Что особенного в объективах с f-номером <1?

Question

Говоря о быстрых линзах , Википедия упоминает

Nikon TV-Nikkor 35 мм f / 0,9-самый быстрый объектив Nikon за всю историю производства

Почему, например, объективы f / 0.5 не существуют?

Существует ли какая-то особая конструкция для объектива f / 0,9?

Answer 1

Чем шире максимальная диафрагма, тем больше распространенных оптических аберраций будет (при наличии «простой» линзы). Объективы с широкой апертурой становятся все более сложными в изготовлении при разумных затратах, так как вам приходится прилагать больше усилий для коррекции этих оптических линз. аберраций. Дополнительные линзовые элементы необходимы для смягчения хроматической аберрации (которая может стать довольно ужасной при апертурах, более широких, чем f / 2), для исправления искажений (для поддержания прямолинейного поведения и минимизации эффектов искажений), для коррекции сферической аберрации и смещений фокуса, возникающих в результате этого. (или оставить сферическую аберрацию и исправить смещение фокуса дополнительным электронным интеллектом) и т. д.

Следует также отметить, что большее значение f / # должно поддерживать соотношение света, разрешенное для других аналогичных объективов. Объектив f / 0,9 должен допускать на 1,5 ступени больше (более чем в 2 раза больше света), чем объектив f / 1,4, а для достижения физического размера диафрагмы часто требуется больший диаметр корпуса объектива. Увеличение диаметра ствола требует, по крайней мере, большего переднего элемента, который может быстро увеличить стоимость линзы. Объектив f / 0.5 должен пропускать почти на 3 ступени больше света, чем объектив f / 1.4 (объем света в 8 раз больше), и требует физической апертуры, диаметр которой в 2,8 раза больше. Обратите внимание, что важно помнить, что размер физической апертуры, рассчитанный по относительной апертуре, составляет всего при просмотре через передний элемент линзы (который имеет тенденцию немного увеличивать внутренности). Истинный физический размер апертуры обычно не такой большой, однако объективы с особенно большой максимальной апертурой за пределами f / 1 обычно требуют большого объектива. Можно исправить диафрагму больше, чем крепление с большим количеством оптики ... но это часть того, где вступает в игру дополнительная стоимость более широких апертур.

В сочетании с необходимостью исправления растущих эффектов оптических аберраций, для более быстрых линз требуются более крупные элементы, больше стекла, в большем количестве групп, с большим количеством движущихся групп, для достижения приемлемого качества при широких апертурах. Это составляет огромную стоимость, требуя цены, которые находятся вне диапазона для большинства фотографов. Когда речь заходит о таком производителе, как Zeiss, о создании объектива f / 0.7 (насколько я знаю, самого быстрого объектива камеры в мире), это, вероятно, более престижная вещь, чем производитель денег ... лучший объектив Лучше всего иметь лучшие линзы во всех случаях, верно? ;)

(Как оказалось, Zeiss в значительной степени справляется, учитывая их превосходную оптику и между самым быстрым объективом 50 мм f / 0,7 и самым длинным и четким телеобъективом с объективом Apo Sonnar T * 1700 мм f / 4. ... и поверьте мне, 1700 мм f / 4 почти так же безумен, как 50 мм f / 0,7 ... это тонна света для такого большого фокусного расстояния!)

Answer 2

Объективы более быстрые, чем f / 1.0, существуют, но цены стремительно растут, когда вы опускаетесь ниже 1,0, поскольку вы близки к пределу того, насколько далеко стекло может фактически изгибать входящий свет! Допуски становятся очень жесткими, а изготовление дорогим. Предел составляет около f / 0,5 для стекла (с показателем преломления 1,5), чтобы двигаться быстрее, вам нужно будет использовать более экзотический материал, такой как кварц или сапфир, что еще больше увеличивает стоимость. Однажды я прочитал в Интернете ветку, где кто-то рассчитал, что вы можете сделать объектив f / 0.25, но он должен быть полностью построен из алмаза ...

У вас должна быть очень веская причина, чтобы идти быстрее, «делать лучшие снимки в помещении без вспышки» не совсем так. Это должно быть что-то вроде: «Я собираюсь впервые прогуляться по поверхности Луны» ...

Самый быстрый объектив, о котором я когда-либо слышал, был f / 0.55, почти на две ступени быстрее, чем легендарный Canon f / 1.0! Они используются для литографического травления кремниевых пластин, и апертура требуется, чтобы избежать дифракционного ограничения разрешения. Тот же самый эффект, который вызывает мягкие изображения с зеркальными фотокамерами при f / 16, начинает проявляться при более широкой и широкой апертуре, когда вы пытаетесь выделить больше деталей.

Answer 3

Другие уже упоминали стоимость, и они правы.

Еще одно, что, вероятно, более значимо для большинства практических целей, состоит в том, что ваша глубина резкости почти полностью исчезнет. Например, рассмотрим выстрел с 50-миллиметровой линзой на расстоянии около 3 футов - более или менее типичный тип «голова / плечи». На f / 1.0 ваш DoF уже снизился до 3/4 ^тыс. дюйма. При f / 0,5 это будет примерно 3/8 ^тыс. дюйма - если, например, вы сосредоточитесь на чьих-то ресницах, сам глаз будет заметно размыт (или наоборот).

Полагаю, если ваша главная цель - снимать фотографии марок под стеклом в ночное время, минимальная глубина резкости не будет проблемой - но для большинства объектов его использование будет проблематичным.

Answer 4

Есть объектив Zeiss под названием «Carl Zeiss Super-Q-Gigantar 0.33 / 40mm» Да, он имеет максимальную диафрагму f / 0,33 и, следовательно, является самым быстрым объективом из когда-либо сделанных.

В данный момент он находится на аукционе Westlicht-Auction. Поскольку я не уверен, что мне разрешено ссылаться на такую ​​страницу, вот описание:

Carl Zeiss Super-Q-Gigantar 0,33 / 40 мм (ок. 1960 г.) Это самый быстрый в мире объектив для Contarex Bullseye. Уникальный объектив, изготовленный Carl Zeiss для общественных отношений - бывшая коллекция Barringer.

Я не совсем уверен, что этот монстр когда-либо делал фотографии, потому что там просто нет образцов. Все, казалось, делали снимки объектива, но не с ним :-)

Изображение Super-Q-Gigantar

Answer 5

Знаете, я собирался поспорить о креплении объектива, а затем понял, что у меня 200 мм f / 2,8, а диафрагма на нем составляет 71,4 мм, что больше, чем отверстие в моей камере. Итак, единственная причина, о которой я могу думать, это стоимость ...

Чтобы получить преимущества от диафрагмы, более широкой, чем диаметр крепления, производитель должен выполнить дополнительную работу с задними элементами, и это будет стоить. Это становится анализом рентабельности, потому что они не собираются тратить усилия на объектив, который потом будет стоить так дорого, что его почти никто не купит (время от времени это случается, Google объектив Canon 5200 мм). Они должны спросить, что на самом деле дает дополнительный свет на любой объектив? Я думаю, что по большей части, когда вы приблизитесь к соотношению диафрагмы 1: 1 к фокусному расстоянию, ответ будет небольшим или, по крайней мере, недостаточным для оправдания.

Что касается того, как они могут использовать преимущество диафрагмы больше, чем крепление, ну, я не физик и не производитель линз ... Я оставлю это людям умнее меня. что есть предел тому, насколько большое отверстие вы можете получить для данного фокусного расстояния, независимо от того, но как этого достичь, я не знаю.