Nyitás (fényképezés)

A fényképészeti lencse rekesze az a beállítás, amely beállítja a membrán nyílásátmérőjét . A nyílások vagy a geometriai nyílások száma jellemzi , gyakrabban " f / N  " jelöléssel  . Ez dimenzió nélküli szám úgy definiáljuk, mint az az átmérő arányának d a belépőpupilláját a gyújtótávolság F (image gyújtótávolság, pozitív, itt jegyezni f , hogy egyszerűsítse az írás).

.

Állandó gyújtótávolság esetén a rekeszek számának növekedése a membrán bezáródásának következménye: csökkenti az érzékelő vagy a film megvilágítását, növeli a mélységélességet és egy esetben kisebb mértékben a geometriai és kromatikus eltérések csökkenése , a diffrakció hatásának növekedése .

A gyártók mindig feltüntetik a lencse hasznos vagy teljes nyílását: gyakran vésik a lencse elülső részére, és jelzik a rekesz maximális rekesznyílásához szükséges nyílások számát; minél kisebb ez a szám, annál fényesebb az objektív.

A relatív nyitást néha a nyitási számmal azonos módon határozzák meg, néha inverzként, majd az „1: N  ” arány formájában fejezik ki, ahol N a nyitási szám.

A nyitottsági index logaritmikus skálát használ .

Kerülnünk kell az összetévesztést a digitális nyílással, amely egészen mást jelöl.

Jelölések

Számos jelölést használnak a nyílás értékének megadására. Például annak kifejezésére, hogy lencsét használnak 2,8-as nyílásnál, a következő jelöléseket találjuk.

Az "f / 2.8" jelöléssel kapcsolatban észrevehetjük, hogy ez a bejárati pupilla átmérőjének kifejezése ( d = f / N ), és hogy ebben a kifejezésben az f a gyújtótávolságot jelöli. A gyakorlatban ezt a jelentést gyakran figyelmen kívül hagyják, és az "f /" -et előtagnak tekintik, amely bevezeti a nyitó számot. Ezért az f-szám (szó szerint: "f szám") név, amelyet angolul használtak a nyitó szám kijelölésére.

Az expozíció szabályozása

Az érzékeny felületek, akár ezüst film, akár elektronikus érzékelők, a fény expozíciójának , a kapott megvilágításnak és az expozíciós időnek (záridő vagy expozíciós idő) szorzatának megfelelően reagálnak .

A rekeszizma leállítja a fény egy részét, amikor az zárva van. Lehetővé teszi az érzékeny felület által kapott megvilágítás módosítását . Végtelen fókusz esetén az érzékelő vagy a film által kapott megvilágítást a következők adják ( a számítások részletei alább):

val vel:

Az érzékeny felület megvilágítása tehát fordítottan arányos az N numerikus nyílás négyzetével . Az expozíció tehát módosítható a nyitás vagy az expozíciós idő módosításával. Hosszú expozíció esetén a membrán helyett, hogy a kép ne legyen túlexponálva, használhatunk semleges sűrűségű szűrőt .

Megállapodás alapján létrehoztak egy rekesznyílás-sorozatot, amelynél a magasabb értékre való áthaladás a megvilágítás kettőjével való felosztáshoz vezet. Ez az ok geometriai sora 2 . Ennek a szekvenciának a hozzávetőleges értékeit vésik a membrán beállító gyűrűjére:

1 - 1,4 - 2 - 2,8 - 4 - 5,6 - 8 - 11 - 16 - 22 - 32 - 45 - 64 –...

A kezelés megkönnyítése érdekében a gyűrű által működtetett mechanizmus gyakran tartalmaz a jeleknek megfelelő bemetszéseket. A két rés közötti intervallumot helytelenül, de általában „ membránnak  ” hívják  , gyakrabban rövidítve „  diaph  ” -nak: a „közel három lépéssel” azt jelenti, hogy az érzékelő által kapott megvilágítást nyolcra osztják. Az egyes jelek között egy vagy két további bevágás lehet a közbenső értékek számára. Ezután pontos beállítást adnak egy félállásra vagy egy megállópont harmadára. A rekesz általában 16-ra vagy 22-re (nagy formátum esetén akár 32-re) korlátozódik a kép diffrakció miatti túlzott romlásának elkerülése érdekében.

A kapott megvilágítás kifejeződését eredményező számítások részletei.

Felületek és konjugátum kapcsolódnak a nagyítással: .

A fénysűrűség terület irányába a lencse feltételezzük, hogy elég kicsi ( ), hogy képes legyen meghatározni a fényerősség érte . Így a felület áramlást bocsát ki a nyitó pupilla felé. Feltételezve, hogy a nagy távolság nyílás előtti átmérőjének belépőpupilláját majd a szilárd szög Ω a gerenda, amely áthalad a cél lehet kifejezni: a .

Az átadott fluxust az átviteli tényező segítségével adják meg .

A megvilágítás által kapott az érzékelő a pont határozza meg: .

Tehát jön:

,

.

Abban az esetben, ha az objektum található az optikai tengelyen, a kép közepén van operatőr: .

Abban az esetben, ha az objektum a végtelenben helyezkedik el .

A kapcsolat nagyban leegyszerűsíti: .

APEX besorolás

Az APEX rendszerben a nyílást logaritmikus skálán ábrázolja az A v nyitási index , szintén AV ( rekeszérték ), amelyet a következők határoznak meg:

vagy .

Az AV nyitási index egy egységgel történő növelése megfelel a „stop” zárásnak. Az alábbi táblázatok megadják az AV és a rekeszszám közötti megfeleltetést a fél-stop és a stop harmadával történő előrehaladás esetén. A táblázatok nyitó számait szokásosan két számjegyre kerekítve mutatjuk be.

Az AV és a nyitás között egy fél diaph
AV 0 ½ 1 2 3 4 5. 6. 7 8. 9.
NEM 1.0 1.2 1.4 1.7 2 2.4 2.8 3.3 4 4.8 5.6 6.7 8. 9.5 11. 13. 16. 19. 22.
Az AV és a diaphóna harmadában történő nyitás közötti megfelelés
AV 0 1 1⅓ 1⅔ 2 2⅓ 2⅔ 3 3⅓ 3⅔ 4 4⅓ 4⅔ 5. 5⅓ 5⅔ 6. 6⅓ 6⅔ 7 7⅓ 7⅔ 8. 8⅓ 8⅔ 9.
NEM 1.0 1.1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.5 2.8 3.2 3.5 4 4.5 5. 5.6 6.3 7.1 8. 9. 10. 11. 13. 14 16. 18. 20 22.

Fotometrikus rekesz ( T-szám )

Az expozíció kifejezése azt mutatja, hogy ez a cél T átlátszóságától függ . Ezért szigorúan véve ismerni kell ezt az átláthatóságot az expozíció meghatározása érdekében. A gyakorlatban gyakran figyelmen kívül hagyják az átláthatóság különbségét az egyik célkitűzés között. Ha fontos az expozíció nagy pontossággal történő meghatározása, ezt figyelembe kell venni. A figyelembe veendő paraméterek számának korlátozása érdekében a rekesz és az átlátszóság egyetlen, fotometrikus rekesznek nevezett paraméterben egyesül , amelyet úgy definiálnak, mint azt a geometriai rekeszt, amelyet a tökéletesen átlátszó lencsének ugyanolyan fényerővel kell rendelkeznie, mint a lencsét. : értéke mindig nagyobb, mint a geometriai nyílásé. A fotometrikus rekeszt tehát a következők adják meg:

.

A kiállítás kifejezése ekkor válik:

.

A fotometrikus rekeszt általában "T /" előtaggal jegyzik meg. Például a "T / 3.1" azt jelenti, hogy N T = 3,1. Ez egyáltalán nem töredék, hanem egyszerűen az "f /" -vel analógia útján létrehozott jelölés.

A mozgókép kamerák objektívjeihez gyakran a fotometrikus rekesz skála tartozik a geometriai rekesz skála mellett vagy helyett. Minden objektumot külön-külön kalibrálnak.

Hatékony nyitás

A fenti expozíciós képlet a végtelen fókuszra érvényes, és nagyon jó közelítés marad a gyújtótávolság körülbelül tízszeresénél nagyobb felvételi távolságoknál. Azonban a közeli fényképezés és makró , ez a képlet korrigálni kell, hogy vegye figyelembe a nagyítás ( a számítások részletei alább).

vagy:

Nyitások száma a tényleges nyitások számával, amelyet a következők határoznak meg:

.

A kvázi szimmetrikus felépítés célkitűzéseiben, és különösen a fényképészeti kamrákban használtak többségében , a pupilla nagyítása egyenlő 1-vel, és a kifejezése leegyszerűsödik .

A kapcsolat megállapításához használt számítások részletei

Lencseátadás 002.png

A célt egy központosított, stigmatikusnak tekintett optikai rendszer modellezi. Az optika klasszikus jelöléseit használjuk. egy valós pontobjektum, amely az optikai tengelyen helyezkedik el, annak képe. az optikai tengelyre merőleges kiterjesztett objektum, annak képe. és ezek a főbb pontok .

Keresztirányú nagyítás: . A konjugáció kapcsolat: .

egy tárgy felületi elem merőleges az optikai tengelyre, középre . az ő képmása.

Ezenkívül a cél aplanatikusnak tekinthető, amely lehetővé teszi Abbe szinuszainak relációjának használatát . Ezenkívül a lencse a levegőbe merül. az a maximális szög, amelynél a pont által kibocsátott sugarak behatolhatnak, hogy áthaladjanak a nyitó pupillán. a megfelelő sugarak kilépési szöge.

az elemi fényáram által kibocsátott tárgy felületi elem egy elemi térszögbe .

a bejárati pupilla által korlátozott szilárd szögben kibocsátott fényáram.

a cél átviteli tényezője vagy átláthatósága a pontra helyezett érzékeny felület által kapott megvilágítás .

és az optikai rendszer bejárati és kimeneti pupillájának átmérője. valamint a be- és kilépő tanulók központjai.

Pupilla nagyítás: .

Így megkapjuk a megvilágítás kifejeződését, amely ezt követően meghatározott körülmények között egyszerűsíthető.

A mélységélesség szabályozása

A rekeszizom a lövés irányításának elengedhetetlen eleme. Beállítása közvetlenül a mélységélességre hat . Ugyanazon fókusztávolság és fókusztávolság mellett a membrán bezárása növeli a mélységélességet és hozzájárul a fénykép élességéhez. Ez a diffrakciós jelenségek megjelenéséig igaz marad.

Az első két fénykép a membrán hatását mutatja az élességi zóna kiterjedésére. Az elsőt nagy nyílással, a másodikat kis nyílással vették. A zársebességet ennek megfelelően állítottuk be, de az összes többi beállítás változatlan maradt.

A rekesz segítségével kiszámolható a hiperfókusz értéke is  : hol van a lencse gyújtótávolsága, a megzavarható kör átmérője és a nyílás.

Makrófotózáshoz, csendélethez stb. Általában nagy mélységélességre van szükség, hogy a téma jól előkerüljön. A rovar fotójának elmosódott területei például jelentősen zavarják a látást. A portré esetében éppen ellenkezőleg, a sekély mélységélesség javítja a megkönnyebbülés érzetét, és az elmosódott háttéren jól leválasztott éles fő témát hangsúlyozza. A háttér „elmosódását” nagyban megkönnyíti, ha ügyelünk arra, hogy a modellt eltávolítsuk a háttérből.

Diffrakció és optikai eltérések

A kép élessége általában jobb a köztes nyílásoknál, ez utóbbit korlátozza a geometriai eltérések a nagy rekesznél ( N kicsi) és a diffrakciós jelenségek a kis rekesznél ( N nagy).

Diffrakció

A diffrakció nem szigorúan véve eltérés, hanem a fény hullámtermészetét alkotja. A membrán nyílásán áthaladó fény megtörik. Minél kisebb a nyílás, annál érzékenyebb lesz a jelenség.

A fotográfiában a diffrakció befolyásolja a kép élességét, ha a keletkezett folt átmérője nagyobb, mint a megengedett zavaros kör, akkor érzékelhetővé válik, és károsítja az élességet. Ha a membrán kezdeti bezárása kompenzálja az optikai rendellenességeket, a túl kicsi nyílás túl sok diffrakciót eredményez. A rekesz általában f / 16 vagy f / 22 értékre korlátozódik.

A diffrakció hatása kisebb érzékelőkkel, például kompakt digitális fényképezőgépekkel nagyobb. Valóban, a diffrakció miatti folt átmérője közvetlenül összefügg a membrán nyílásával és a fény hullámhosszával :

.

A diffrakció a membrán éleinek jellemzőitől is függ. Az éles, sima és vékony élek kevesebb diffrakciót eredményeznek.

Optikai eltérések

Nagy rekesznyílás esetén az objektív kívül esik a Gauss-féle közelítési feltételek határain , és az aberrációk megzavarhatják a képet.

A rekeszizom bezárása segít a képen vagy a kép egy részén néhányuk megszüntetésében vagy csökkentésében. Ez a helyzet az aberrációit gömbalakú a központ és a széleit, kóma és vignettálás a széleit, axiális kromatikus aberrációt és kisebb mértékben az asztigmatizmus . A rekeszizom helyzete befolyásolja a torzulást .

Lásd is

Kapcsolódó cikkek

Bibliográfia

Külső linkek

Megjegyzések és hivatkozások

  1. Bernard Balland , Geometriai optika: képek és műszerek , Lausanne, Presses politechniques et universitaire romandes,2007, 860  p. ( ISBN  978-2-88074-689-6 , online olvasás ) , p.  683
  2. Vincent Pinel, Techniques du cinema , Presses Universitaires de France., Coll.  "Mit tudhatnék? „( N o  1873)2012( online olvasás )
  3. Robert Andréani , The Photographic Lens , Párizs, De Francia,1947, P.  30
  4. René Bouillot , fotótanfolyam : technika és gyakorlat , Párizs, Dunod ,1991, 206  p. ( ISBN  2-10-000325-9 ) , p.  28.
  5. "  Kifejezések: rekesz  " , a French Larousse szótárban  : "Objektív relatív rekesze, az objektív hasznos átmérőjének és a gyújtótávolság aránya, 1: n formában kifejezve. "
  6. "  A NYITÁS definíciói  " , a Nemzeti Szöveges és Lexikai Források Központjában  : "Nyitottság (egy célhoz képest). A membrán átmérőjének (egy objektív) és a gyújtótávolság aránya (Sarm. Phys. 1981 után). "
  7. hagyományos kerekítésnek vannak ellentmondásai. Például az AV = 3½ (≈ 3,3636) nyílását lefelé kerekítjük le 3,3-ra, míg az AV = 4½ (≈ 4,7568) esetén a nyílást 4,8-ra kerekítjük. Vannak kétértelműségek is: az 1,2-es érték 1,19-t (AV = ½) vagy 1,26-ot (AV = represent) jelenthet, ugyanúgy, mint 13-at jelenthet 12,7 (AV = 7½) vagy 13,5 (AV = 7⅓).
  8. A kalibrációs fény méter szabályozza ISO 2720 származó ANSI PH3.49-1971. Ez utóbbi a T = 0,9 feltételezésen alapul , de más tényezőket tartalmaz, amelyek a T = 0,83 elfogadását jelentik. Lásd: Expozíciómérés - A téma megvilágításának kapcsolata a film expozíciójához , Jeff Conrad.
  9. Ralph E. Jacobson és mtsai, The Manual of Photography: Photographic and Digital Imaging , p.  69 .
  10. Emmanuel Bigler, "  Fény, membrán és pupillák: Vastag optika, második rész  " , a képgalérián ,2011. október 28 : "A legtöbb kamraoptika, beleértve a nagylátószögű lencséket is, a teleobjektívek kivételével [...] kvázi szimmetrikus képletek [...]. "