Come posso calcolare quale sarà l'effetto di un tubo di prolunga?

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Ci deve essere una descrizione matematica della differenza che un tubo di prolunga fa per un obiettivo: è qualcosa che può essere facilmente descritto?

(Ad esempio, con i teleconvertitori puoi dire cose come "un teleconvertitore 2x trasformerà un obiettivo Y-mm in un obiettivo 2Y-mm e ti farà perdere 2 stop." Esiste qualcosa di simile per i tubi di prolunga?)

Se non c'è molto da dire sull'ingrandimento, in generale, che dire della variazione della distanza focale più vicina? Anche questo dipende dall'obiettivo?

Che ne dite se valutiamo l'obiettivo: esiste un modo generale per confrontare gli effetti di (diciamo) un tubo di prolunga da 12 mm e uno da 24 mm sullo stesso obiettivo?

macro extension-tubes magnification

— Matt Bishop
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Credo che ci siano alcune formule che puoi usare. Al punto di Matt Grum, non li ho testati con obiettivi zoom e, per quanto ne so, si applicano solo a obiettivi primi (lunghezza focale fissa). Non hai specificato specificamente gli obiettivi zoom, quindi ...

Il modo più semplice per calcolare l'ingrandimento di un obiettivo è tramite la seguente formula:

  Magnification = TotalExtension / FocalLength
  M = TE / F

Per calcolare l'ingrandimento con un tubo di prolunga, è necessario conoscere l'estensione totale ... ovvero l'estensione fornita dall'obiettivo stesso, nonché quella fornita dal tubo di prolunga. La maggior parte delle statistiche sulle lenti oggigiorno includono l'ingrandimento intrinseco. Se prendiamo l'obiettivo 50mm f / 1.8 di Canon, l'ingrandimento intrinseco è 0,15x. Possiamo risolvere gli obiettivi con estensione integrata in questo modo:

   0.15 = TE / 50
   TE = 50 * 0.15
   TE = 7.5mm

L'ingrandimento con estensione aggiuntiva ora può essere calcolato come segue:

  Magnification = (IntrinsicExtension + TubeExtension) / FocalLength
  M = IE + TE / F

Se assumiamo 25 mm di estensione aggiuntiva tramite un tubo di prolunga:

  M = 7.5mm + 25mm / 50mm
  M = 32.5mm / 50mm
  M = 0.65x

Una formula abbastanza semplice che ci consente di calcolare l'ingrandimento abbastanza facilmente, supponendo che tu conosca l'ingrandimento intrinseco dell'obiettivo (o la sua estensione intrinseca.) Se supponiamo che l'obiettivo meraviglioso da 50 mm sia l'obiettivo che stai estendendo, per creare una macro 1: 1 ingrandimento, occorrerebbe un'estensione di 50 mm. Il problema qui è che se aggiungi troppa estensione, il piano del mondo che è a fuoco (l' immagine virtuale ) potrebbe finire all'interno dell'obiettivo stesso. Inoltre, ciò presuppone un obiettivo "semplice", con caratteristiche ben definite e ben note (cioè un obiettivo a singolo elemento).

In uno scenario del mondo reale, è improbabile avere una chiara comprensione di particolari caratteristiche delle lenti. Con gli obiettivi che mettono a fuoco internamente o gli obiettivi zoom, la semplice formula sopra è insufficiente per consentire di calcolare esattamente quale sia la distanza minima di messa a fuoco e l'ingrandimento per qualsiasi obiettivo, lunghezza focale ed estensione. Esistono troppe variabili, molte delle quali probabilmente sconosciute, per calcolare un valore significativo.

Ecco alcune risorse che ho trovato che forniscono alcune informazioni utili che potrebbero aiutarti nel tuo impegno:

Tutorial sull'obiettivo
- Qualche grande matematica per obiettivi, tra cui MFD e Mag
Wikipedia: ingrandimento
Post del forum su estensione, ingrandimento, DMF
- Applicabilità limitata, presuppone troppo
Post nel forum su Extension e MDF
- Applicabilità limitata, presuppone troppo

— jrista
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Stranamente, il 50mm f / 1.8 è l'obiettivo (beh, OK, uno degli obiettivi) che sto estendendo - e anche quei collegamenti sembrano davvero utili. Grazie!

— Matt Bishop,

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Buona risposta, esattamente quello che stavo cercando! Mi dà solo fastidio che stai usando TE per abbreviare "TotalExtension" e anche "TubeExtension".

— smow

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Penso che possa essere descritto, infatti Wikipedia ha la formula pertinente:

1/S1 + 1/S2 = 1/f

Dove S1 è la distanza dal soggetto al punto nodale anteriore, S2 è la distanza del punto nodale posteriore dal sensore e f è la lunghezza focale. Poiché i tubi di prolunga aumentano S2, ti consente di ridurre S1, quindi puoi mettere a fuoco molto più vicino al soggetto.

— John Cavan
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Tale formula presuppone che tu conosca i punti modali anteriore e posteriore che in generale non sono specificati dal produttore, quindi dovrai misurarli per ogni obiettivo. Inoltre la formula non è valida per gli obiettivi che cambiano la lunghezza focale durante la messa a fuoco, quindi non penso che sia proprio quello che fa l'interrogante.

— Matt Grum

Con un obiettivo semplice (ad es. Singolo elemento), la lunghezza focale non cambia mai (a meno che non si cambi la forma dell'obiettivo - o a meno che non si sia molto specifici e si parli di diversi colori di luce o simili), e questo è assolutamente corretto (infatti, spostare la posizione dell'obiettivo è tutto ciò che stai facendo per cambiare la messa a fuoco comunque, quindi un tubo di prolunga ti consente solo di spostarlo ulteriormente). Per obiettivi complessi (multi-elemento), non capisco abbastanza bene i principi dell'ottica per essere sicuro che lo stesso valga. Ma l'aereo del film è sempre il "bersaglio" della messa a fuoco, giusto? Quindi ... la penso così.

— Lindes

Alcune delle mie fonti per l'apprendimento (che spero di riunire in seguito in una mia risposta - non c'è tempo per quello ora, però): youtube.com/view_play_list?p=F703024381DE9004 - e in particolare, questi due: youtube.com/watch?v=oKfqO4tBfPc&p=F703024381DE9004 e youtube.com/watch?v=mjIfdXnhyQI&p=F703024381DE9004

— lindes

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@Matt Grum - Penso che l'equazione illustri il principio alla base che sembra essere il nocciolo della domanda. Almeno per me. :)

— John Cavan il

@John Cavan - la formula illustra bene il motivo per cui i tubi di prolunga riducono la distanza minima di messa a fuoco, ma penso che l'interrogatore stesse cercando una formula che possa usare per giudicare la lunghezza del tubo di prolunga che è necessario acquistare per un determinato obiettivo per aumentare l'ingrandimento x volte, che purtroppo non è possibile nel caso generale ...

— Matt Grum

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modifica per rispondere alle domande di follow-up dato che conosci gli effetti di un tubo di una certa lunghezza su un determinato obiettivo, puoi calcolare i valori mancanti dalle equazioni di John e dovresti essere in grado di ottenere una stima dell'effetto di un tubo di diversa lunghezza. Anche in questo caso i valori saranno soggetti ai difetti del metodo di messa a fuoco dell'obiettivo, ma dovrebbero darti un'idea abbastanza buona.

In generale no. Esiste una formula, ovviamente, ma è necessario conoscere la configurazione interna dell'obiettivo e di solito alcuni elementi del design dell'obiettivo.

Tubi di prolunga di solito cambiare l' efficace leggermente lunghezza focale (la lunghezza effettiva focale dell'obiettivo è una proprietà della potenza di curvatura del vetro in modo non cambia quando si sposta) ma quanto dipende dal tipo di lente. Molto ha a che fare con l'angolazione con cui i raggi luminosi lasciano il retro dell'obiettivo. Se prendi un obiettivo telecentrico nello spazio oggetti (un tipo speciale di obiettivo in cui i raggi escono paralleli tra loro), la distanza dal piano del film non ha importanza poiché i raggi sono paralleli, non convergeranno o divergeranno più.

Se si osserva il retro di un obiettivo grandangolare, l'elemento posteriore è molto vicino alla parte posteriore dell'obiettivo. Ora guarda un teleobiettivo, ci sarà uno spazio tra l'ultimo pezzo di vetro e l'innesto, come se l'obiettivo avesse già un tubo di prolunga. Un tubo di prolunga si comporterà in modo molto diverso su questi due diversi obiettivi. Il metodo di messa a fuoco (interno o esterno) influenza anche i risultati dell'aggiunta di tubi di prolunga.

Quindi, insomma, temo che non esiste una formula semplice come quella per i telecover.

— Matt Grum
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È davvero preciso affermare che la lunghezza focale cambia? La mia comprensione dell'ottica in ogni dettaglio è agli inizi, ma la mia comprensione finora è che spostando l'obiettivo (che è davvero un tubo di prolunga), la lunghezza focale non cambierà (anche se forse l'ingrandimento potrebbe? O cosa abbiamo collettivamente iniziato a chiamare la "lunghezza focale effettiva"), ma piuttosto, la distanza cambia per il piano focale , il che fa sì che il piano a fuoco cambi ... Cercherò di trovare alcune risorse e inserirle in un risposta. Penso però che questa risposta sia effettivamente discutibile. Credo.

— Scade il

Se la lunghezza focale cambia o meno e in che misura dipende dall'obiettivo, come ho affermato. Per il caso più semplice di un obiettivo a foro stenopeico è facile vedere che la lunghezza focale cambia se si sposta il foro stenopeico più lontano dalla fotocamera, poiché la lunghezza focale è definita come la distanza dal foro stenopeico al piano di imaging!

— Matt Grum,

Ahh, ma un foro stenopeico non è un obiettivo e, a quanto ho capito, per obiettivi (o sistemi ottici in generale ??), la distanza focale non è definita dalla distanza tra il punto e il piano di imaging, ma tra il centro di l'obiettivo e un punto, dato un input di linee parallele. Non è corretto? (Nota: vedere i collegamenti video sul mio commento alla risposta di John - photo.stackexchange.com/questions/5603/… ), inoltre, si noti che sto chiedendo sinceramente; sono relativamente nuovo a comprendere l'ottica a questo livello.)

— scade l'

Sì, hai ragione, un foro stenopeico non ha una lunghezza focale poiché la lunghezza focale descrive una capacità delle lenti di piegare la luce, quello che volevo dire è che la lunghezza focale effettiva di un sistema a pinoli è la distanza tra il foro stenopeico e lo schermo, ovvero stesso campo visivo di un obiettivo con la stessa fl. Il punto è che è necessario formulare ipotesi su un sistema di imaging per prevedere come si comporterà se si modifica uno dei parametri senza conoscere gli altri.

— Matt Grum,

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Cambridge a colori ha un calcolatore del rapporto di ingrandimento online . E per citare il sito Web:

Un tubo di prolunga aumenta l'ingrandimento dell'obiettivo di una quantità pari alla distanza di estensione divisa per la lunghezza focale dell'obiettivo.

Che, si traduce in:

M_ExtendedLens = M_Lens + ExtensionLength / FocalLength

Commenta la risposta di jrista

Sono timido di avere abbastanza ripetizioni per commentare, quindi ho messo la seguente osservazione qui. jrista, la tua seconda formula è:

Magnification = (IntrinsicExtension + TubeExtension) / FocalLength
M = IE + TE / F

con la IElettura naturale come IntrinsicExtension, è sbagliato, dovrebbe essere scritto introducendo ad esempio un ingrandimento intrinseco IM(cioè l'ingrandimento originale dell'obiettivo:) IM = IE/F:

Magnification = (IntrinsicExtension + TubeExtension) / FocalLength
M = IM + TE / F

O forse hai dimenticato la parentesi nella seconda riga?

Inoltre, il tuo esempio non è coerente in termini di unità (aggiungendo [mm] a [mm diviso per mm] in seguito senza unità). Dovrebbe leggere M = (7.5mm + 25mm) / 50mm(cioè tra parentesi).

— Calocedrus
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