Perché oggetti lontani vengono invertiti attraverso un obiettivo ma non attraverso il mirino?

Quando guardo attraverso un obiettivo l'immagine di oggetti lontani viene invertita, ma quando guardo il mirino sulla mia fotocamera non lo sono. Perchè è questo?

Sto facendo fatica a capire perché gli oggetti lontani sono invertiti in primo luogo.

Qualcuno potrebbe fornire una spiegazione o diagrammi a raggi (preferibilmente usando una sorgente puntuale su un oggetto e includendo la lente nell'occhio umano)?

EDIT: Grazie a tutti ora capisco perché gli oggetti lontani da una lente appaiono invertiti. Ma qualcuno può ora spiegare come gli elementi della telecamera fanno apparire gli oggetti molto capovolti senza far apparire capovolti gli oggetti normali?

EDIT 2: Non posso fornire un'immagine in questo momento perché sono a scuola ma sai come quando guardi attraverso una lente d'ingrandimento e gli oggetti lontani saranno invertiti e sfocati ma gli oggetti vicini saranno nitidi ed eretti (normale)?

Questo è ciò che accade quando guardo attraverso gli obiettivi della mia fotocamera mentre non sono fissati alla fotocamera, ma quando sono collegati alla fotocamera e guardo attraverso il mirino (o la pellicola elaborata), gli oggetti nell'immagine prodotta sono tutti lo stesso orientamento.

Questo significa che l'obiettivo non produce effettivamente immagini come farebbe una lente d'ingrandimento perché gli oggetti sulle immagini prodotte sulla pellicola hanno tutti lo stesso orientamento? O questo significa che una lente d'ingrandimento non produce effettivamente oggetti con diversi orientamenti ?? Se una lente d'ingrandimento non funziona, allora perché sembra che sia così e i diagrammi delle lenti convesse sono sbagliati (mostrano un'immagine virtuale in posizione verticale per oggetti vicini e immagini realmente capovolte per oggetti lontani)? Una lente d'ingrandimento non è solo una lente convessa?

Sembra una lente d'ingrandimento quando guardo attraverso l'obiettivo. Ecco perché ho pensato che allora l'obiettivo produceva oggetti con diversi orientamenti. Questo vale anche per i diagrammi delle lenti convesse sottostanti che mostrano oggetti con diversi orientamenti.

Quindi l'obiettivo produce oggetti con diversi orientamenti o no ??? Altrimenti perché sembra che guardi attraverso l'obiettivo, e anche sulla base dei diagrammi convessi dell'obiettivo sembra che dovrebbe. In caso contrario, in che modo gli altri obiettivi in ​​un attacco per obiettivo della fotocamera correggono l'obiettivo convesso. E se lo fa, allora perché la pellicola e il mirino mostrano oggetti con lo stesso orientamento?

Scusa per aver chiesto così tanto. Questo è così confuso!

EDIT 3: Ecco come pensavo che un obiettivo della fotocamera avrebbe funzionato:

Ho dimenticato di menzionare in EDIT 2 che sembra che gli oggetti vicini non dovrebbero nemmeno apparire sul film in base ai diagrammi.

Continuo a non capire ... = (

EDIT 4: Quindi gli oggetti molto vicini all'obiettivo della fotocamera non dovrebbero apparire sul film, giusto?

Quindi ... Perché tutti gli oggetti nel mirino appaiono in posizione verticale ??? Dal momento che il mio occhio sta facendo rivivere sia i raggi luminosi di oggetti vicini (immagini verticali virtuali) sia oggetti lontani (immagini reali invertite) non dovrebbero davvero chiudere gli oggetti e gli oggetti più lontani hanno orientamenti diversi? Proprio come guardare attraverso l'obiettivo direttamente? In che modo il mirino cambia qualcosa?

EDIT 5: Grazie mille a tutti. Grazie per l'aiuto.

"Tutto ciò che è abbastanza vicino da formare un'immagine virtuale non è focalizzato sullo schermo di messa a fuoco"

Quindi diciamo che ho messo una penna proprio davanti all'obiettivo e ho guardato direttamente attraverso di essa. L'immagine che vedo è verticale quindi questo significa che è un'immagine virtuale. Ora diciamo che attacco l'obiettivo alla fotocamera e guardo attraverso il mirino. Riesco ancora a vedere la penna ma è sfocata (perché la lunghezza focale è più lunga, giusto?). L'obiettivo forma un'immagine virtuale della penna ma riesco ancora a vederla nel mirino. Perchè è questo? Se il mirino mi mostra esattamente cosa sarebbe sul film, non dovrebbe mostrare affatto la penna (in base ai diagrammi nell'immagine sopra)?

EDIT 6: forse dovrebbe formare un'immagine sfocata. Come una fotocamera pin hole o qualcosa del genere. In ogni caso grazie per tutto l'aiuto a tutti. So che può essere frustrante cercare di insegnarmi. Posso essere piuttosto denso a volte.

È "abbastanza facile" spiegare la domanda di base con un diagramma a raggi o mezzi simili - vedi sotto
MA è importante rendersi conto che la risposta al motivo per cui le immagini del mirino o dell'occhio umano non sono invertite è "di progettazione" o "perché" ( scegline uno, entrambi essenzialmente uguali). Vale a dire, il sistema richiede che il risultato sia in un certo modo, quindi vengono forniti tutti i passaggi necessari per implementare il risultato.

Nel caso di un mirino, vengono aggiunti obiettivi extra, specchi o prismi (o una combinazione di questi) come richiesto per ottenere il risultato finale. La vera domanda non diventa "perché è così", ma come viene fatto.

Nel caso dell'occhio umano, l'immagine sulla Retina è invertita e il cervello la guarda "verso l'alto" per quanto riguarda lo spettatore.

Le informazioni seguenti di questo eccellente sito mostrano come funziona l'inversione di base.

Vedi anche -> Altre informazioni sui diagrammi di raggio

Nel caso dell'occhio, l'immagine viene invertita: { Da qui - bassa tecnologia ma interessante }

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

IMPORTANTE:

Nota che mentre l'immagine sopra attira la tua attenzione mentre dimostra l'inversione, in realtà fa un pessimo lavoro nel mostrare come funziona la lente dell'occhio. Dato che la lente dell'occhio è sempre più incorporata nella cornea, l'interazione aria-cornea fa la maggior parte del "lensing" mentre l'interfaccia cornea-lens gestisce solo circa il 10% della flessione totale.

Di seguito è disponibile un'eccellente discussione di ciò: vedere In the eye e di seguito viene mostrata un'immagine ragionevolmente corretta di come la luce viene effettivamente piegata dall'occhio.

Questo link fornisce una buona (a volte complessa) risposta alla tua domanda.

In breve:

• Un normale elemento dell'obiettivo ingrandisce ma è limitato a un determinato fattore di ingrandimento
• Combinazioni di obiettivi complessi possono ottenere un maggiore ingrandimento e possono invertire l'immagine a causa dei diversi attributi degli obiettivi e del loro uso nell'obiettivo. (Potresti catturare il raggio di un obiettivo dietro il suo punto focale e spostarlo di nuovo con un altro obiettivo-> inverte l'immagine)
• Un pentaprisma inverte l'immagine quando viene inviata al mirino, in modo da avere il "look" finale dell'immagine e poter lavorare con essa.

"Anti-focus" di oggetti più vicini di 1 lunghezza focale all'obiettivo:

• Questo risolve una delle domande che sono sorte durante le "Modifiche" ma non è implicita nella riga dell'oggetto.

La domanda: questa è una precis della tua domanda - tutto il testo è tuo.

• Ho dimenticato di menzionare in EDIT 2 che sembra che gli oggetti vicini non dovrebbero nemmeno apparire sul film in base ai diagrammi.

• EDIT 4: Quindi gli oggetti molto vicini all'obiettivo della fotocamera non dovrebbero apparire sul film, giusto?

• "Tutto ciò che è abbastanza vicino da formare un'immagine virtuale non è focalizzato sullo schermo di messa a fuoco"

• Quindi diciamo che ho messo una penna proprio davanti all'obiettivo e ho guardato direttamente attraverso di essa. L'immagine che vedo è verticale quindi questo significa che è un'immagine virtuale. Ora diciamo che attacco l'obiettivo alla fotocamera e guardo attraverso il mirino. Riesco ancora a vedere la penna ma è sfocata (perché la lunghezza focale è più lunga, giusto?). L'obiettivo forma un'immagine virtuale della penna ma riesco ancora a vederla nel mirino. Perchè è questo? Se il mirino mi mostra esattamente cosa sarebbe sul film, non dovrebbe mostrare affatto la penna (in base ai diagrammi nell'immagine sopra)?

• EDIT 6: forse dovrebbe formare un'immagine sfocata. Come una fotocamera pin hole o qualcosa del genere.

Quello che stai descrivendo è esattamente ciò che accade, ma poiché la defocalizzazione di oggetti più vicini di una lunghezza focale dall'obiettivo è progressiva all'aumentare della distanza all'interno del punto focale - proprio come suggerisce il diagramma - non solo "svaniscono" mentre entrano all'interno la distanza critica - piuttosto diventano progressivamente più indistinti più si avvicinano al viso dell'obiettivo.

Le immagini sottostanti mostrano esempi ragionevolmente estremi di questa "caratteristica" che viene utilizzata con buoni risultati per rimuovere quasi completamente gli oggetti più vicini alla foto - in questo caso le barre verticali e una maglia ragionevolmente pesante sono "svanite per essere sfocate e diffuse così ampiamente che non essere notato.

Gli oggetti in primo piano (in questo caso una maglia pesante e barre di gabbia) che sono più vicini all'obiettivo rispetto alla sua lunghezza focale sono "anti-focalizzati" fino al punto di quasi invisibilità.

Il diagramma 3 con le barre della gabbia aggiunte:

Questo è uno dei miei "trucchi" standard per fotografare oggetti in gabbie e ambienti simili in cui è presente uno strato oscuro incompleto su cui è possibile confrontarsi. Un "trucco" estremamente utile.

In questa foto ci sono barre della gabbia molto vicine all'elemento frontale dell'obiettivo - il più vicino possibile. Uso questo metodo per "abbandonare" con successo anche barre abbastanza solide. In questo caso si tratta di barre a gabbia di spessore normale. La distanza dall'elemento anteriore è inferiore a 50 mm ed è un obiettivo f1,8 da 50 mm. Ci sono alcuni effetti ottici presenti ma normalmente non sono notati dalla maggior parte degli spettatori. La versione a risoluzione più elevata di questo è qui e fai clic sull'icona di download 2 ° a destra nella parte superiore della foto. Questo dà un'occhiata molto migliore a ciò che NON PUOI vedere.

BARRE DI GABBIA TRA UCCELLO E VISUALIZZATORE

Questo è un esempio ancora migliore, in quanto c'è una maglia quadrata molto spessa molto spessa tra la fotocamera e il soggetto (penso non più di 20mm quadrati - posso controllare altre foto). Stava usando un obiettivo 18-250 a 18 mm, f6.3 * Guarda le foto che mostrano la mesh presente nella seconda foto in basso. Visivamente la maglia rovina la presentazione dell'uccello e la telecamera "vede" l'uccello molto meglio dell'occhio.
Stessa foto su Facebook qui

MAGLIA QUADRATA MOLTO SPESSA E BRUTTA TRA UCCELLO E VISUALIZZATORE

(*) Inizialmente avevo detto che questo era stato realizzato con un obiettivo da 1,8 mm f1,8 ma dopo aver controllato l'originale ho modificato i dettagli, come sopra.

Se un obiettivo convergente ha lunghezza focale f, un soggetto che è la posizione p rispetto all'obiettivo genererà un'immagine nella posizione q = f / (f / p-1) [l'equazione fondamentale è f / p + f / q = - 1]; il rapporto tra le dimensioni dell'immagine sarà p: q. Quando peq hanno lo stesso segno, l'immagine sarà sullo stesso lato dell'obiettivo dell'oggetto e il rapporto dimensioni sarà positivo. Quando peq hanno segno opposto, l'immagine sarà sul lato opposto dell'obiettivo, il rapporto dimensionale sarà negativo (implicando un'immagine invertita).

Si noti inoltre che se un'immagine formata da un obiettivo viene utilizzata come "soggetto" per un secondo, quel secondo obiettivo non "si preoccuperà" su quale lato del primo obiettivo appare l'immagine, né su quale lato del secondo obiettivo appare l'immagine; si applicherà la stessa posizione e formula di dimensioni. La distinzione tra immagini virtuali e reali è rilevante solo quando si tenta di posizionare un bersaglio (come un foglio di pellicola) sul piano focale e può essere semplicemente espressa osservando che gli obiettivi non possono fare nulla se non si trovano tra il soggetto reale e l'obiettivo focale previsto; se l'obiettivo finale presentasse un'immagine virtuale, ciò implicherebbe che il bersaglio dovrebbe trovarsi tra il soggetto reale e l'obiettivo finale, rendendo irrilevante l'obiettivo finale.

Un telescopio o altri strumenti simili useranno un obiettivo o una sequenza di obiettivi per mettere a fuoco un'immagine, quindi useranno un altro obiettivo o una sequenza di obiettivi che "guardano" quell'immagine per mettere a fuoco un'altra immagine, ecc. Il primo obiettivo produrrà un'immagine che è almeno una distanza focale da esso. In un telescopio, il secondo obiettivo è posizionato in modo tale che l'immagine sia sempre sullo stesso lato dello spettatore. In una situazione del genere, il secondo obiettivo metterà a fuoco un'immagine ad una distanza focale inferiore. I soggetti che erano infinitamente lontani dal primo obiettivo saranno messi a fuoco quasi infinitamente molto indietro rispetto al secondo, il che rende il termine f / p vicino a zero, dando così un'immagine una lunghezza focale dietro il secondo. I soggetti infinitamente distanti dal primo obiettivo verranno messi a fuoco a una distanza discreta dietro il secondo, e produrrà un'immagine la cui distanza dall'obiettivo è ancora più breve. L'effetto netto è che, indipendentemente dalla posizione dell'immagine originale, il secondo obiettivo produrrà un'immagine compresa tra zero e una distanza focale. Poiché il primo obiettivo produceva un'immagine sul lato opposto al soggetto originale, invertirà l'immagine; poiché il secondo obiettivo ha prodotto un'immagine sullo stesso lato del suo "soggetto" [il soggetto era un'immagine situata sullo stesso lato dello spettatore) non inverte l'immagine.

Molti tipi di apparecchi telescopici destinati alla visione oculare aggiungono una terza lente che si trova in modo tale che l'immagine della seconda lente sarà sempre significativamente più di una lunghezza focale di fronte ad essa. Questa lente, quindi, rifocerà l'immagine formata dalle prime due lenti per formare una seconda immagine che si trova sul lato opposto della terza lente dalla seconda. Poiché quell'immagine e il suo soggetto saranno sui lati opposti della terza lente, la terza lente provocherà una seconda inversione, ribaltando così l'immagine in posizione verticale.

Per quanto riguarda la domanda originale, la ragione per cui un mirino telescopico mostra sempre gli oggetti in posizione verticale è che mentre soggetti troppo vicini possono far sì che l'obiettivo primario generi un'immagine che è quasi infinitamente lontana dal secondo obiettivo, il secondo obiettivo produce sempre un'immagine che è compreso tra zero e una lunghezza focale oltre, in modo tale che l'obiettivo di visione finale non vedrà mai un oggetto così vicino da cambiare il suo comportamento di inversione.