Как работает матовое стекло при фокусировке?

Question

Чтобы использовать матовое стекло, я поворачиваю фокусировочное кольцо на моем объективе, пока изображение не станет четким на стекле. Но что это за стекло, которое делает эту работу? Какая физика задействована?

Answer 1

Физика ...

Экран из матового стекла (или пластика) действует как рассеиватель, рассеивая свет, проходящий через него случайным образом, а не просто пропуская его без изменений. Изображение можно сфокусировать на экране, отрегулировав объектив, и изображение, которое мы воспринимаем, исходит от рассеянного света, который движется в точном направлении нашей сетчатки.

Качество рассеяния - вот что заставляет его работать. Это основа того, как мы видим вещи. Если свет (фотоны), падающий на объект, отражается от него упорядоченным образом, в определенном направлении, вы можете увидеть этот объект, только если вы смотрите на него с того же направления, в котором отраженный свет движется. Так работают зеркала. , С другой стороны, фотоны, рассеянные случайным образом от объекта с неотражающей или непрозрачной поверхностью (как правило, большинство вещей, с которыми мы вступаем в контакт), позволяют нам видеть этот объект под разными углами.

Это очень похоже на просмотр фильма в кинотеатре. Свет проецируется на диффузную поверхность, которая затем рассеивается в любом направлении, и мы видим те фотоны, которые попадают именно на наш путь. Система обратной проекции является хорошим аналогом того, что мы видим на экране с матовым стеклом: экран должен рассеивать свет, чтобы сформировать изображение, но также позволяет рассеянному свету проходить к наблюдателю. Затем мы воспринимаем эти рассеянные фотоны так же, как мы воспринимаем любой обычный «реальный» объект. Если вы попытались проецировать на полностью недиффузную поверхность, изображение не будет образовываться, так как не будет рассеяния света, который затем случайно попадет на наш путь, который будет перехвачен нашими сетчатками. Единственные полностью недиффузионные поверхности являются либо отражающими, либо прозрачными.

Возвращаясь к вещам камеры, фокусирующий экран находится на том же расстоянии от объектива, что и датчик изображения или плоскость пленки, поэтому, когда свет фокусируется на экране, он также фокусируется на сенсоре (или пленке). ). Без слоя матового стекла у нас не было бы этой контрольной точки во время ручной фокусировки - и хотя наши глаза могут быть в состоянии сфокусировать сцену, в отсутствие рассеивающего слоя не было бы никакой гарантии, что объектив также правильно фокусировал предполагаемое изображение на сенсоре (или пленке).

Это может быть не самым ясным из объяснений - любые изменения приветствуются, если они делают его более согласованным - но, надеюсь, вы поймете идею ...

Answer 2

Матовое стекло, или фокусирующий экран , в простейшем случае представляет собой буквально кусок стекла, который был отшлифован, поэтому одна из его сторон имеет шероховатую / матовую поверхность (см. Также article Матовое стекло в Википедии . На самом деле довольно просто (по крайней мере, для широкоформатных камер) самостоятельно изготовить матовое стекло, см., например, это руководство .

Матовое стекло просто выступает в качестве проекционного экрана, это связано с его полупрозрачностью *, т. Е. Это позволяет увидеть, что объектив проецирует на основное стекло (непосредственно в камерах большого формата или с некоторыми дополнительными зеркалами в SLR и TLR). Фактическая фокусировка происходит путем перемещения фокальной плоскости объектива в правильное положение относительно основного стекла, см., Например, этот ответ .

Существуют более сложные типы фокусирующих экранов, которые включают в себя разделенные экраны или микропризмы. Для объяснения см. эту статью .

_{*) Обратите внимание, что полупрозрачность - это «качество рассеяния», как хорошо объяснено в ответе Дархаузена на этот вопрос.}