¿Cómo calcular las paradas de luz perdidas de un teleconvertidor?

Aunque se pierde muy poca luz (porcentajes de un solo dígito) en un teleconversor, la relación entre la pupila de entrada y la distancia focal crece proporcionalmente a la ampliación del teleconversor. Por ejemplo, si un objetivo de 100 mm f/2 tiene acoplado un teleconversor de 2x, el objetivo se convertirá efectivamente en un 200 mm f/4. Esto se debe a que la lente siempre tendrá una pupila de entrada de 50 mm (recuerde, el nombre f/número literalmente significa que el diámetro de la pupila de entrada es la longitud/número focal )

Debido a que la cantidad de luz captada por la serie de aperturas se basa en la duplicación (f/2.8 reúne la mitad que f/2), la serie progresa no linealmente sino a lo largo de una línea logarítmica en base 2. La ecuación para el aumento del número f como resultado del teleconversor es, aproximadamente:

E = 2 x log ₂ (M)

Dónde

• E es el cambio (negativo) en Ev
• M es el aumento del teleconvertidor
• log ₂ es la operación logaritmo base 2

Entonces, si combina 2 teleconvertidores de 2x y 1 teleconvertidor de 1,4x (4,8x en total), "perderá" alrededor de 4,5 Ev o paradas de luz. Si conectara ese teleconversor a una lente f/2, se convertiría en una lente af/9.5.

Esta ecuación podría combinarse con la expresión de la apertura en Ev para predecir una nueva apertura efectiva basada en la antigua apertura efectiva.

No es realmente que estés perdiendo luz, per se. Quiero decir, es posible que sea un poco, ya que el vidrio adicional absorberá un poco , pero creo que lo que está buscando es esto: ¿Por qué el uso de un teleconvertidor hace que mi apertura sea más pequeña?

El número f es la relación entre la distancia focal de la lente y el diámetro de la pupila de entrada. ( Más lecturas en la Wiki )

Entonces, supongamos que está utilizando el 135 f/2L de Canon. A f/2, el diámetro de la pupila de entrada (apertura) será: 2 = 135/D, por lo que D = 67,5 mm.

Ahora, supongamos que arroja un teleconvertidor de 1.4 a la lente. Las especificaciones de la lente dicen que efectivamente pierde 1 parada, pero aquí están las matemáticas. 1,4*135 = nuestra lente ahora es una lente de 189 mm. Sin embargo, la pupila de entrada no se hizo más grande, sigue siendo de 67,5 mm.

Entonces, nuestro cálculo de apertura ahora dice: f = 189/67.5 = 2.8.

Y, como saben, f/2.8 está un paso por debajo de f/2.

Entonces, no es que hayas perdido luz en sí, es que el tamaño físico de la pupila de entrada no cambia mientras que la distancia focal sí lo hace, lo que hace que la apertura efectiva sea menor al usar el teleconversor.

Enjuague y repita el cálculo utilizando el número f = distancia focal / diámetro de la pupila de entrada para cualquier tamaño de teleconvertidor que desee para demostrar cuántos pasos absorberá.

La forma más fácil de calcular cuánto aumenta un teleconvertidor (TC) el número f sin hacer cálculos matemáticos complejos es hacer esto:

• Tome el poder de aumento lineal del teleconversor y compárelo con la distancia de "1" que hay en la escala de números f.¹ Esa es la cantidad de paradas que pierde.
• Para un reductor focal (FR), use el recíproco de la potencia de aumento (1/M) y compárelo con la distancia de "1" que hay en la escala de números f.¹ Esa es la cantidad de paradas que gana.
• Si está utilizando múltiples teleconversores y/o reductores focales, calcule la pérdida/ganancia para cada uno por separado y luego sume la cantidad de paradas que pierde cada TC y reste la cantidad de paradas que gana cada FR para obtener la diferencia total de paradas.
• Tome el número f de la lente desnuda antes de agregar el teleconversor, comience allí en la escala del número f¹ y suba o baje el número de paradas que es igual a la diferencia que calculó. Suba para las paradas perdidas usando un TC y baje para las paradas ganadas usando un FR.

Un par de ejemplos:

Tiene una lente de 135 mm f / 2 y agrega un 1.4X TC. ¿Cuál es la nueva apertura máxima de la lente?

Podemos mirar uno de los gráficos a continuación y ver que f/1.4 es exactamente una parada más lenta que f/1. Esto significa que perderemos un número f. Miramos el mismo gráfico y comenzamos en f/2 (la apertura máxima de nuestra lente desnuda) y contamos hasta un f-stop completo. Vemos que ahora nuestro número f máximo es f/2.8

Tiene una lente de 50 mm f/1.8 y desea agregar un TC 2X y un reductor focal de 0.71x (solo por diversión, ya que esto no tendría absolutamente ningún sentido desde el punto de vista de la calidad de imagen o el costo/beneficio). ¿Cuál es el número f máximo de la combinación completa?

Para el TC 2X, vemos que 2 pasos eliminados de 1 en la escala de números f es "2", por lo que perdemos dos paradas cuando usamos un TC 2X.

Para el 0.71x FR, usamos el recíproco de 0.71 que es 1.41 (1 ÷ 0.71 = 1.41. Hmmm.... ¿dónde hemos visto eso antes?). Vemos que 1,4 es una parada eliminada de 1 en la escala de números f, por lo que ganamos una parada usando un FR de 0,71x.

Cuando sumamos las dos paradas que perdemos y restamos la parada que ganamos, eso deja un efecto neto de pérdida de una parada.

Mirando la escala de un tercio de parada, vemos que f/1.8 es un tercio de parada menos que f/2. Al contar tres espacios en la escala de parada de un tercio (porque tres tercios = uno), vemos que el número f para nuestra lente f/1.8 + 2X TC + 0.71 FR será f/2.5.

⁽¹⁾ Un conocimiento práctico de la escala de números f, al menos en puntos enteros, es algo que cadael fotógrafo debería haberse comprometido con la memoria. Hay demasiados lugares en la fotografía donde intuitivamente conocer la progresión de las potencias de la raíz cuadrada de dos, que es la misma progresión que la escala de números f, resulta útil. Si aún no ha aprendido lo suficientemente bien el número f/potencias de la escala √2, puede llevar una "hoja de trucos" con las escalas de puntos enteros, un medio y un tercio impresas en ella. Muchas tiendas de equipos fotográficos alguna vez vendieron prácticas tarjetas plastificadas con tales escalas impresas en ellas, generalmente a un costo bastante bajo. Algunas tiendas les darían a los clientes un juego gratis con cada compra de una nueva cámara. Con tantas plantillas de tarjetas imprimibles gratuitas ahora disponibles en línea, encontrar tales tarjetas disponibles en tiendas físicas es cada vez menos común.

_{Esta hoja, publicada en phototraces.com , muestra números f de parada completa en la columna de la izquierda, números f de parada media en la columna del medio y números f de parada de un tercio en la columna de la derecha, así como explicaciones de cómo las diferentes aperturas afectan las imágenes a la derecha de las columnas y una representación visual de cómo se vería un diafragma de apertura en diferentes configuraciones de número f a la izquierda de las columnas.}

_{Este es más básico pero también incluye la escala AV (valor de apertura), que es simplemente una escala numérica que muestra qué potencia del √2 se usa para cada número f. En cada escala, los números f de paso completo están sombreados en verde.}

Puedes encontrar otras versiones de lo mismo aquí y aquí . Algunos vendedores externos todavía ofrecen juegos de tarjetas de referencia de campo de bolsillo a través de Amazon . Sin embargo, sin poder ver las tarjetas, es imposible decir si incluyen números f hasta f/1 que permitirían usar el método descrito anteriormente.

Una explicación más detallada:

Todo se basa simplemente en la cantidad de área sobre la que se distribuye la misma cantidad de luz. Cuando aumenta el aumento por un factor de dos con la pupila de entrada del mismo tamaño, distribuye la misma luz en cuatro veces el área. Por lo tanto, la densidad de campo de la misma cantidad de luz distribuida en cuatro veces el área es una cuarta parte más brillante que antes. Son dos 'paradas' en fotografía, donde cada 'parada' es el doble o la mitad de la siguiente o la anterior, respectivamente.

El número F es una medida que, entre otras cosas, intenta aproximar, antes de las pérdidas debidas a la reflexión y la absorción de la luz cuando pasa a través de la lente, la intensidad de la luz por unidad de área que cae sobre el plano de la película/sensor en función de la relación de el diámetro de la pupila de entrada a la distancia focal de la lente. En otras palabras, es una medida de cuánta energía luminosa por mm ² cae sobre el plano de la película/sensor si el brillo de la escena es constante.

Dado que el número f se basa en el diámetro de la pupila de entrada dividido por la distancia focal de la lente, pero la cantidad de luz que se permite a través de la abertura se basa en el área de la abertura, cada aumento o disminución del área de la entrada pupila por un factor de dos da como resultado un número f que se basa en las potencias de la raíz cuadrada de dos (√2).

Si duplica el área de la pupila de entrada, aumenta el área de la pupila de entrada por un factor de 2. Para hacer esto, solo aumenta el diámetro de la pupila de entrada en √2, o aproximadamente 1.414. Para reducir a la mitad el área de la pupila de entrada, disminuya el diámetro de la pupila de entrada en un factor de 1/√2, o aproximadamente 0,71.

Lo que esto significa es que la escala básica que usamos para los números f, la llamada escala de "punto completo", se basa en potencias de √2 (tomadas aquí a tres dígitos significativos después del decimal para valores en la serie que no son enteros exactos):

√2 ⁰ = 1, √2 ¹ = 1,414, √2 ² = 2, √2 ³ = 2,828, √2 ⁴ = 4, √2 ⁵ = 5,657, √2 ⁶ = 8, √2 ⁷ = 11,314, √2 ⁸ = 16, √2 ⁹ = 22,627, √2 ¹⁰ = 32, √2 ¹¹ = 45,255, √2 ¹² = 64, √2 ¹³ = 90,510, etc.

Usualmente redondeamos el √2 a 1.4 y usamos los múltiplos de 1.4, también redondeados a números enteros más allá de 8, para representar las potencias del √2:

1, 1,4, 2, 2,8, 4, 5,6, 8, 11, 16, 22, 32, 45, 64, 90, etc.

¡Observe que lo que llamamos f/5.6 (f/5.657...) está realmente más cerca de ser f/5.7 que f/5.6!
Lo que llamamos f/11 (f/11.314...) es exactamente el doble de lo que llamamos f/5.6, ¡pero 11 no es exactamente 5.6 x 2!
¡Lo que llamamos f/22 (f/22.627) está realmente más cerca de ser f/23!
¡Lo que llamamos f/90 (f/90.510) está realmente más cerca de ser f/91!

Usamos los números 'redondeados' para las potencias impares de √2 porque son más fáciles de recordar como múltiplos aproximados de 1,4, en lugar de memorizar las potencias exactas reales de √2, un número con dígitos interminables más allá del decimal punto, o incluso los múltiplos exactos de 1.4. Cuando se estableció la escala del número f durante los primeros días de la fotografía, no importaba en absoluto porque la mecánica de las cámaras utilizadas en ese momento no estaba cerca de ser lo suficientemente precisa en términos de tamaño de apertura y tiempo de obturación para que pudiera hacer alguna diferencia. La mayoría de las cámaras/lentes que usamos hoy en día para la fotografía artística todavía no son tan precisas , pero ahora apuntan más o menos a f/22.627 cuando seleccionamos f/22 con nuestro control de apertura, al igual que apuntan más o menos .1/1024 (1/2 ¹⁰ ) segundos de tiempo de obturación cuando marcamos una "velocidad" de obturación de 1/1000.