Разве диаметр Луны с объективом 600 мм не должен быть вдвое больше, чем у объектива 300 мм?

Question

Я использовал объектив 300 мм и недавно купил объектив 600 мм, полагая, что область в кадре с объективом 600 мм будет ровно половиной площади, покрытой объективом 300 мм. Практически я не понимаю этого; на самом деле очень мало различий. Должен ли диаметр луны, запечатленной объективом 600 мм, быть в два раза больше диаметра луны, запечатленного объективом 300 мм?

Answer 1

При условии, что оба объектива используются на датчике одинакового размера, площадь в кадре с объективом 600 мм должна составлять одну четверть площади в кадре с объективом 300 мм. Линейные размеры должны измениться в два раза, а площадные размеры должны измениться в два раза, что равно четырем.

Если вы не видите, что один и тот же объект, снятый с одного и того же расстояния, кажется, что он вдвое шире с использованием объектива 600 мм, чем с объективом 300 мм, то здесь происходит нечто иное.

1. Одна или обе линзы могут быть помечены неправильно. Вероятно, вероятность того, что 600-миллиметровый объектив на самом деле меньше 600 мм, чем у 300-миллиметрового, заметно длиннее 300 мм.
2. Вы используете полнокадровую (FX) камеру Nikon, а объектив 300 мм представляет собой объектив Dx. Когда объектив Dx прикреплен к камере FX, камера автоматически обрезает изображение, чтобы использовать только центр датчика FX - часть, которая полностью покрыта меньшим световым кругом объектива Dx. Это создаст поле обзора с 300-миллиметровым объективом, который находится ближе к объективу 450-мм объектива с кругом изображения, достаточно большим, чтобы покрыть весь датчик. Посмотрите на разрешение фотографий, используя два объектива. Они одинаковы? Или изображение с объективом 300 мм намного меньше в пикселях, чем изображение с объективом 600 мм?

Answer 2

Объектив камеры действует так же, как объектив кино или слайд-проектора, в котором он проецирует изображение на пленку или датчик. Мы можем использовать геометрию, связанную с поясками, чтобы рассчитать размер проецируемого изображения Луны. Среднее расстояние Луны составляет 384 400 километров, а диаметр - 3474 километра. Отношение расстояния к диаметру составляет 384400 ÷ 3474 = 0,0090. Другими словами, наш взгляд на Луну прослеживает треугольник с отношением диаметра 0,0090 к расстоянию.

Объектив камеры проецирует изображение Луны, а изображение и лучи, формирующие изображение, выделяют треугольник, который отслеживает с одинаковым отношением расстояния к диаметру. Если установлен объектив 300 мм, это будет расстояние от объектива до изображения. Диаметр изображения будет иметь то же соотношение, что и фактический вид. Таким образом, мы умножаем 300 х 0,0090 = 2,71. Мы рассчитали диаметр изображения Луны, он составляет 2,71 мм.

Если мы установим объектив с фокусным расстоянием 600 мм, мы можем пересчитать 600 x 0,0090 = 5,40. Изображение Луны с использованием 600 мм имеет диаметр 5,40 мм, что вдвое больше размера изображения, образованного с помощью 300 мм.

Кстати, фокусное расстояние объектива измеряется, когда объектив снимает дальний объект (объект, который называется символом бесконечного расстояния ∞). Эта мера берется из точки, называемой задним узлом. Если объектив имеет супер простую конструкцию, задний узел, вероятно, находится ближе к центру массива объективов. Настоящий телефото отличается от простого длинного объектива. Он сконструирован с использованием множества положительных и отрицательных линзовых элементов, и, вероятно, ствол искусственно укорочен благодаря продуманному расположению элементов. Обычно, чтобы сделать тубус объектива менее громоздким, задний узел смещен далеко вперед от центра. Во многих случаях он падает в воздухе перед объективом. Тем не менее, он преформует, как для увеличения, так же, как если бы это был простой объектив. Другими словами, объектив 600 мм - это объектив 600 мм, а 300 мм - 300 мм. 600 мм обеспечивает двойное увеличение.