертура уже не является таким серьезным препятствием, как это было с аналоговым оборудованием. Ниже определенного уровня освещенности вы просто не сможете делать ручные снимки на пленку с небольшими отверстиями. С современными камерами вы можете; они просто шумные.
1 голос
/ 06 июля 2015

Объектив и датчик связаны по размеру. Гигантский телеобъектив работает против датчика, длина которого в 6 раз больше, а ширина в 6 раз больше, чем у сенсора мини-камеры суперзума.

В результате получается линза, в которой каждый элемент в 6 раз больше диаметра и в 6 раз больше толщины. Расстояния между элементами также увеличиваются в 6 раз. И результат: 6 * 6 * 6 = в 216 раз тяжелее! Объектив с удлинением на 8 см будет иметь длину 48 см (3 против 18 дюймов).

Затем владелец большого объектива также хочет, чтобы он работал лучше, чем этот мини-зум - поэтому он более точный и, возможно, имеет больше компонентов даже большего диаметра.

И до цены и размера ...

...