Почему объекты далеко перевернуты через объектив, а не через видоискатель?

Question

Когда я смотрю в объектив, изображение объектов далеко переворачивается, но при взгляде в видоискатель на моей камере это не так. Почему это?

Мне трудно понять, почему объекты, находящиеся далеко, в первую очередь инвертируются.

Может ли кто-нибудь предоставить объяснение или диаграммы лучей (предпочтительно с использованием точечного источника на объекте и включением линзы в человеческом глазу)?

РЕДАКТИРОВАТЬ: Спасибо всем, теперь я понимаю, почему объекты далеко от объектива выглядят перевернутыми. Но может ли кто-нибудь теперь объяснить, как элементы камеры заставляют сильно перевернутые объекты выглядеть правильно вверх, не создавая при этом близких нормальных объектов вверх ногами?

РЕДАКТИРОВАТЬ 2: я не могу предоставить изображение прямо сейчас, потому что я в школе, но вы знаете, как, когда вы смотрите через увеличительное стекло, и отдаленные объекты будут инвертированы и размытыми, но близкие объекты будут резкими и выпрямленными (нормально) ?

Это то, что происходит, когда я смотрю через объективы камеры, когда они не прикреплены к камере, но когда они прикреплены к камере, и я смотрю в видоискатель (или на обработанную пленку) на объекты в полученном изображении все имеют одинаковую ориентацию.

Означает ли это, что объектив на самом деле не производит изображения, как увеличительное стекло, потому что объекты на изображениях, полученных на пленке, имеют одинаковую ориентацию? Или это означает, что увеличительное стекло на самом деле не производит объекты с различной ориентацией? Если увеличительное стекло не работает, то почему оно выглядит так, как на диаграммах выпуклых линз? (Они показывают виртуальное изображение в вертикальном положении для близких объектов и реальные изображения в перевернутом положении для удаленных объектов)? Разве увеличительное стекло - не просто выпуклая линза?

Это выглядит как увеличительное стекло, когда я смотрю в объектив. Вот почему я подумал, что тогда объектив производил объекты с различной ориентацией. Это также относится к диаграммам выпуклых линз ниже, которые показывают объекты с различной ориентацией.

Так линза производит объекты с различной ориентацией или нет ??? Если нет, то почему это выглядит так, как будто я смотрю в объектив, а также на основании диаграмм выпуклых линз, кажется, что так и должно быть. Если это не так, как другие объективы в насадке объектива камеры исправляют выпуклый объектив? И если да, то почему фильм и видоискатель показывают объекты с одинаковой ориентацией?

Извините, что так много просил. Это так запутанно!

РЕДАКТИРОВАТЬ 3: Вот как я думал, что объектив камеры будет работать:

Я забыл упомянуть в EDIT 2, что кажется, что близкие объекты даже не должны появляться на пленке на основе диаграмм.

Я до сих пор не понимаю ... = (

РЕДАКТИРОВАТЬ 4: Значит, объекты, находящиеся очень близко к объективу камеры, не должны появляться на пленке, верно?

Итак ... Почему все объекты в видоискателе отображаются вертикально ??? Так как мой глаз восстанавливает как световые лучи от близких объектов (виртуальных вертикальных изображений), так и далеких объектов (реальных инвертированных изображений), не должны ли на самом деле закрывать объекты, и объекты, находящиеся дальше, имеют разные ориентации? Так же, как смотреть прямо в объектив? Как видоискатель что-то меняет?

РЕДАКТИРОВАТЬ 5: Большое спасибо всем. Спасибо за помощь.

«Все, что достаточно близко для формирования виртуального изображения, не фокусируется на фокусировочном экране»

Допустим, я положил ручку прямо перед объективом и посмотрел сквозь нее. Изображение, которое я вижу, является вертикальным, так что это означает, что это виртуальный образ. Теперь допустим, что я прикрепляю объектив к камере и смотрю в видоискатель. Я до сих пор вижу перо, но оно размытое (потому что фокусное расстояние длиннее, верно?). Объектив формирует виртуальное изображение пера, но я все еще вижу его в видоискателе. Почему это? Если видоискатель показывает мне точно, что было бы на пленке, он вообще не должен показывать перо (на основании диаграмм на рисунке выше), не так ли?

РЕДАКТИРОВАТЬ 6: Может быть, это должно сформировать размытое изображение. Как камера с дырочками или что-то в этом роде. В любом случае спасибо всем за помощь всем. Я знаю, что пытаться научить меня может быть неприятно. Я могу быть довольно плотным иногда.

Answer 1

«Достаточно просто» объяснить основной вопрос с помощью лучевой диаграммы или аналогичных средств - см. Ниже
НО важно понимать, что ответом на то, почему изображения в видоискателе или человеческом глазе не инвертированы, является «по замыслу» или «потому что» (выберите одно, оба по сути одинаковые). То есть система требует, чтобы результат был определенным образом, поэтому предоставляются любые шаги, необходимые для реализации результата.

В случае видоискателя дополнительные линзы, зеркала или призмы (или их комбинации) добавляются по мере необходимости для достижения конечного результата. Реальный вопрос становится не "почему это так", а как это делается.

В случае человеческого глаза изображение на сетчатке инвертировано, и мозг смотрит на нее «правильным путем», насколько это касается зрителя.

Информация ниже с этого отличного сайта показывает, как работает базовая инверсия.

Также см. -> Подробнее о диаграммах лучей

---

В случае с глазом изображение перевернуто: { Отсюда - низкотехнологичный, но интересный }

http://www.quantumtheatre.co.uk/Lights%20&%20Sounds%20notes%20Key%20Stage%202_files/image022.jpg

---

ВАЖНО:

Обратите внимание, что хотя приведенное выше изображение привлекает ваше внимание, поскольку оно демонстрирует инверсию, оно фактически очень плохо показывает, как работает линза глаза. Поскольку глазная линза все больше встраивается в роговицу, взаимодействие воздуха и роговицы выполняет большую часть «линзирования», в то время как интерфейс роговицы и линзы управляет только около 10% общего изгиба.

Отличное обсуждение этого доступно здесь - см. В ваших глазах и разумно правильное изображение того, как свет фактически изгибается глазом, показано ниже.

Answer 2

«Антифокусировка» объектов ближе 1 фокусного расстояния к объективу:

• Это относится к одному из вопросов, который возник во время ваших "Правок", но не подразумевается в вашей теме.

Вопрос: Это вопрос вашего вопроса - весь текст принадлежит вам.

• Я забыл упомянуть в EDIT 2, что кажется, что близкие объекты не должны даже появляться на пленке на основе диаграмм.

• РЕДАКТИРОВАТЬ 4: Значит, объекты, находящиеся очень близко к объективу камеры, не должны появляться на пленке, верно?

• «Все, что достаточно близко для формирования виртуального изображения, не фокусируется на фокусировочном экране»

• Допустим, я положил ручку прямо перед объективом и посмотрел через нее. Изображение, которое я вижу, является вертикальным, так что это означает, что это виртуальный образ. Теперь допустим, что я прикрепляю объектив к камере и смотрю в видоискатель. Я до сих пор вижу перо, но оно размытое (потому что фокусное расстояние длиннее, верно?). Объектив формирует виртуальное изображение пера, но я все еще вижу его в видоискателе. Почему это? Если видоискатель показывает мне точно, что было бы на пленке, он вообще не должен показывать ручку (на основе диаграмм на рисунке выше), не так ли?

• РЕДАКТИРОВАТЬ 6: Может быть, это должно сформировать размытое изображение. Как камера с дырочками или что-то в этом роде.

---

То, что вы описываете, это именно то, что происходит, но поскольку расфокусировка объектов, расположенных ближе, чем фокусное расстояние от объектива, является прогрессивной по мере увеличения расстояния внутри фокусной точки - как показывает ваша диаграмма - они не просто "исчезают", а они находятся на критическом расстоянии - скорее, они становятся все более и более нечеткими по мере приближения к поверхности линзы.

На рисунках ниже показаны довольно экстремальные примеры использования этой «функции» для эффективного использования для почти полного удаления близких объектов с фотографии - в этом случае вертикальные полосы и довольно тяжелая сетка «исчезают» из-за расфокусировки и распределения. широко, чтобы не быть замеченным.

---

Объекты переднего плана (в данном случае тяжелая сетка и решетки клетки), которые находятся ближе к объективу, чем его фокусное расстояние, являются «антифокусированными» до точки почти невидимости.

Ваша диаграмма 3 с добавленными решетками:

Это одна из моих стандартных «уловок» для фотографирования объектов в клетках и подобных средах, где есть неполный затемняющий слой, с которым вы можете столкнуться. Чрезвычайно полезный «трюк».

На этом снимке стержни клетки расположены очень близко к переднему элементу объектива - настолько близко, насколько я мог бы их достать. Я использую этот метод, чтобы успешно «выпадать» даже из довольно солидных баров. В этом случае это нормальная толщина каркаса. Расстояние до переднего элемента составляет менее 50 мм, а объектив 50 мм f1.8. Есть некоторые оптические эффекты, но они обычно не замечаются большинством зрителей. Более высокая версия этого разрешения здесь и щелкните значок загрузки 2-й справа вверху фотографии. Это дает намного лучший взгляд на то, что вы НЕ МОЖЕТЕ увидеть.

БАРЫ КЕЙДЖА МЕЖДУ ПТИЦЕЙ И ПРОСМОТРОМ

Это еще лучший пример, поскольку между камерой и объектом имеется очень толстая квадратная сетка с небольшим шагом (думаю, не более 20 мм квадратов - я могу проверить другие фотографии). При этом использовался объектив 18-250 при 18 мм, f6,3 * См. Фотографии, показывающие сетку, которая присутствовала на 2-й фотографии ниже. Визуально сетка разрушает представление птицы, и камера «видит» птицу намного лучше, чем может глаз.
То же фото на фейсбуке здесь

ОЧЕНЬ ТОЛСТЫЙ И Гадкий КВАДРАТНЫЙ СЕТЬ МЕЖДУ ПТИЦЕЙ И ПРОСМОТРОМ

---

(*) Я изначально сказал, что это было сделано с объективом 50 мм f1.8, но после проверки оригинала я изменил детали, как указано выше.

Answer 3

Эта ссылка дает хороший (иногда сложный) ответ на ваш вопрос.

Короче говоря:

• Увеличивается один нормальный элемент объектива, но он ограничен определенным коэффициентом увеличения
• Сложные комбинации объективов могут получить большее увеличение и могут инвертировать изображение из-за различных атрибутов объективов и их использования в объективе. (Вы можете поймать луч объектива за его фокусом и перефокусировать его с помощью другого объектива -> инвертировать изображение)
• Пентапризма инвертирует изображение, когда оно отправляется в видоискатель, поэтому вы получаете окончательный «вид» изображения и можете работать с ним.

Answer 4

Если сходящийся объектив имеет фокусное расстояние f, объект, который находится в положении p относительно объектива, сгенерирует изображение в месте q = f / (f / p-1) [основное уравнение - f / p + f / д = -1]; соотношение размеров изображения будет p: q. Когда p и q имеют один и тот же знак, изображение будет на той же стороне объектива, что и объект, и соотношение размеров будет положительным. Когда p и q имеют противоположный знак, изображение будет на противоположной стороне объектива, соотношение размеров будет отрицательным (подразумевается перевернутое изображение).

Также обратите внимание, что если изображение, сформированное одним объективом, используется в качестве «объекта» в течение секунды, то для второго объектива не будет «заботиться», на какой стороне первого объектива появляется изображение, и даже на каком сторона объектива second - изображение появляется; будет применяться та же формула положения и размера. Различие между виртуальными и реальными изображениями имеет значение только при попытке разместить цель (например, лист пленки) на фокальной плоскости, и наиболее просто это можно выразить, наблюдая, что линзы ничего не могут сделать, если они не расположены между реальный предмет и предполагаемая целевая цель; если конечная линза будет представлять виртуальное изображение, это будет означать, что цель должна находиться между реальным объектом и конечной линзой, что делает эту конечную линзу несущественной.

Телескопы или другие подобные инструменты будут использовать линзу или последовательность линз для фокусировки изображения, затем использовать другую линзу или последовательность линз, которые «смотрят» на это изображение, чтобы сфокусировать другое изображение и т. Д. Первая линза произведет изображение, которое по крайней мере фокусное расстояние от него. В телескопе вторая линза расположена так, что изображение всегда будет на той же стороне, что и зритель. В такой ситуации вторая линза будет фокусировать изображение на расстоянии меньше фокусного расстояния. Субъекты, которые были бесконечно далеки от первой линзы, будут фокусироваться почти бесконечно далеко за второй, что приводит к тому, что слагаемое f / p приближается к нулю, таким образом получая изображение на одно фокусное расстояние позади второй. Объекты, которые находятся бесконечно далеко от первой линзы, будут сфокусированы на отдельном расстоянии позади второй, и получат изображение, расстояние которого от линзы еще меньше. Чистый эффект заключается в том, что независимо от местоположения исходного изображения второй объектив создает изображение, которое находится на расстоянии от нуля до одного фокусного расстояния. Поскольку первая линза создала изображение на стороне, противоположной исходному объекту, она инвертирует изображение; поскольку второй объектив создавал изображение на той же стороне, что и его «объект» (объектом было изображение, расположенное на той же стороне, что и зритель), он не будет инвертировать изображение.

Многие телескопические устройства, предназначенные для наблюдения за глазами, добавляют третью линзу, которая расположена так, что изображение от второй линзы всегда будет значительно больше фокусного расстояния перед ним. Таким образом, эта линза перефокусирует изображение, сформированное первыми двумя линзами, для формирования второго изображения, которое находится на противоположной стороне третьей линзы от второй. Поскольку это изображение и его объект будут на противоположных сторонах третьей линзы, третья линза вызовет вторую инверсию, таким образом переворачивая изображение в вертикальном положении.

Что касается первоначального вопроса, то причина, по которой телескопический видоискатель всегда показывает объекты в вертикальном положении, заключается в том, что в то время как чрезмерно близко расположенные объекты могут вызывать создание первичной линзой изображения, которое находится почти бесконечно далеко от второй линзы, вторая линза всегда создает изображение, которое находится между нулевым и одним фокусным расстоянием за ним, так что конечная линза обзора никогда не увидит объект настолько близко, чтобы изменить его поведение при инвертировании.