Esiste uno sviluppo nel mondo delle lenti?


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Ora, non sono un esperto, quindi se questo post ti fa ridere, sei il benvenuto. Tuttavia, per quanto ne so ci sono fondamentalmente due componenti che determinano la potenziale qualità delle foto di una fotocamera:

  • Sensore
  • Lenti a contatto)

So che la tecnologia dei sensori sta ancora migliorando nel corso degli anni, ma per quanto riguarda gli obiettivi? C'è qualche sviluppo in quell'area (ad es. Vetro più liscio o qualcosa del genere) o la tecnologia delle lenti è già stata perfezionata prima dell'era digitale?

Risposte:


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Sì. C'è uno sviluppo in quattro aree: design del computer, scienza dei materiali, caratteristiche e infine una categoria che chiamerò "non meglio solo diversa".

Computer Design

Il design delle lenti è sempre stato un mix di arte e scienza. Nella prima parte del secolo precedente, l'arte era chiaramente primaria (anche per i progettisti di lenti scientifiche). Ora, il software di progettazione delle lenti sposta l'equilibrio verso la scienza. Certamente c'è ancora arte nel creare un obiettivo con un rendering piacevole, ma la scienza sicuramente aiuta. Ogni obiettivo è un compromesso tra diversi vincoli: ottico (aberrazioni, nitidezza, telecentricità, zoom, parafocale vs.varifocale), fisico (numero di elementi, dimensioni e peso) e costo (tipo di elementi utilizzati, qualità costruttiva, complicazione). Il software aiuta i progettisti a creare un obiettivo entro criteri accettabili predeterminati e consente loro di testarlo utilizzando la simulazione prima di spendere un sacco di soldi per determinare se i concetti sono validi.

Questo software segue sia i miglioramenti generali nel software di progettazione (come si potrebbe vedere miglioramenti in Photoshop o in qualsiasi programma CAD), sia gli sviluppi nei campi dell'ottica e della fotonica. Gli stessi progressi nella fotografia computazionale che consentono alla fotocamera a campo chiaro Lytro di dare una mano qui. E questi progressi nel software a loro volta si riflettono nei moderni design degli obiettivi creati in questo modo.

Vado a migliorare i miglioramenti nella produzione con questa categoria; forse merita il suo. Le moderne tecniche di produzione utilizzano macchinari computerizzati per produrre in modo affidabile singoli elementi di lenti complicate , rendendo il loro uso meno costoso laddove prima avrebbero potuto essere proibitivi.

Scienza materiale

Ci sono tre grandi aree in cui questo è importante.

Innanzitutto, il bicchiere. Diverse composizioni di vetro hanno proprietà ottiche diverse, con una desiderabilità variabile per gli obiettivi fotografici: ad esempio, un basso indice di rifrazione, una bassa dispersione e un'elevata trasmissione della luce sono tutti buoni. Molti dei vecchi metodi di fabbricazione del vetro con proprietà desiderabili erano piuttosto costosi o presentavano altri gravi inconvenienti . I progressi nella scienza dei materiali hanno prodotto vetro con proprietà simili senza quegli svantaggi. È probabile che continuerà a essere così.

In secondo luogo, i rivestimenti sulle lenti sono migliorati. Questi sono usati su tutti gli obiettivi buoni per ridurre l'abbagliamento , il che è molto importante perché la luce diffusa che rimbalza intorno riduce la qualità dell'immagine. I rivestimenti più recenti lo fanno meglio, più a buon mercato e hanno altre proprietà desiderabili come la repulsione delle impronte digitali e della polvere.

E terzo: la plastica ! Non siamo al punto in cui gli elementi in plastica possono sostituire il vetro in tutto tranne che nelle lenti giocattolo, ma la plastica viene utilizzata sempre più spesso nella costruzione di lenti in cui il metallo sarebbe prima. In alcuni casi, ciò serve solo a renderli più economici senza preoccuparsi della qualità, ma quando una buona plastica viene usata bene, possono rendere un obiettivo più leggero e più piccolo senza compromettere la qualità.

Caratteristiche

Ho intenzione di evidenziare la stabilizzazione dell'immagine, poiché questo è ovvio. Gli obiettivi moderni possono offrire fino a cinque stop di beneficio dalla stabilizzazione, ovvero velocità dell'otturatore fino a 32 × più lunghe con la stessa nitidezza. E i più recenti progressi nella IS sono corretti per tipi di movimento più complicati e diversi . Dato che la concorrenza qui è feroce e ci sono ancora molte idee non sfruttate, aspettiamo che quest'area continui a migliorare rapidamente.

Poiché il bokeh - la qualità visiva delle aree sfocate - è diventato un fattore sempre più importante, un numero maggiore di lamelle di apertura e lamelle con bordi arrotondati sono più comuni. Questa funzione è disponibile da molto tempo su design di obiettivi di qualità premium, ma ora sembra essere quasi una caratteristica indispensabile anche su un "nifty cinquanta" di fascia bassa, come quelli di Nikon e Pentax .

Un altro esempio sono i migliori motori integrati nell'obiettivo, che utilizzano design ad ultrasuoni ad anello. E ancora un altro esempio è il meccanismo della frizione nei nuovi obiettivi Pentax, che consente la messa a fuoco manuale a tempo pieno anche con l'autofocus motorizzato. Oppure, alcuni obiettivi Pentax hanno un paraluce incorporato / estraibile intelligente. Questo non ha nulla a che fare con il design ottico, ma è un esempio di innovazione pratica che è davvero vantaggioso per il fotografo.

La protezione dalle intemperie è un'altra caratteristica: non c'è nulla di particolarmente innovativo in questo (tranne alcuni della scienza dei materiali, forse), ma adattarlo a più design delle lenti è un progresso.

Poiché c'è più convergenza tra video e fotografia fissa, vedremo alcune ulteriori modifiche correlate a questo: funzionamento più silenzioso e impostazioni di apertura continua (anziché essere limitati ai tradizionali arresti o loro frazioni predeterminate; questo consente cambiamenti regolari durante le riprese senza causando salti di esposizione). Probabilmente molte di queste funzioni rientrano nella categoria successiva se viste dal punto di vista non video, poiché ad esempio l'apertura continua non è in realtà una caratteristica con molti vantaggi per la fotografia .

Non meglio, solo diverso

In questa categoria: modifiche apportate a vantaggio del digitale e nuovi design per sensori più piccoli.

Per il digitale, i progetti devono tenere conto della maggiore riflettanza del materiale del sensore sulla pellicola. Ciò significa che non c'è più luce diffusa rimbalzato di nuovo nella lente di quanto c'era prima. Inoltre, la maggior parte dei sensori perdona meno la luce che non proviene direttamente, rendendo il design telecentrico più importante.

Inoltre, sensori più piccoli significano semplicemente che gli obiettivi possono essere progettati con un cerchio di immagini più piccolo, o almeno con quelle proprietà importanti ottimizzate solo per il centro senza preoccuparsi così tanto di quelli che sarebbero gli angoli a pieno formato. Ciò consente design più piccoli, più leggeri ed economici che offrono comunque un'eccellente qualità d'immagine - la serie DA Limited di Pentax è qui il bambino poster, con il smc DA 15mm f / 4 ED AL Limited che è un esempio di un recente design innovativo dell'obiettivo che incorpora molti delle cose che ho elencato sopra.

C'è un altro cambiamento che potrebbe essere inserito anche in questa categoria. Molte fotocamere offrono ora la correzione automatica del software dei difetti dell'obiettivo come l'aberrazione cromatica e la distorsione a barilotto. In effetti, in alcuni punti e scatta e compatte fotocamere con obiettivo intercambiabile, questo non è nemmeno opzionale: è solo acceso. La fotocamera comunica elettronicamente con l'obiettivo e "sa" come regolare l'immagine nell'elaborazione RAW per compensare le stranezze di quel modello di obiettivo. Ciò consente ai parametri di compromesso per il design dell'obiettivo di essere diversi: quei fattori che possono essere facilmente corretti nel software possono essere lasciati impazzire e altre caratteristiche desiderate portate oltre ciò che potrebbero essere altrimenti. In questo momento, l'attenzione si concentra principalmente su dimensioni, peso e costi, ma man mano che l'elaborazione delle immagini diventa sempre più veloce, non sarà troppo sorprendente vedere questo pensiero entrare anche in progetti di fascia alta.


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Per quanto riguarda la categoria "Not Better, Just Different", spero davvero che i principali marchi escano presto con alcuni simpatici numeri primi APS. Potrei davvero scegliere un 24mm f / 2.
Evan Krall,

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C'è anche di più nel bokeh della forma dell'iride; molto lavoro nel moderno design delle lenti mira a garantire che il cerchio di confusione fuori fuoco sia un punto sfocato piuttosto che una sorta di forma ad anello ( nisen-bokeh ). L'indiscusso King of Cream, il Sony (Minolta) 135mm f / 2.8 [T / 4.5] STF rinuncia a un stop-e-un terzo di luce per inserire un elemento di apodizzazione, una sorta di filtro ND graduato radialmente su steroidi, per garantire che il bokeh abbia le giuste caratteristiche (insieme all'iride a 10 lame). Le lenti più recenti cercano di ottenere lo stesso risultato senza l'elemento esotico e la perdita di luce.

@StanRogers - oh, assolutamente. Non intendevo dare l'impressione che le lame fossero tutto quello che c'è da fare al bokeh, solo che è il motore di quella tendenza.
Mattdm,

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@mattdm - intendeva più un'annotazione che una critica (come la maggior parte dei miei commenti; spero che la gente lo capisca). Odio solo modificare le cose in buone risposte - Non ho bisogno di vedere la mia faccia sorridente sulla copertina di ogni numero di Rolling Stone (c'è qualcosa nel co-credito dell'ultimo editore che mi dà semplicemente fastidio ).

Considererei l'ultimo paragrafo correttamente "migliore": usare il software per ottenere più libertà nella progettazione degli obiettivi o addirittura tagliare una delle diverse dimensioni concorrenti sembra essere un progresso incredibile .
Raffaello,

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Parlando dal mondo dell'astronomia amatoriale, c'è un bel po 'di sviluppo in corso con le lenti. Gli oculari e gli obiettivi utilizzano tutti nuovi vetri esotici e risorse informatiche per progettare dispositivi di rifrazione ben corretti. Le nuove miscele di vetro non arrivano molto spesso e lo sforzo adeguato per abbinare meglio forme e caratteristiche richiede ancora competenza tecnica.

Una recente newsletter di Stellarvue (un produttore statunitense di telescopi) discute il modo in cui lavorano con i diversi tipi di vetro disponibili per dare nuovi colpi di scena a progetti più vecchi. Newsletter Stellarvue

Oh, e se conosci un astronomo dilettante, menziona loro gli oculari "Ethos". Sono un design recente che è diventato di gran moda.

Dal mondo della fotografia, ci sono state offerte recenti per avere nuovi design di obiettivi che diano più luce ad angolo retto sul CCD / CMOS rispetto ai vecchi progetti di pellicole che potrebbero adattarsi ai diversi angoli. Questi obiettivi tendono ad essere chiamati "digitali" o pronti per il digitale poiché sono costruiti per fornire una migliore illuminazione per i pozzetti CCD.

Inoltre, le offerte recenti hanno incluso obiettivi che sfruttano solo la necessità di illuminare un cerchio di immagini più piccolo per coprire sensori più piccoli. Ciò consente di rendere gli obiettivi complessivi più piccoli e meno costosi.

Per un sondaggio su come sono cambiate le cose all'interno di un marchio specifico, puoi consultare la pagina Pentax K-Mount di Bojidar Dimitrov . Suggerisco di osservare come il design dei numeri primi e degli zoom sia cambiato nel corso degli anni. Tuttavia, ci vorrebbe un ingegnere ottico per descrivere i dettagli di come e perché sono state apportate alcune modifiche.

Oltre al design ottico, anche i rivestimenti antiriflesso sono migliorati nel corso degli anni. Sono diventati più durevoli e più efficienti.

Spero che sia di aiuto!


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Ridurre le dimensioni e il peso degli obiettivi sembra essere una delle aree chiave di messa a fuoco. Ad esempio, il nuovo obiettivo Canon EF 600 mm con IS è in realtà più leggero del precedente non IS (5,4 kg contro 6 kg).

A lunghezze focali inferiori, vengono utilizzate ottiche diffrattive che consentono di realizzare obiettivi più piccoli e leggeri come la Canon 400mm f / 4 DO e la 70-300mm f / 4.5-5.6 DO.


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Oltre al sensore di campo luminoso LYTRO già menzionato qui, ci sono altre tecnologie che recentemente hanno attirato la mia attenzione, le lenti liquide, un sensore organico e un otturatore globale.

I brevetti per questi obiettivi sono stati presentati almeno da Olympus, Samsung e Panasonic ( pagina Brevetti ).

Usano un impulso elettrico per cambiare il formato di una bolla di liquido all'interno della custodia dell'obiettivo, che in questo caso è un elemento dell'obiettivo stesso.

Esistono già alcuni obiettivi come questo sul mercato, ma vengono utilizzati su dispositivi di piccole dimensioni come le webcam ( sperimentazione con una lente liquida e un driver IC ), penso che potrebbe passare del tempo prima che escano per vere fotocamere.

I vantaggi di questa tecnologia sono:

  • occhiali senza movimento per zoom o AF

  • meno occhiali all'interno dell'obiettivo

  • risposta elettrica più veloce

  • non motore sul vetro

  • modalità silenziosa AF

EDIT: Per quanto riguarda il sensore organico, so solo che Fuji lo farà, il nome suggerisce che utilizza componenti organici e Fuji afferma che questo sensore può superare la qualità di qualsiasi altro sensore FF, maggiori informazioni qui .

Finalmente l'otturatore globale, citando:

un Global Shutter cattura tutte le informazioni da ogni fotosite su un chip in una volta

ciò significa che può rimuovere gli effetti tipici dai sensori di corrente usando la tapparella come esposizione di sfocatura, inclinazione, oscillazione ed esposizione parziale. Maggiori informazioni qui .


O si! Sono cose fantastiche.
Mattdm,

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Vi sono certamente ancora dei miglioramenti apportati agli obiettivi. Il controllo di qualità del vetro prodotto è migliorato nel tempo e inoltre sono stati apportati molti miglioramenti ai rivestimenti per ridurre i riflessi / i riflessi.

Oltre agli attuali elementi dell'obiettivo, ci sono anche molti altri componenti di un obiettivo che sono ancora in fase di sviluppo, ad esempio i sistemi IS / VR, che sono diventati molto più intelligenti negli ultimi anni.

Per una buona panoramica di alcune delle tecnologie high-end che va in lenti controllare la pagina di Canon L Series . (Sì, è più o meno solo un grande annuncio per Canon, ma la pagina contiene molte informazioni interessanti.)

Nikon ha una sezione sulla tecnologia dell'ottica che ha anche molte informazioni utili, ma non tanta storia (e non altrettanto appariscente).

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