Каковы теоретические минимальные и максимальные апертуры?

Есть ли такая вещь, как максимальная диафрагма, которой может быть открыт объектив? Как насчет минимальной апертуры, к которой она может быть закрыта? Эти понятия вообще имеют какой-либо смысл? Есть ли объектив с самой узкой диафрагмой в мире? Есть один с самым широким?

Диафрагма может быть закрыта, что фактически является бесконечно большим числом диафрагмы, поскольку свет не проходит. Самый быстрый из возможных (наименьшее число f) немного сложнее. Скорость объектива ограничена отношением входного зрачка к фокусному расстоянию объектива. Чем длиннее фокусное расстояние, тем больше должен быть входной зрачок. В теории вы могли бы сделать один очень очень большой, но в конечном итоге количество стекла будет таким, чтобы вы физически потеряли больше света, чем получали.

Возможно, «рекорд» для самых быстрых объективов - это f / .33 Super-Q-Gigantar 40 мм, но это был всего лишь маркетинговый трюк, и только один был сделан. Это на самом деле не работает. Есть функциональная линза f / .7, из которой было сделано 10. Шесть были куплены НАСА, Карл Цейсс оставил один для себя, а 3 из них были куплены Стэнли Кубриком и использованы в фильме Барри Линдона.

Теоретически должно быть возможно проектировать линзы быстрее, чем это, но стоимость и выгода просто не стоят того. Линзы становятся слишком дорогими и сложными и не приносят существенных преимуществ, поскольку сложность возрастает быстрее, чем в геометрической прогрессии. (Поскольку для каждого f-упора требуется удвоение размера, физические проблемы делают его более чем вдвое сложнее для каждого дополнительного f-упора.)

Физика играет роль в ответе на ваш вопрос, и эта информация там. Основы этого связанного обсуждения состоят в том, что показатель преломления материала линзы будет влиять на максимальную диафрагму, которую вы можете достичь, поэтому для чистого стекла с показателем преломления 1,5 максимальная диафрагма будет f / 0,5 или около того. Более качественные вещества, такие как алмазы, с показателем преломления 2,417 могут дать апертуру f / 0,235 с соответствующей безумной стоимостью владения (подумайте, сколько может стоить линза из чистого алмаза). Уравнение производителя линз является основой для чисел.

Что касается минимальной апертуры, вы можете в основном получить то, что составляет дыру атомного размера, достаточно большую для прохождения одного фотона, но это бесполезно для чего угодно. Для многих объективов попадание в какое-либо место с диафрагмой f / 11 или выше приводит к потере резкости в зависимости от дифракции, поэтому f / 32 является примерно высшей точкой для 35-мм линз, хотя они могут уменьшаться для больших форматов и так. Объективы с точечным отверстием часто находятся в меньшем диапазоне, например, f / 177 (у Lensbaby есть такой). Тем не менее, даже если бы оптика прекрасно справлялась с чем-то подобным, подумайте, какими должны быть значения ISO и выдержки, чтобы получить изображение, поэтому в какой-то момент значение этого значения в значительной степени равно нулю, если вы не размыты рефераты.

Есть много терминов, связанных с диафрагмой, но давайте возьмем самое интересное для нас: после википедии : «угловая диафрагма N объектива выражается числом f, записанным как f /, которое является отношением фокусного расстояния f к диаметр входного зрачка D: «

N = F / D

Итак, минимальная апертура это просто: вы просто закрываете отверстие и получаете нулевую апертуру (f / ∞).

Но вы можете довольно легко стать ниже магического f / 1 благодаря продуманному дизайну. Нет необходимости в алмазных линзах, как объясняет Джон Каван. Вы можете просто взять много света с таким большим передним элементом, как вы хотите (D), и прижать его к рассматриваемому изображению (которое относится к фокусному расстоянию).

В современном мире вы можете встретить этот эффект при использовании, например, конвертера Metabones T Speed ​​Booster 0.64 или 0.71. Он умножает фокусное расстояние вашего объектива на указанное число. Итак, если вы получите красивый объектив Leica Noctilux f = 50 мм f / 0,9 после использования конвертера Metabones 0.64, вы получите эффективный f = 50 мм * 0,64 = 32 мм. Входной зрачок (а также f) пропорционален размеру датчика d при заданном угле обзора . Таким образом, мы переместили наш объектив + конвертер в камеру с d = 35 мм * 0,64, что дает ~ 23 мм (более длинный край датчика) - это, кажется, система микро-четверти трети !. В этой системе наше f возвращается к 50 мм, но D также умножается на 0,64, поэтому мы имеем = f / (0,9 * 0,64) = f / 0,576 .

Так что, вот в чем подвох, спросите вы? Конечно, конвертер не волшебная палочка. Он сжимает доступный свет на меньшем круге изображения, так что вы можете использовать Leica только на микро-четырех третях камер. А добавленный набор линз влияет на качество изображения, но это уже другая история :)

Этот эффект также объясняется в уроке по линзам cambridgeincolor