Fakty i mity o obiektywach

[TOP67]

Trochę mi się nudzi, więc postanowiłem napisać wątek o kilku mitach dotyczących obiektywów.

Na początek stawiam smiałą tezę.

Czy obiektywy makro się ściemniają? Nie.
Większość współczesnych obiektywów makro wręcz się rozjaśnia
Kontrowersyjna teza, ale z punktu widzenia definicji, to prawda. Jasność to stosunek średnicy obiektywu (otworu przysłony) do jego ogniskowej. Ogniskowa zaś to odległość od środka obiektywu do punktu skupienia równoległej wiązki światła padającej na obiektyw. Przy ustawieniu obiektywu na nieskończoność wszystko jest jasne. Odległość od środka obiektywu do matrycy jest równa ogniskowej. Jasność jest taka jak napisano na obiektywie. A co się dzieje po wyostrzeniu na odległość minimalną? Jedno jest pewne, nie zmienia się średnica otworu przysłony.
W starszych konstrukcjach cały blok optyczny jest po prostu przesuwany do przodu. Dla uzyskania skali 1:1 trzeba go wysunąć o wartość równą ogniskowej. Jest to wprost odpowiednik dokręcenia pierścieni. Czy to zmienia w jakikolwiek sposób ogniskową lub jasność? Nie. Dlaczego więc aparat pokazuje 5,6 zamiast 2,8? Bo ilość światła, która wpada przez obiektyw pokrywa teraz 4 razy większą powierzchnię. Jak zapalimy żarówkę i umieścimy dwie kartki A4 w odległości 1 i 2m, to ta druga będzie dużo ciemniejsza. A przecież nie mówimy, że żarówka się ściemniła.
W nowych obiektywach zastosowano pewnien wybieg. Żeby nie trzeba było tak mocno wysuwać obiektywu, skraca się ogniskową. Ale średnice przysłony pozostaje niezmienna. Zatem jasność obiektywu w tym ustawieniu jest większa. Ile ona wynosi? Bardzo łatwo oszacować, wystarczy podzielić przez dwa to co pokaże aparat (przy skali 1:1). Tezę uważam za udowodnioną.

No dobra. Teoria teorią, ale w praktyce musimy mocno wydłużyć czas lub zwiększyć ilość światła, żeby uzyskać poprawną fotkę.

A teraz najlepsze. Ile razy mocniejsze światło musimy zastosować, żeby uzyskać poprawne zdjęcie przy skali 1:1 (w porównaniu do ustawienia na nieskończoność). Dla ułatwienia jest to obiektyw o klasycznej konstrukcji. Zaraz mi tu wyliczycie, że 4 razy. A ja wam udowodnię, że czasami 8 razy. Ha!

Założenie. Obiektyw 60mm, przysłona 2.8, czas 1/60, FX i na nieskończoności uzyskujemy poprawnie naświetlone i nieporuszone zdjęcie (zakładając typowe przeliczenie ogniskowej na czas).
Co się dzieje przy ustawieniu skali na 1:1? A odsuwamy obiektyw dokładnie o 60mm. Aby uzyskać poprawne naświetlenie musimy czterokrotnie wydłużyć czas. Wychodzi 1/15, będzie poruszone. Zatem zostawiamy 1/60 i czterokrotnie zwiększamy moc lamp. I co? Dalej mamy poruszone zdjęcie. Dlaczego? Bo nie jest istotna ogniskowa, tylko kąt widzenia (skąd my to znamy?). Odsuwając dwukrotnie obiektyw, zmiejszył się też dwukrotnie kąt widzenia. Zatem również dwukrotnie wzrośnie wpływ drgań. Aby zrobić to zdjęcie z ręki trzeba użyć czasu 1/120, a zatem ośmiokrotnie zwiększyć moc lamp.

[Jacek z Nikonem też]

Trochę się pogubiłem. Przecież przy świetle błyskowym czas nie ma znaczenia.

[mateo912]

Trochę się pogubiłem. Przecież przy świetle błyskowym czas nie ma znaczenia.

Tomkowi prawdopodobnie chodziło o lampy ze światłem ciągłym(imitacja światła dziennego z możliwością regulacji mocy na potrzeby przykładu) wiec czas ma znaczenie.

[mOSAd]

Nie, chodzi o granicę, jaką w pewnych warunkach można osiągnąć by sfotografowane z ręki drzewko wyszło nieporuszone. Do tego potrzebny jest minimalny czas 1/120s przy założeniu powiększenia 1:1, albo 1/60s przy założeniu "normalnych" dla 60 mm zastosowań (i mniejszych odwzorowań). Czyli 60 mm odpowiada nam teraz obrazowi ze 120 mm tak jakby.
Nie ma to związku z lampami, ale służy do kalkulacji warunków nieporuszonej sytuacji jak gdyby.
Zatem nie dość, że musieliśmy czterokrotnie zwiększyć moc lamp ze względu na dodatkowy wyciąg, to jeszcze nie wystarcza nam to do nieporuszonego zdjęcia i potrzebna dodatkowa działka mocy, kiedy ten czas skrócimy.
Przykład:
A) zdjęcie drzewa z odległości metra w małej skali -> 1/60s, ISO 200, f/2.8, błysk: 1/64
B) zdjęcie drzewa z bliska, z wyciągiem, w skali 1:1 -> 1/120s (!), ISO 200, f/5.6, błysk: 8/64 = 1/8 (!) => nieporuszone
Wersja nie uwzględniająca tego, że chcemy mieć nieporuszone zdjęcie wyglądałaby tak:
C) zdjęcie drzewa z bliska, z wyciągiem, w skali 1:1 -> 1/60s, ISO 200, f/5.6, błysk: 4/64 = 1/16 => poruszone

[mateo912]

Nie, chodzi o granicę, jaką w pewnych warunkach można osiągnąć by sfotografowane z ręki drzewko wyszło nieporuszone. Do tego potrzebny jest minimalny czas 1/120s przy założeniu powiększenia 1:1, albo 1/60s przy założeniu "normalnych" dla 60 mm zastosowań (i mniejszych odwzorowań). Czyli 60 mm odpowiada nam teraz obrazowi ze 120 mm tak jakby.
Nie ma to związku z lampami, ale służy do kalkulacji warunków nieporuszonej sytuacji jak gdyby.
Zatem nie dość, że musieliśmy czterokrotnie zwiększyć moc lamp ze względu na dodatkowy wyciąg, to jeszcze nie wystarcza nam to do nieporuszonego zdjęcia i potrzebna dodatkowa działka mocy, kiedy ten czas skrócimy.
Przykład:
A) zdjęcie drzewa z odległości metra w małej skali -> 1/60s, ISO 200, f/2.8, błysk: 1/64
B) zdjęcie drzewa z bliska, z wyciągiem, w skali 1:1 -> 1/120s (!), ISO 200, f/5.6, błysk: 8/64 = 1/8 (!) => nieporuszone
Wersja nie uwzględniająca tego, że chcemy mieć nieporuszone zdjęcie wyglądałaby tak:
C) zdjęcie drzewa z bliska, z wyciągiem, w skali 1:1 -> 1/60s, ISO 200, f/5.6, błysk: 4/64 = 1/16 => poruszone

nie masz racji.
jeśli używasz tylko światła błyskowego to przy całkowicie zaciemnionym pokoju możesz nawet sobie 1s z ręki naświetlać a i tak będzie nieporuszone. błysk zawsze zamraża o ile jest głównym źródłem światła.

[TOP67]

Zgadza się, przy błysku bez światła zastanego zdjęcie będzie nieporuszone. Miałem oczywiście na myśli światło ciągłe. Sam przykład jest skrajny, ale ma pokazać co innego. Jak wielki jest wpływ odległości ostrzenia na wszelkie parametry zdjęcia. Tak naprawdę do ogniskowej należy dodać wielkość wysuwu i dopiero na tej podstawie ustalać resztę parametrów.

1. Naświetlenie. Jak wiemy jasność obiektywu się nie zmienia, ale maleje ilość światła padającego na matrycę (bo reszta ucieka na boki). Z prostej proporcji można oszacować o ile należy przedłużyć czas (daje to efektywną wartość przysłony, właśnie taką jaką podaje światłomierz).

2. Kąt widzenia. Zmieniając ostrość zmieniamy również kąt widzenia, czyli skalę odwzorowania. I nie mam tu na myśli tego, że podchodzimy bliżej do obiektu. Nawet obiekty w nieskończoności powiększają się jak ostrzymy na bliższe odległości.

3. Czas potrzebny do nieporuszonego zdjęcia. Tu również należy uwzględnić dodatkowy wysuw i szacować ten czas na podstawie sumy ogniskowej i wysuwu (dodatkowo uwzględniając crop). Oczywiście jest to sprawa indywidualna, ale używając ogólnej zasady czas<=ogniskowa, to dla obiektywu macro i DX w skali 1:1 należy ten czas skrócić trzykrotnie. Dla typowego Tamrona 90 z DX trzeba użyć czasu 1/250 aby nie poruszyć zdjęcia.

[TOP67]

Ponieważ przed chwilą była poruszona kwestia czasu jaki jest potrzebny aby uzyskać nieporuszone zdjęcie, pociągnę dalej ten temat.

Prosta zasada czas<=ogniskowa dotyczy tylko poruszeń całego kadru, spowodowanych drganiami aparatu. Jest to wzór przybliżony, bo każdy ma inny uchwyt. Dlatego czas na obalenie kolejnej tezy

Jak wypiję, to zdjęcia będą poruszone. Nieprawda, jest wręcz odwrotnie. Mała ilość alkoholu zmniejsza drżenie rąk. Jest to jeden z zakazanych środków dopingujących w strzelectwie.

Jak widać przy dużych ogniskowych należałoby stosować bardzo krótkie czasy, dlatego wymyślono stabilizację. Nic ona jednak nie daje, jeśli to obiekt się porusza. Jaki jest zatem graniczny czas aby uzyskać nieporuszone zdjęcie? Czas rozprawić się z kolejnym mitem

Do fotografowania ludzi wystarczy czas 1/100s. Nieprawda, czasem nawet dla piechura 1/1000 to za długo.

Maszerujący człowiek porusza się z prędkością 5km/h czyli 1,38 m/s, (a stopa porusza się okresowo co najmniej 10km/h). W czasie 1/100s oko pokonuje 1,4cm a stopa 2,7cm.

Przeliczmy to na pixele. Postać wypełnia cały kadr w pionie (z zapasem kadr ma 2m wysokości). Dla D700 1cm to 21 pixeli, dla D800 37pixeli.

Dla czasu 1/100s rozmycie oka będzie wynosiło: D700 - 30 pikseli, D800 - 50 pikseli. Czy można to uznać za ostre zdjęcie? Nawet dla czasu 1/1000s poruszenie będzie wynosiło 3 lub 5 pikseli. A to tylko piechur.

Oczywiście to skrajny przypadek. Człowiek maszerujący prostopadle i nieruchomy aparat. Wystarczy lekkie panoramowanie i oko będzie ostre, ale za to poruszenie stopy się zwiększy (co zwykle dodaje tylko uroku zdjęciu).

Tak naprawdę, nie jest istotna prędkość obiektu, a prędkość kątowa, pod jaą widzi to obiektyw. Jeśli tego samego człowieka będziemy fotografować z 10 razy większej odległości, to przesunięcie na matrycy D700 wyniesie tylko 3 piksele. Warto jednak pamiętać o tym przy robieniu portretów.

[TOP67]

Przy okazji omawiania obiektywów makro padło stwierdzenie o tym, że obiektyw stałoogniskowy skaraca swoją ogniskową (tak naprawdę nie jest więć stałoogniskowy). Okazuje się, że nie tylko obiektywy makro tak robią. Na forum bardzo się narzeka na Nikkora 70-200VR II, który nie trzyma 200mm i dlatego nie warto go kupować. Czy to prawda? Tak i nie.

Jak już wiemy z wcześniejszych wpisów, ustawienie odległości ma ogromny wpływ na wszelkie paramerty. Dlatego nominalne parametry obiektywu podaje się dla ustawienia na nieskończoność. Wtedy każdy obiektyw 200mm ma mniej więcej taki sam kąt widzenia. Ale ten obiektyw ma specyficzną budowę, nic w nim się nie wysuwa. Ani podczas ostrzenia, ani zoomowania. Ma to swoje konsekwencje. Ostrzenie na bliskie odległości to przecież odsuwania obiektywu od matrycy, zatem jego wydłużanie. Nie można jednak zrobić zbyt długiego obiektywu, bo po pierwsze to niewygodne, po drugie powoduje winietowanie na szerokim końcu. Dlatego zastosowano znowu starą sztuczkę ze skracaniem ogniskowej zamiast odsuwania obiektywu. W efekcie płaszczyzna ostrości się zbliża, ale kosztem skali odwzorowania. Zawiedzeni na pewno będą fotografujący motylki. Starsza wersja miała skalę 1:5,6 z odległości 1,5m. Nowa z odległości 1,4m daje tylko 1:8,3.
Jeszcze większe różnice bywają w obiektywach typu super zoom. Tu skala zmiany odniskowej, a zatem i problemy są dużo większe (chociaż te obiektywy się wysuwają). Rekordzistą jest chyba nowy Nikkor 18-300. Wg parametrów przy odległości 45cm skala wynosi 1:3,2. Można z tego wyliczyć ogniskową, która wynosi 82mm.
Czy to źle dla przeciętnego fotografa? Chyba nie. Najczęściej używa on długich ogniskowych aby sfotografować dalekie obiekty a wtedy ogniskowa jest zgodna z napisem na obiektywie. Jak fotografuje coś w odległości 3-4m, to zwykle może podejść ten metr i uzyskać pożądaną skalę odwzorowania.

[mOSAd]

nie masz racji.
jeśli używasz tylko światła błyskowego to przy całkowicie zaciemnionym pokoju możesz nawet sobie 1s z ręki naświetlać a i tak będzie nieporuszone. błysk zawsze zamraża o ile jest głównym źródłem światła.

Mam rację, a to dlatego, że ja nie podałem takiego przykładu. Ty sobie wybrałeś inny, wygodniejszy. A szukamy najgorszego. Podałem przykład *drzewa*. Czyli fotografii terenowej, w której światło błyskowe miesza się ze światłem zastanym. A błyskiem jedynie doświetlamy scenę. Wówczas stosuje się reguły z obu światów. Błysk trochę zamraża, ale nie na tyle, by ignorować czas. Doskonale widać to na fotografii koncertowej lub klubowej wykonywanej z długim czasem i dopalanym lekko (lub mocno) lampą dla zamrożenia głównego motywu.
Oczywiście można argumentować, że wówczas mowa o świetle ciągłym - tu częściowo się zgodzę.

[Artjablo]

Do głowy nigdy by mi nie przyszło, że mogą być takie problemy