La respirazione della messa a fuoco rallenta l'obiettivo quando si mette a fuoco ravvicinata?

Ho sentito che la lunghezza focale di alcuni obiettivi diventerà notevolmente più lunga quando si mette a fuoco a distanza ravvicinata, un effetto chiamato "respiro di messa a fuoco". Poiché il numero f è la lunghezza focale divisa per il diametro dell'apertura fisica e la dimensione dell'apertura non cambia, sembra logico concludere che tale obiettivo dovrebbe rallentare quando si mette a fuoco vicino.

È davvero così o c'è qualcosa che sto trascurando?

Questo è vero e molto evidente negli obiettivi macro. Ad esempio, una Nikon 105mm f / 2.8 VR (all'infinito) è f / 4.8 alla distanza minima di messa a fuoco di circa 30 cm.

Vediamo l'uso di tubi di prolunga piuttosto che un obiettivo macro in modo che l'effetto diventi più facile da visualizzare.

L'effettivo f-stop di un obiettivo è uguale all'effettivo f-stop dei tempi dell'obiettivo (1 + ingrandimento / ingrandimento della pupilla). Nelle lenti di circa 50 mm circa, l'ingrandimento della pupilla è di circa 1. Le lenti più lunghe avranno un ingrandimento della pupilla più piccolo e le lenti più corte avranno un ingrandimento della pupilla più grande. Ad esempio, la Canon 180mm f / 3.5L ha un ingrandimento della pupilla di 0,5 se focalizzata su 1: 1.

Quindi, supponendo un design della lente simmetrica con un ingrandimento della pupilla di 1, abbiamo:

F _e = F _a * (1 + ingrandimento)

Ora, se hai quell'obiettivo da 50 mm con 50 mm di tubi di prolunga, hai un ingrandimento di 1,0 e l'effettivo f-stop (F _e ) è il doppio di quello reale. In altre parole, hai perso due fermate di luce nel farlo. Il sistema di lenti è davvero più lento.

Guardalo in questo modo, la luce percorre il doppio della distanza che aveva prima di raggiungere i media. La legge del quadrato inverso la fa illuminare 4 volte l'area (di cui ti interessa solo 1x) e, di nuovo, 2 fermate di luce.

Si noti che questo è ancora un obiettivo da 50 mm in questo esempio. È solo che hai scambiato una distanza minima di messa a fuoco minima dell'obiettivo per la possibilità di mettere a fuoco all'infinito.

Devo sottolineare che l'esempio che ho dato è stato con un obiettivo bello, semplice e simmetrico che è stato usato per fare macro.

Quando hai la messa a fuoco interna in corso (piuttosto che la vecchia scuola "sposta tutto il vetro"), le semplici equazioni dell'obiettivo non sono più semplici, ma molti dei principi sono ancora lì, anche quando non funzionano con un obiettivo macro. L'ingrandimento del soggetto cambia e l'apertura effettiva cambia insieme ad esso.