distancia focal a la relación de apertura mientras se hace zoom: ¿me está mintiendo mi lente rusa?

Tengo esta vieja lente soviética/rusa "Granit" de 80-200 mm, conectada a mi Canon 550d DSLR a través del adaptador M42. También tengo un kit "moderno" de lentes de 18-55 mm.

Lo que no entiendo es cómo funcionan los números de apertura en estos dos, no parecen significar lo mismo, así que claramente me estoy perdiendo algo.

El número de apertura, p. ej., f/4,5 (abierto de par en par en lentes Granit) debería significar que el diámetro de apertura es 4,5 veces menor que la distancia focal. Entonces, para 80 mm, debería obtener una apertura de aproximadamente 17 mm, lo que suena razonable. Pero cuando amplío esa lente, el mismo f/4.5 debería darme una apertura cada vez más amplia, lo cual no es el caso, la apertura permanece exactamente igual a 80 mm. Ni siquiera parece ser físicamente capaz de darme esta apertura de 44 mm (f/4,5 a 200 mm), la carcasa de apertura no es lo suficientemente grande.

Entonces, según tengo entendido, después de hacer zoom de 80 mm a 160 mm, ¿debería estar en f / 9? lo que debería darme una foto mucho más oscura, dado el mismo ISO y tiempo. Pero este no es el caso, puedo acercar y alejar libremente sin corregir nada y aun así obtener la exposición correcta. Además, no creo que este cambio "silencioso" del número de apertura sea aceptable cuando esta lente es nueva y todas las fotos se tomaron en película, usando medidores de luz manuales separados.

En mi lente moderno (18-55 mm, f/3.5-5.6), cuando hago zoom mientras presiono el botón de vista previa de profundidad de campo, puedo ver y escuchar la abertura controlada electrónicamente abriéndose y cerrándose un poco, incluso cuando se configura como f/9 que está disponible en todo el rango focal. Por lo tanto, mantener f/9 requiere un cambio en el tamaño de apertura.

Entonces, ¿qué da? ¿Esta lente rusa solo me está mintiendo (pero, entonces, por qué corregir la exposición?), ¿O el número f no está relacionado con la distancia focal en absoluto, o al menos no está directamente relacionado? ¿Por qué la lente Canon cambia el diámetro de apertura, pero Granit no?

También parece que la carcasa de apertura se mueve de un lado a otro cuando hago zoom en mi lente moderno (pero es difícil saberlo mirando a través de la lente), y estoy bastante seguro de que no se mueve en Granit, ya que está controlado mecánicamente y parece permanecer en su lugar: esta parte no la entiendo en absoluto, pero dado que no estoy seguro de que realmente se mueva, tal vez solo salteemos eso.

No, creo que el punto principal que me faltaba era la diferencia entre el orificio físico en el iris y la entrada de la pupila, que es una proyección de este orificio a través de lentes frontales. esta pregunta es principalmente sobre el brillo de la imagen, que para mí fue solo un síntoma, no un problema real.
A partir de su pregunta, parece que la razón por la que sospechaba que su lente le estaba mintiendo era precisamente porque no se oscurecía a medida que hacía zoom...
... y la respuesta a esa pregunta es precisamente porque es la pupila de entrada, no el diámetro físico del diafragma de apertura, lo que se mide al calcular el número f.

Respuestas (3)

f/4.5 no significa que el agujero en el iris sea físicamente 1/4.5 veces la distancia focal. Significa que el tamaño de la imagen del agujero, visto desde el frente de la lente a través de los elementos de la lente frente a ella, es 1/4,5 veces la distancia focal. La imagen del agujero es la pupila de entrada .

Si puede, mire la imagen del agujero desde el frente mientras hace zoom con la lente. Debería ver que la imagen se hace más grande, que es lo que importa para captar la luz.

Sí, supongo que tienes razón. Miré en otra lente de 55 mm y el tamaño de la pupila en el frente parece casi el mismo que en la lente canon de 55 mm, aunque físicamente es mucho más grande. Verificaré en otra lente más larga cuando tenga la oportunidad. ¡Muchas gracias!

Como sabe, la relación focal (número f) se calcula dividiendo la distancia focal de trabajo por el diámetro del iris de trabajo. Por lo tanto, estos valores fundamentales están entrelazados en cuanto a su influencia en el brillo de la imagen (ajustes de exposición). En resumidas cuentas, a medida que hace zoom, el brillo de la imagen aumenta y disminuye significativamente. De hecho, duplicar o reducir a la mitad la distancia focal da como resultado un cambio de 4X (2 f-stop) en el nivel de luz (exposición).

Un cambio tan drástico en el brillo de la imagen con el zoom es inevitable y debe mitigarse. Hay varias formas. A. cambiar mecánicamente el diámetro del iris con el zoom. B. Cambia el tiempo de exposición con el zoom. C. Medir el cambio y ajustar tanto la velocidad de obturación como la apertura. D. Diseñe la óptica para que la luz captada compense.

Hablemos de D: Los elementos de la lente de vidrio delante del iris están calculados para que sean un positivo más fuerte de lo necesario (aumentando la vista del iris). La distancia, los elementos del iris hacia adelante cambian con el zoom. Esto da como resultado una apariencia de que el diámetro del iris se hincha y se encoge con el zoom. Esta disposición migra el brillo de la imagen con el zoom. Para corregir la distancia focal ahora demasiado corta, el grupo de lentes después del iris tiene un poder negativo que alarga la distancia focal. El resultado es un cilindro de lente acortado que hace que este teleobjetivo sea más manejable al mismo tiempo que hace que el brillo de la imagen sea más uniforme con el zoom.

Es posible mantener el brillo de la imagen durante todo el zoom, sin embargo, este es un enfoque costoso. Más común, la capacidad máxima de captación de luz de la lente es una variable a medida que avanza el zoom. Además, el software de la cámara moderna altera la velocidad de obturación o el ISO con el zoom para compensar.

Nota al pie: es posible que tenga problemas para comprender el efecto drástico que tiene el zoom en la exposición. Si duplica la distancia focal, las imágenes de los objetos duplican su tamaño, pero el área que ocupan en la película o el sensor aumenta 4 veces (2 pasos). Un cambio de 4X en la ampliación del zoom = un cambio de 64X en el brillo de la imagen = 6 pasos f. Es difícil mitigar la ganancia o pérdida de luz además de mantener bajo control la distorsión y las aberraciones.

Si toda la ampliación tiene lugar entre la parte frontal de la lente y la apertura física cuando hace zoom, entonces la pupila de entrada , que es la apertura efectiva que en realidad se usa para calcular el número f, también crece en la misma proporción que la focal. longitud. A medida que hace zoom a distancias focales más largas, el tamaño de la apertura que aparece a través de la parte frontal del objetivo también crece, aunque el tamaño físico real del diafragma de apertura no cambia.

Esto también se aplica a la mayoría de los objetivos con zoom de apertura variable, excepto que solo la mayor parte del aumento tiene lugar entre la parte frontal del objetivo y el diafragma de apertura física.

Tomemos, por ejemplo, un objetivo de 70-300 mm f/4-5,6. A 70 mm y f/4, la pupila de entrada tiene 17,5 mm de diámetro. Con 300 mm y f/5,6, la pupila de entrada tiene un diámetro de 53,6 mm. Si la pupila de entrada todavía fuera de 17,5 mm a una distancia focal de 300 mm, ¡el número f sería f/17!

O considere una lente de 18-55 mm f/3.5-5.6. Con 18 mm y f/3,5, la pupila de entrada tiene solo 5,14 mm de ancho. Con 55 mm y f/5,6, la pupila de entrada tiene un ancho de 9,82 mm. ¡Una pupila de entrada de 5,14 mm a 55 mm sería f/10,7!