Wie kann ich die Wirkung eines Verlängerungsrohrs berechnen?

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Es muss eine mathematische Beschreibung des Unterschieds geben, den ein Verlängerungsrohr zu einer Linse macht. Kann man diesen Unterschied leicht beschreiben?

(Zum Beispiel können Sie mit Telekonvertern Dinge sagen wie: "Ein 2x-Telekonverter verwandelt ein Y-mm-Objektiv in ein 2Y-mm-Objektiv und verliert 2 Blenden." Gibt es etwas Ähnliches für Verlängerungsrohre?)

Wenn Sie nicht viel über die Vergrößerung sagen können, was ist dann mit der Änderung der nächsten Brennweite? Ist das auch objektivabhängig?

Was ist, wenn wir das Objektiv ausklammern: Gibt es eine allgemeine Möglichkeit, die Auswirkungen eines 12-mm- und eines 24-mm-Verlängerungsrohrs auf dasselbe Objektiv zu vergleichen?

macro extension-tubes magnification Matt Bishop
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Antworten:

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Ich glaube, es gibt einige Formeln, die Sie verwenden können. Nach Matt Grums Ansicht habe ich diese nicht mit Zoomobjektiven getestet, und meines Wissens gelten sie nur für Objektive mit fester Brennweite. Sie haben keine speziellen Zoom-Objektive angegeben, also ...

Die einfachste Methode zur Berechnung der Vergrößerung eines Objektivs ist die folgende Formel:

  Magnification = TotalExtension / FocalLength
  M = TE / F

Um die Vergrößerung mit einem Verlängerungsrohr zu berechnen, müssen Sie die Gesamtausdehnung kennen, dh die vom Objektiv selbst bereitgestellte Ausdehnung sowie die vom Verlängerungsrohr bereitgestellte. Die meisten Objektivstatistiken enthalten heutzutage die intrinsische Vergrößerung. Wenn wir Canon 50-mm-1: 1,8-Objektiv nehmen, beträgt die intrinsische Vergrößerung das 0,15-fache. Wir können für die in Verlängerung eingebauten Objektive wie folgt lösen:

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

Die Vergrößerung mit zusätzlicher Erweiterung kann nun wie folgt berechnet werden:

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

Wenn wir eine zusätzliche Verlängerung von 25 mm über ein Verlängerungsrohr annehmen:

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

Eine ziemlich einfache Formel, mit der wir die Vergrößerung ziemlich einfach berechnen können, vorausgesetzt, Sie kennen die innere Vergrößerung des Objektivs (oder seine innere Erweiterung). Wenn wir annehmen, dass das wunderbare 50-mm-Objektiv das Objektiv ist, das Sie erweitern, erstellen Sie ein 1: 1-Makro Vergrößerung benötigen Sie eine Verlängerung im Wert von 50 mm. Das Problem hier ist , dass , wenn Sie zu viel Erweiterung hinzufügen, das Flugzeug der Welt , die im Fokus (das ist virtuelles Bild ) könnte nur am Ende im Inneren der Linse selbst. Zusätzlich wird eine "einfache" Linse vorausgesetzt, eine mit sehr genau definierten und bekannten Eigenschaften (dh eine einfache Einzelelementlinse).

In einem realen Szenario ist es unwahrscheinlich, dass ein klares Verständnis bestimmter Linsenmerkmale vorliegt. Bei Objektiven, die intern fokussieren, oder Zoomobjektiven reicht die obige einfache Formel nicht aus, um genau zu berechnen, wie groß die minimale Fokussierentfernung und Vergrößerung für ein bestimmtes Objektiv, eine bestimmte Brennweite und eine bestimmte Ausdehnung sein kann. Es gibt zu viele Variablen, von denen die meisten wahrscheinlich unbekannt sind, um einen aussagekräftigen Wert zu berechnen.

Hier sind einige Ressourcen, die ich gefunden habe und die einige nützliche Informationen enthalten, die Ihnen bei Ihren Bemühungen helfen könnten:

jrista
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Merkwürdigerweise, die 50mm f / 1.8 ist die Linse (gut, OK, eine der Linsen) Ich bin erstreckt - und diese Links sieht wirklich nützlich, auch. Vielen Dank!
Matt Bishop
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Gute Antwort, genau das, wonach ich gesucht habe! Es stört mich nur, dass Sie TE verwenden, um "TotalExtension" und auch "TubeExtension" abzukürzen.
Smow
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Ich denke, es kann beschrieben werden, in der Tat hat Wikipedia die relevante Formel:

1/S1 + 1/S2 = 1/f

Dabei ist S1 die Entfernung vom Objekt zum vorderen Knotenpunkt, S2 die Entfernung vom hinteren Knotenpunkt zum Sensor und f die Brennweite. Da Verlängerungsrohre S2 erhöhen, können Sie S1 dadurch verkleinern und so viel näher an das Motiv fokussieren.

John Cavan
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In dieser Formel wird davon ausgegangen, dass Sie die vorderen und hinteren Modalpunkte kennen, die im Allgemeinen nicht vom Hersteller angegeben wurden. Sie müssen sie daher für jedes Objektiv messen. Außerdem gilt die Formel nicht für Objektive, bei denen sich die Brennweite beim Fokussieren ändert. Ich denke also nicht, dass es genau das ist, was der Fragesteller erwartet.
Matt Grum
Bei einem einfachen Objektiv (dh einem Einzelelementobjektiv) ändert sich die Brennweite nie (es sei denn, Sie ändern die Form des Objektivs - oder Sie sind sehr spezifisch und sprechen über unterschiedliche Lichtfarben oder dergleichen) Dies ist absolut korrekt (Sie müssen lediglich die Position des Objektivs verschieben, um den Fokus zu ändern. Mit einem Verlängerungsrohr können Sie ihn also nur weiter verschieben). Bei komplexen (Mehrelement-) Objektiven verstehe ich die Optikprinzipien nicht gut genug, um sicherzugehen, dass dies auch gilt. Aber die Filmebene ist immer das "Ziel" des Fokus, oder? Also ... ich denke schon.
Lindes
Einige meiner Lernquellen (die ich hoffentlich später in einer eigenen Antwort zusammenfassen werde - jetzt allerdings keine Zeit dafür): youtube.com/view_play_list?p=F703024381DE9004 - und insbesondere diese beiden: youtube.com/watch?v=oKfqO4tBfPc&p=F703024381DE9004 und youtube.com/watch?v=mjIfdXnhyQI&p=F703024381DE9004
lindes
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@Matt Grum - Ich denke, die Gleichung veranschaulicht das Prinzip dahinter, das der Kern der Frage zu sein scheint. Zumindest hat es mir getan. :)
John Cavan
@ John Cavan - Die Formel zeigt gut, warum Verlängerungsrohre den minimalen Fokussierungsabstand verringern, aber ich denke, der Fragesteller suchte nach einer Formel, mit der er beurteilen kann, welche Länge Verlängerungsrohr Sie für ein bestimmtes Objektiv kaufen müssen, um die Vergrößerung zu erhöhen x-mal, was im allgemeinen Fall leider nicht möglich ist ...
Matt Grum
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Wenn Sie wissen, wie sich eine Röhre mit einer bestimmten Länge auf ein bestimmtes Objektiv auswirkt, können Sie die fehlenden Werte aus den Johns-Gleichungen berechnen. Sie sollten in der Lage sein, eine Schätzung des Effekts einer Röhre mit einer anderen Länge zu erhalten. Auch hier sind die Werte von den Schwächen der Linsenfokussierungsmethode abhängig, sollten Ihnen aber eine gute Vorstellung geben.

Im Allgemeinen nicht. Es gibt natürlich eine Formel, aber Sie müssen die interne Konfiguration des Objektivs und normalerweise einige Elemente des Objektivdesigns kennen.

Verlängerungsrohre ändern in der Regel die effektive Brennweite geringfügig (die tatsächliche Brennweite des Objektivs ist eine Eigenschaft der Biegekraft des Glases, ändert sich also nicht, wenn Sie es bewegen), hängt jedoch vom Objektivdesign ab. Vieles hängt mit dem Winkel zusammen, in dem die Lichtstrahlen die Rückseite der Linse verlassen. Wenn Sie ein telezentrisches Objektiv für den Objektbereich verwenden (ein spezieller Objektivtyp, bei dem die Strahlen parallel zueinander austreten), spielt der Abstand zur Filmebene keine Rolle, da die Strahlen parallel zueinander verlaufen und nicht mehr konvergieren oder divergieren.

Wenn Sie auf die Rückseite eines Weitwinkelobjektivs schauen, befindet sich das hintere Element sehr nahe an der Rückseite des Objektivs. Betrachten Sie nun ein Teleobjektiv, so entsteht ein Spalt zwischen dem letzten Stück Glas und der Fassung, als hätte das Objektiv bereits einen Verlängerungsschlauch. Ein Verlängerungsrohr verhält sich bei diesen beiden verschiedenen Objektiven sehr unterschiedlich. Die Fokussierungsmethode (intern oder extern) beeinflusst auch die Ergebnisse des Hinzufügens von Verlängerungsrohren.

Kurz gesagt, ich fürchte, es gibt keine Formel, die so einfach ist wie die für Telekommunikationsunternehmen.

Matt Grum
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Ist es wirklich richtig zu sagen, dass sich die Brennweite ändert? Mein Verständnis der Optik im Detail steckt noch in den Kinderschuhen, aber mein bisheriges Verständnis ist, dass durch das Bewegen des Objektivs (was eigentlich nur ein Verlängerungsrohr ist) die Brennweite nicht verändert wird (obwohl sich die Vergrößerung vielleicht ändert? Oder was?) wir haben die „effektive Brennweite“ zu nennen) , die gemeinsam gestartet, sondern die Abstandsänderungen für die Brennebene , die die Fokusebene zu ändern verursacht ... ich werde versuchen , einige Ressourcen zu finden und veröffentlichen sie in einem Antworten. Ich denke jedoch, dass diese Antwort sachlich fragwürdig ist. Ich glaube.
Lindes
Wie ich bereits sagte, hängt es vom Objektiv ab, ob und inwieweit sich die Brennweite ändert. Für den einfachstenen Fall einer Lochblende ist es einfach , dass die Brennweite ändert , um zu sehen , ob Sie die Lochblende weiter von der Kamera zu bewegen, da die Brennweite ist definiert als der Abstand von dem Loch zur Abbildungsebene!
Matt Grum
Ahh, aber eine Lochblende ist keine Linse, und wie ich es verstehe, wird für Linsen (oder optische Systeme im Allgemeinen?) Die Brennweite nicht durch den Abstand zwischen dem Punkt und der Abbildungsebene definiert, sondern zwischen dem Zentrum von die Linse und ein Punkt, gegeben eine Eingabe von parallelen Linien. Stimmt das nicht (Hinweis: Siehe Videolinks zu meinem Kommentar zu Johns Antwort - photo.stackexchange.com/questions/5603/… .)
Lindes
Ja, Sie haben Recht, eine Lochblende hat keine Brennweite, da die Brennweite die Fähigkeit eines Objektivs beschreibt, Licht zu biegen. Was ich damit sagen wollte, ist, dass die effektive Brennweite eines Kiefernlochsystems der Abstand zwischen Lochblende und Bildschirm ist gleiches sichtfeld wie bei einer linse mit gleichem fl. Der Punkt ist, dass Sie Annahmen über ein Bildgebungssystem treffen müssen, um vorherzusagen, wie es sich verhält, wenn Sie einen der Parameter ändern, ohne die anderen zu kennen.
Matt Grum
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Cambridge in Farbe verfügt über einen Online-Vergrößerungsrechner . Und um die Website zu zitieren:

Ein Verlängerungsrohr erhöht die Vergrößerung der Linse um einen Betrag, der der Verlängerungsentfernung geteilt durch die Brennweite der Linse entspricht.

Welche übersetzt in:

M_ExtendedLens = M_Lens + ExtensionLength / FocalLength

Kommentar zu jristas Antwort

Ich bin schüchtern genug Wiederholungen zu haben, um Kommentare abzugeben, also habe ich hier die folgende Bemerkung gemacht. jrista, deine 2. formel lautet:

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

Wenn IEnatürlich gelesen wird, wie IntrinsicExtensiones falsch ist, sollte es geschrieben werden, indem zum Beispiel eine intrinsische Vergrößerung eingeführt wird IM(dh die ursprüngliche Vergrößerung des Objektivs:) IM = IE/F:

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

Oder haben Sie die Klammer in der zweiten Zeile vergessen?

Außerdem ist Ihr Beispiel nicht einheitlich (addiert [mm] zu [mm dividiert durch mm], wobei später die Einheit wegfällt). Es sollte lauten M = (7.5mm + 25mm) / 50mm(also in Klammern).

Calocedrus
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