आप जितना अधिक ज़ूम इन करते हैं, चित्र उतना गहरा क्यों नहीं होता?

Question

जैसे-जैसे आपके लेंस की फोकल लंबाई लंबी होती जाती है, दर्पण / सेंसर से टकराने के लिए कम फोटॉन लेंस से गुजरते हैं।

जब आप दृश्यदर्शी में देखते हैं और ज़ूम लेंस के साथ ज़ूम करते हैं, और इसके विपरीत चमकते हुए क्यों नहीं देखते हैं?

टेलीफोटो लेंस को चौड़े-कोण लेंस की तुलना में लंबे समय तक शटर की आवश्यकता क्यों नहीं होती है?

Comments

वे करते हैं। क्या आपको लगता है कि वे नहीं करते हैं?

— अगंजू जूल

आपको क्यों लगता है कि सस्ता टेलीफोटो लेंस में एफ-स्टॉप रेंज है? :)

— John_ReinstateMonica

@ जोंह हालांकि सस्ते ज़ोम्स भी उतने गहरे नहीं हैं जितना कि वे सबसे लंबे समय तक फोकल लंबाई पर होंगे यदि प्रवेश पुतली का विस्तार नहीं हुआ जैसा कि लेंस ज़ूम होता है। निरंतर एपर्चर ज़ूम और वेरिएबल ज़ूम के बीच का अंतर यह है कि आवर्धन की कुल वृद्धि के साथ कितनी मात्रा में अवधि बढ़ जाती है।

— माइकल सी

Answer 1

इस प्रश्न का उत्तर यह बताने के लिए घूमता है कि ज़ूम लेंस कैसे कार्य करता है क्योंकि आप अपने अवलोकन में सही हैं: जैसा कि आप उच्चतर और उच्चतर आवर्धन पर ज़ूम करते हैं, जब तक कि किसी तरह क्षतिपूर्ति लागू नहीं हो जाती तब तक छवि कम हो जाती है। मान लें कि आप 25 मिमी से 50 मिमी तक ज़ूम करते हैं, तो एपर्चर का काम करने वाला व्यास अपरिवर्तित रहना चाहिए, इसकी चमक के रूप में छवि चमक 4x नुकसान होगी। अलग ढंग से कहा गया है, फोकल लंबाई के प्रत्येक दोहरीकरण मंद हो जाएगा, यह सिर्फ 25% उज्ज्वल होगा जैसा कि ज़ूम से पहले था। अगर सही है तो यह कैसे प्रकाश नुकसान रोका है?

प्रकाश ऊर्जा की मात्रा जो लेंस में प्रवेश कर सकती है, सीधे आईरिस डायाफ्राम (एपर्चर) के कामकाजी व्यास से संबंधित है। काम करने वाला व्यास जितना अधिक सतह का क्षेत्र होगा, लेंस उतना अधिक प्रकाश इकट्ठा कर सकता है।

आधुनिक जूम लेंस में अपनी आस्तीन पर एक चाल है जो छवि को पूरी तरह से अधिकांश ज़ूम की चमक को बनाए रखता है। कुछ हाई एंड ज़ूम पूरे जूम में इमेज की चमक बनाए रखते हैं। यह कैसे काम करता है: सामने से लेंस में देखने पर एपर्चर का व्यास वास्तव में जितना दिखता है, उससे कहीं अधिक बड़ा दिखाई देता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ज़ूम लेंस के लेंस तत्वों का अग्र समूह इस प्रकार बढ़ जाता है कि इस प्रवेश द्वार का व्यास वास्तविकता से बड़ा दिखाई देता है।

इसके अलावा, जैसे ही आप ज़ूम करते हैं, फ्रंट लेंस समूह और आईरिस डायाफ्राम से दूरी भी बदल जाती है। यह एक स्पष्ट व्यास परिवर्तन को प्रेरित करता है। यह तथ्य कि यह स्पष्ट है और वास्तविक परिवर्तन नहीं है, महत्वहीन है। बाहर से देखने पर, यह परिवर्तन वास्तविक प्रतीत होता है और यह क्रिया अधिक से अधिक प्रकाश ऊर्जा को ज़ूम करते हुए प्रवेश करने देती है।

जैसा कि मैंने पहले कहा, कुछ उच्च अंत वाले झूम पूरे ज़ूम के माध्यम से जाने के लिए अच्छे हैं। इन्हें निरंतर एपर्चर ज़ूम कहा जाता है। पिछले 80% या ज़ूम के कम होने तक, कम कीमत वाले ज़ूम लगातार अपर्चर रखते हैं, ये आपके द्वारा पूछे जाने वाले हल्के नुकसान को विफल करते हैं।

Comments

सस्ते ज़ूम के चश्मे की जाँच करें जैसे कि EF-S 18-55mm f / 4-5.6 IS STM। एफ-संख्या में कमी "पिछले 80% ज़ूम" तक इंतजार नहीं करती है, जो भी इसका मतलब है। यह 1/3 स्टॉप इन्क्रीमेंट में होता है: 18-19mm = f / 4, 20-29mm = f / 4.5, 30-43mm = f / 5, 44-55mm = f / 5.6। -digital-picture.com/Reviews/… वे फोकल लंबाई में परिवर्तन के कुल आवर्धन का लगभग 70-80% संरक्षण करते हैं। 18 मिमी @ एफ / 4 = 4.5 मिमी, 55 मिमी @ एफ / 5.6 = 9.8 मिमी। 55/18 = 3.06X 9.8 / 4.5 = 2.18X। 2.18 / 3.06 = 71.2%।

— माइकल सी।

मेरा 18-200 मिमी f / 3.5-6.3 उसी तरह से काम करता है, एपर्चर धीरे-धीरे पूरी सीमा के माध्यम से बदलता है, लंबे समय तक तेजी से नहीं।

— कोई भी

@MichaelClark आह, ये आधुनिक दिन जब एक आईएस एसटीएम "सस्ते ज़ूम" के रूप में अर्हता प्राप्त करता है ...

— chrylis -on हड़ताल-

@chrylis एक मौजूदा 18-55 मिमी आईएस एसटीएम 1970 और 1980 के दशक के अधिकांश "सस्ते ज़ूम" की तुलना में लगातार डॉलर में सस्ता है।

— माइकल सी

Answer 2

नंबरिंग की f / रोक प्रणाली विशेष रूप से एक ही f / स्टॉप नंबर पर है कि विभिन्न लेंस सुनिश्चित करने के लिए एक ही जोखिम देखेंगे आविष्कार किया है। यह आपके चौड़े कोण और टेलीफोटो लेंस भी शामिल है। एफ / स्टॉप संख्या = फोकल लंबाई / प्रभावी एपर्चर व्यास।

इसके अलावा, चौड़े कोण लेंस (एक व्यापक क्षेत्र से) फोटॉनों की अधिक समग्र कुल एकत्र कर सकते हैं। हालाँकि, एक फोकल लम्बाई 2x लम्बी (100 मिमी बनाम 50 मिमी) इस विषय को 2x बड़ा बनाती है, सिवाय हमारे टेलीफोटो लेंस (और सेंसर के आकार के) को छोड़कर, हमारा दृश्य 1/4 क्षेत्र में दिखाई देता है। हमारे विषय को मान लें कि एक समान रूप से प्रकाश वाली खाली दीवार थी (इसे जटिल करने के लिए कोई विशेष क्षेत्र नहीं), तो हम 1/4 प्रकाश (फोटॉन, आपका तर्क) देखते हैं, लेकिन 1/4 क्षेत्र में, जो प्रति इकाई एक ही प्रकाश है क्षेत्र। एक्सपोजर प्रति यूनिट प्रकाश के बारे में है, न कि पूरे फ्रेम क्षेत्र में कुल फोटोन के बारे में (फ्रेम के एक उज्ज्वल दाहिने किनारे को फोटोन कहते हैं, लेकिन एक अंधेरे बाएं हाथ की तरफ के उचित जोखिम को नहीं बदलता है)।

Comments

हम पहले की तुलना में 4x बड़े क्षेत्र में फैले हुए फोटॉन के 1/4 भाग को देखते हैं - यह मूल चमक का 25% है, प्रति क्षेत्र इकाई प्रकाश की मात्रा कम हो जाती है!

— szulat

आप सेंसर फ्रेम बोल रहे हैं, लेकिन मैं उस सेंसर पर दिखाई जाने वाली दृश्य छवि सामग्री की बात कर रहा हूं। फिर से अपने telephoto लेंस के माध्यम से देखो जाओ। :) एक लेंस 2x अब वस्तुओं को 2x बड़ा देखता है, लेकिन 1/4 क्षेत्र की छवि फ्रेम के भीतर। सेंसर केवल उस छवि reproduces। (ठीक है, दृश्य क्षेत्रों में विविधताएं विशेष मामलों का कारण बन सकती हैं, विशेष रूप से, उज्जवल या गहरे क्षेत्रों को लंबे समय तक लेंस द्वारा काट दिया और छोड़ दिया जाता है, जो अब मीटर रीडिंग को प्रभावित नहीं करता है, जो बदलाव का कारण बन सकता है)। इस तथ्य से निर्देशित रहें कि मेरा जवाब स्पष्ट रूप से मनाया गया परिणाम देता है, और आपका बस नहीं है।

— WayneF

केवल सेंसर फ्रेम यहाँ मायने रखता है क्योंकि जहाँ प्रकाश पर कब्जा है। ज़ूमिंग दृश्य के छोटे हिस्से को ले जा रही है और इसे पूर्ण कैनवास पर खींच रही है। लेकिन हमारे पास अभी भी दृश्य के छोटे हिस्से से केवल प्रकाश की मात्रा है।

— szulat

आप अभी भी सेंसर पर कुल फोटॉनों की गिनती करना चाहते हैं। इसके साथ सौभाग्य, लेकिन एक्सपोज़र प्रति यूनिट प्रकाश (छवि का क्षेत्र) के बारे में है। सेंसर बस उस छवि को पुन: पेश करता है। सही सिद्धांत वास्तव में उस अवलोकन से मेल खाना चाहिए जो हम देखते हैं कि वास्तव में घटित होता है।

— वेनएफ़

हां, एक 2x लंबे लेंस को 1/4 प्रकाश प्राप्त होता है, लेकिन यह अधिक गहरा नहीं है। क्योंकि f / संख्या की परिभाषा का अर्थ है कि SAME F / STOP पर, एपर्चर व्यास आवश्यक रूप से 2x बड़ा (4x एपर्चर क्षेत्र ... f / stop = f / d) है, इसलिए एक्सपोज़र (छवि क्षेत्र की प्रति इकाई प्रकाश) है वही प्रदर्शन। इस तरह से प्रकाश मीटर काम करते हैं, एफ / स्टॉप संख्या के साथ, और फोकल लंबाई एक कारक नहीं है। एलन माक्र्स के जवाब ने संबोधित किया, लेकिन शायद इतना सीधा नहीं कि आप इसे समझ गए (आपको लगता है कि वह आपके साथ सहमत थे)।

— वेनफ

Answer 3

आप जितना अधिक ज़ूम इन करते हैं, चित्र उतना गहरा क्यों नहीं होता?

यदि प्रवेश पुतली का आकार स्थिर रहता है, तो यह होता है।

लेकिन बहुत कम ज़ूम लेंस, यहां तक ​​कि चर अधिकतम एपर्चर वाले, एक ही प्रवेश पुतली के आकार को बनाए रखते हैं जैसे लेंस ज़ूम होता है।

जैसे-जैसे आपके लेंस की फोकल लंबाई लंबी होती जाती है, दर्पण / सेंसर से टकराने के लिए कम फोटॉन लेंस से गुजरते हैं।

फिर, केवल अगर प्रवेश पुतली का आकार स्थिर रहता है।

लेकिन उसी एफ-संख्या को बनाए रखने के लिए, प्रवेश पुतली के व्यास को फोकल लंबाई के समान दर पर स्केल करने की आवश्यकता होती है। यदि आप फोकल लंबाई को दोगुना करते हैं, तो आपको प्रवेश पुतली के व्यास को भी दोगुना करना चाहिए, जो समान एफ-संख्या को बनाए रखने के लिए, अवधि के क्षेत्र को चौगुनी करता है।

डायाफ्राम का भौतिक आकार केवल एक लेंस के एफ-संख्या के रूप में व्यक्त अधिकतम एपर्चर को निर्धारित करने का एक हिस्सा है। लेंस के सामने और डायाफ्राम के स्थान के बीच आवर्धन भी एक भूमिका निभाता है। एपर्चर की एफ-संख्या को प्रवेश पुतली के व्यास द्वारा विभाजित लेंस की फोकल लंबाई के अनुपात से निर्धारित किया जाता है, जिसे अक्सर प्रभावी एपर्चर के रूप में जाना जाता है।

सरल भाषा में, प्रवेश पुतली व्यास को परिभाषित किया जाता है कि लेंस के सामने से देखे जाने पर डायाफ्राम का उद्घाटन कितना चौड़ा दिखाई देता है ।

आपके उदाहरण में, 14 ° लेंस के साथ 114 ° कोण के दृश्य में f / 2.8 पर 5 मिमी चौड़ा प्रवेश द्वार है। DSLR और यहां तक ​​कि सबसे मिररलेस कैमरों के लिए, एक 14 मिमी लेंस वह है जिसे रेट्रोफोकस डिज़ाइन कहा जाता है। यह कमोबेश एक टेलीफोटो लेंस के बराबर होता है जो पीछे की ओर घूमता है। तो एपर्चर डायाफ्राम और लेंस के सामने के बीच का 'आवर्धन' ऋणात्मक होता है। यही है, प्रवेश पुतली भौतिक डायाफ्राम के वास्तविक आकार से छोटी दिखाई देती है ! दूसरी ओर, एक 90 मिमी लेंस में 27 ° कोण के दृश्य के साथ f / 2.8 के लिए व्यास में एक प्रवेश पुतली 32 मिमी की आवश्यकता होती है। कि 6.4 मिमी चौड़ा है, या f / 2.8 पर 14 मिमी लेंस के 5 मिमी प्रवेश पुतली से 41X अधिक क्षेत्र है।

जब लगातार एपर्चर ज़ूम लेंस फोकल लंबाई को बदलने के लिए चले जाते हैं, तो लेंस के सामने और डायाफ्राम के बीच आवर्धन होता है जो सामान्य रूप से बदलता है, न कि डायाफ्राम का भौतिक आकार। आवर्धन में यह परिवर्तन वही है जो प्रवेश पुतली को लंबे समय तक फोकल लंबाई में बड़ा दिखाई देता है और एक ही शारीरिक डायाफ्राम के लिए कम फोकल लंबाई में छोटा होता है। 70-200 मिमी f / 2.8 लेंस में 70 मिमी और f / 2.8 में एक प्रवेश पुतली 25 मिमी है। 200 मिमी में एफ / 2.8 पर प्रवेश पुतली 71 मिमी से अधिक चौड़ी है। दोनों मामलों में वास्तविक भौतिक डायाफ्राम एक ही आकार है। क्या बदल गया है डायाफ्राम विधानसभा और लेंस के सामने के बीच बढ़ाई की मात्रा है।

ध्यान दें कि यह समान सिद्धांत आमतौर पर चर एपर्चर ज़ूम लेंस के साथ भी खेलता है। उदाहरण के लिए, 18-300 मिमी f / 3.5-5.6 ज़ूम लेंस लें। 18 मिमी पर f / 3.5 के लिए प्रवेश पुतली लगभग 5.14 मिमी चौड़ी है। 300 मिमी पर f / 5.6 के लिए प्रवेश पुतला दस गुना से अधिक 53.6 मिमी चौड़ा है। ध्यान दें कि अधिकांश ज़ूम लेंस जो अधिकतम 300 मिमी और f / 5.6 में सामने वाले तत्व हैं, जो व्यास में 54 मिमी से थोड़ा बड़े हैं। आवश्यक प्रवेश पुतली आकार कारण है! यदि 300 मिमी पर प्रवेश पुतली अभी भी 5.14 मिमी चौड़ा था जैसा कि यह 18 मिमी और f / 3.5 पर है, 300 मिमी पर अधिकतम एपर्चर f / 58 होगा!

तो सभी ज़ूम लेंस पूरे ज़ूम रेंज में निरंतर एपर्चर पर बने रहने के लिए पर्याप्त आवर्धन का उपयोग क्यों नहीं करते हैं? मुख्य रूप से एक अतिरिक्त एपर्चर लेंस का उत्पादन करने के लिए आवश्यक अतिरिक्त आकार, वजन और जटिलता से जुड़ी लागत।

Answer 4

आपके शिष्य दृश्यदर्शी के माध्यम से देखते हुए क्षतिपूर्ति करने के लिए पतला करते हैं।

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यह वास्तव में पहले प्रश्न का सही उत्तर है।

— मोर्टन

@ मॉर्टन कुछ विशिष्ट मामलों में।

— mattdm

@ केवल तभी यदि लेंस जूम करने पर भी अवधि नहीं बढ़ेगी।

— माइकल सी।

Answer 5

हां, आपका तर्क सही है, जैसे ही आप ज़ूम इन करते हैं, चित्र गहरे हो जाते हैं, यह मानते हुए कि अन्य सभी कारक अपरिवर्तित रहते हैं ।

जब स्वचालित एक्सपोज़र मोड का उपयोग किया जाता है, तो आपका कैमरा बस एक्सपोज़र समय, आईएसओ, या एपर्चर को समायोजित करके अंधेरे के लिए क्षतिपूर्ति करता है। उन मापदंडों और स्पष्ट चमक के बीच संबंधों को देखने के लिए ज़ूम करते समय मैन्युअल मोड पर स्विच करें या प्रदर्शित फोटो सेटिंग्स की जांच करें।

Comments

यदि लेंस के अधिकतम एपर्चर में परिवर्तन होता है (यानी यह एक वैरिएबल-एपर्चर ज़ूम है) तो छवि केवल अंधेरा हो जाएगी। निश्चित-एपर्चर ज़ूम नहीं बदलेगा। और, ज़ाहिर है, जब तक आप इसे कम संयुक्त प्रदर्शन मूल्य पर शूट नहीं कर रहे हैं, तब तक परिणामी फोटो अधिक गहरा नहीं होगा।

— जिम मैकेंजी

गलत। "एपर्चर" "एफ-स्टॉप" के समान नहीं है। निरंतर एपर्चर के साथ ज़ूम करने से छवि हमेशा के लिए गहरी हो जाती है। बेशक हम सामान्य रूप से सुविधा के लिए एफ-स्टॉप का उपयोग करते हैं, लेकिन भौतिक लेंस गुणों से उत्पन्न होने वाली एपर्चर अधिक मौलिक है (विशेष रूप से ज़ूमिंग के संदर्भ में - फ्रंट लेंस बढ़ती फोकल लंबाई की भरपाई करने के लिए व्यापक रूप से बढ़ने वाला नहीं है)

— szulat

मान लीजिए कि हमारे पास एक सही 70-300 मिमी f / 4-5.6 ज़ूम लेंस है। शॉर्ट एंड और वाइड ओपन में, एपर्चर व्यास 70/4 = 17.5 मिमी होगा। (F / 5.6 पर, यह 70 / 5.6 = 12.5 मिमी व्यास होगा।) लंबे अंत और व्यापक खुले में, एपर्चर व्यास 300 / 5.6 ~ 53.6 मिमी होगा। इस मामले में, शारीरिक एपर्चर वास्तव में बड़ा हुआ जैसा कि हमने ज़ूम इन किया, हालांकि डिविज़र ("एफ-नंबर") भी बड़ा हो गया। कैनन के 70-300 / 4-5.6 में 58 मिमी फिल्टर थ्रेड है, इसलिए सामने के तत्व का आकार यहां सख्ती से सीमित कारक नहीं है।

— एक CVn

@szulat फ्रंट लेंस का विस्तार नहीं होता है, लेकिन प्रवेश पुतली लगभग हमेशा करती है। माइकल केजरलिंग के उदाहरण में, यदि प्रवेश पुतली 17.5 मिमी पर स्थिर रहती है, तो 300 मिमी की संख्या f / 17 होगी।

— माइकल सी।

अभी तक उदाहरण से पता चलता है कि चित्र 300 मिमी पर गहरा हो जाता है, जो सबसे आम व्यवहार है। वैसे भी, यह अप्रासंगिक है, मैंने कहा कि ज़ूम करने से आम तौर पर चमक में बदलाव होता है (जो ओपी सैद्धांतिक ड्राइंग से खोजा गया है और सहज रूप से समझने योग्य है) जब तक कि कुछ को क्षतिपूर्ति करने के लिए नहीं बदला जाता है। पुतली बढ़ाना क्षतिपूर्ति है। मैं भी कुछ भी हम के बारे में असहमत हो सकता है नहीं देख सकते हैं ;-)

— sululat