Bagaimana saya bisa menghitung apa efek tabung ekstensi?

32

Harus ada deskripsi matematis tentang perbedaan yang dibuat tabung ekstensi pada lensa - apakah ini sesuatu yang dapat dengan mudah dijelaskan?

(Misalnya, dengan teleconverters Anda dapat mengatakan hal-hal seperti "teleconverter 2x akan mengubah lensa Y-mm menjadi lensa 2Y-mm, dan Anda akan kehilangan 2 stop." Apakah ada yang serupa dengan tabung ekstensi?)

Jika tidak banyak yang dapat Anda katakan tentang perbesaran, secara umum, bagaimana dengan perubahan jarak fokus terdekat? Apakah itu juga tergantung lensa?

Bagaimana jika kita memfaktorkan lensa: apakah ada cara umum untuk membandingkan efek (katakanlah) tabung ekstensi 12mm dan 24mm pada lensa yang sama ?

macro extension-tubes magnification Matt Bishop
sumber

Jawaban:

16

Saya percaya ada beberapa formula yang bisa Anda gunakan. Untuk poin Matt Grum, saya belum menguji ini dengan lensa zoom, dan setahu saya, mereka hanya berlaku untuk lensa prima (panjang fokus tetap). Anda tidak secara spesifik menentukan lensa zoom, jadi ...

Cara paling sederhana untuk menghitung perbesaran lensa adalah melalui rumus berikut:

  Magnification = TotalExtension / FocalLength
  M = TE / F

Untuk menghitung perbesaran dengan tabung ekstensi, Anda perlu mengetahui ekstensi total ... yaitu, ekstensi yang disediakan oleh lensa itu sendiri, serta yang disediakan oleh tabung ekstensi. Kebanyakan statistik lensa dewasa ini termasuk pembesaran intrinsik. Jika kita mengambil lensa Canon 50mm f / 1.8, perbesaran intrinsiknya adalah 0,15x. Kita dapat menyelesaikan untuk lensa yang dibangun dalam ekstensi seperti:

   0.15 = TE / 50
   TE = 50 * 0.15
   TE = 7.5mm

Perbesaran dengan ekstensi tambahan sekarang dapat dihitung sebagai berikut:

  Magnification = (IntrinsicExtension + TubeExtension) / FocalLength
  M = IE + TE / F

Jika kami menganggap 25mm ekstensi tambahan melalui tabung ekstensi:

  M = 7.5mm + 25mm / 50mm
  M = 32.5mm / 50mm
  M = 0.65x

Formula yang cukup sederhana yang memungkinkan kita untuk menghitung pembesaran dengan cukup mudah, dengan asumsi Anda tahu perbesaran intrinsik lensa (atau ekstensi intrinsiknya.) Jika kita mengasumsikan lensa 50mm yang luar biasa adalah lensa yang Anda perluas, untuk membuat makro 1: 1 perbesaran, Anda akan membutuhkan ekstensi senilai 50mm. Masalahnya di sini adalah bahwa jika Anda menambahkan terlalu banyak ekstensi, bidang dunia yang fokus ( gambar virtual ) mungkin saja berakhir di dalam lensa itu sendiri. Selain itu, ini mengasumsikan lensa "sederhana", lensa dengan karakteristik yang sangat jelas dan terkenal (yaitu lensa elemen tunggal sederhana).

Dalam skenario dunia nyata, memiliki pemahaman yang jelas tentang karakteristik lensa tertentu tidak mungkin terjadi. Dengan lensa yang fokus secara internal, atau lensa zoom, rumus sederhana di atas tidak cukup untuk memungkinkan Anda menghitung dengan tepat berapa jarak fokus minimum Anda dan perbesaran untuk lensa, panjang fokus, dan ekstensi tertentu. Ada terlalu banyak variabel, yang sebagian besar kemungkinan tidak diketahui, untuk menghitung nilai yang berarti.

Berikut adalah beberapa sumber yang saya temukan yang menyediakan beberapa informasi berguna yang mungkin membantu dalam usaha Anda:

jrista
sumber
2
Anehnya, 50mm f / 1.8 adalah lensa (well, OK, salah satu lensa) yang saya perpanjang - dan tautan itu terlihat sangat berguna juga. Terima kasih!
Matt Bishop
1
Jawaban Baik, persis apa yang saya cari! Ini hanya mengganggu saya bahwa Anda menggunakan TE untuk menyingkat "TotalExtension" dan juga "TubeExtension".
pukul
6

Saya pikir itu bisa dijelaskan, sebenarnya Wikipedia memiliki rumus yang relevan:

1/S1 + 1/S2 = 1/f

Dimana S1 adalah jarak dari subjek ke titik nodal depan, S2 adalah jarak dari titik nodal belakang ke sensor, dan f adalah panjang fokus. Karena tabung ekstensi meningkatkan S2, maka memungkinkan Anda membuat S1 lebih kecil, sehingga Anda dapat fokus lebih dekat ke subjek.

John Cavan
sumber
1
Rumus itu mengasumsikan Anda tahu titik modal depan dan belakang yang secara umum tidak ditentukan pabrikan, jadi Anda harus mengukurnya untuk setiap lensa. Ditambah formula tidak berlaku untuk lensa yang mengubah focal length ketika fokus, jadi saya tidak berpikir itu seperti apa yang ditanyakan penanya.
Matt Grum
Dengan lensa sederhana (yaitu elemen tunggal), panjang fokus tidak pernah berubah (kecuali jika Anda mengubah bentuk lensa - atau kecuali Anda menjadi sangat spesifik dan berbicara tentang berbagai warna cahaya, atau sejenisnya), dan ini benar-benar benar (pada kenyataannya, menggerakkan posisi lensa adalah semua yang Anda lakukan untuk mengubah fokus, jadi tabung ekstensi hanya membuat Anda bergerak lebih jauh). Untuk lensa (multi-elemen) yang kompleks, saya tidak cukup memahami prinsip-prinsip optik untuk memastikan apakah hal yang sama berlaku. Tapi pesawat film selalu menjadi "target" fokus, bukan? Jadi ... saya kira begitu.
lindes
Beberapa sumber saya untuk belajar (yang saya harap nanti akan mengumpulkan jawaban saya sendiri - tidak ada waktu untuk itu sekarang): youtube.com/view_play_list?p=F703024381DE9004 - dan khususnya, dua ini: youtube.com/watch?v=oKfqO4tBfPc&p=F703024381DE9004 dan youtube.com/watch?v=mjIfdXnhyQI&p=F703024381DE9004
lindes
1
@ Matt Grum - Saya pikir persamaan menggambarkan prinsip di baliknya yang tampaknya menjadi inti dari pertanyaan. Setidaknya itu terjadi pada saya. :)
John Cavan
@John Cavan - rumus menggambarkan dengan baik mengapa tabung ekstensi mengurangi jarak fokus minimum, tapi saya pikir si penanya sedang mencari formula yang bisa dia gunakan untuk menilai berapa panjang tabung ekstensi yang perlu Anda beli untuk lensa tertentu untuk meningkatkan pembesaran x kali, yang sayangnya tidak mungkin dalam kasus umum ...
Matt Grum
4

sunting untuk menanggapi pertanyaan lanjutan mengingat Anda tahu efek tabung dengan panjang tertentu pada lensa tertentu, Anda dapat menghitung nilai-nilai yang hilang dari persamaan John Anda harus bisa mendapatkan perkiraan efek dari tabung panjang yang berbeda. Sekali lagi nilainya akan tergantung pada kelemahan metode pemfokusan lensa, tetapi harus memberi Anda ide yang cukup baik.

Secara umum tidak. Ada rumus, tentu saja, tetapi Anda perlu mengetahui konfigurasi internal lensa dan biasanya beberapa elemen desain lensa.

Tabung ekstensi biasanya mengubah panjang fokus efektif sedikit (panjang fokus sebenarnya dari lensa adalah properti dari kekuatan lentur kaca sehingga tidak berubah ketika Anda memindahkannya) tetapi seberapa besar tergantung pada desain lensa. Banyak yang harus dilakukan dengan sudut di mana sinar meninggalkan bagian belakang lensa. Jika Anda mengambil lensa telecentric ruang objek (jenis lensa khusus di mana sinar keluar sejajar satu sama lain) maka jarak ke bidang film tidak masalah karena sinar itu paralel mereka tidak akan menyatu atau menyimpang lagi.

Jika Anda melihat bagian belakang lensa sudut lebar, elemen belakang sangat dekat dengan bagian belakang lensa. Sekarang lihat lensa telefoto, akan ada celah antara potongan kaca terakhir dan mount, seolah-olah lensa sudah memiliki tabung ekstensi. Tabung ekstensi akan berperilaku sangat berbeda pada dua lensa yang berbeda ini. Metode fokus (internal vs eksternal) juga mempengaruhi hasil penambahan tabung ekstensi.

Jadi singkatnya saya khawatir tidak ada formula yang sesederhana yang untuk telecoverters.

Matt Grum
sumber
Apakah benar-benar akurat untuk mengatakan bahwa focal length berubah? Pemahaman saya tentang optik dalam detail apa pun masih dalam masa pertumbuhan, tetapi pemahaman saya sejauh ini adalah bahwa dengan menggerakkan lensa (yang sebenarnya merupakan tabung ekstensi), panjang fokus tidak akan berubah (meskipun mungkin perbesaran mungkin? Atau apa kami secara kolektif mulai memanggil "panjang fokus efektif"), melainkan, perubahan jarak untuk fokus pesawat , yang menyebabkan pesawat di-focus terhadap perubahan ... saya akan mencoba untuk menemukan beberapa sumber daya dan mempostingnya di menjawab. Namun, saya kira jawaban ini dipertanyakan secara faktual. Kupikir.
lindes
Apakah panjang fokus berubah atau tidak, tergantung pada lensa, seperti apa yang saya nyatakan. Untuk kasus paling sederhana dari lensa lubang jarum, mudah untuk melihat bahwa panjang fokus berubah jika Anda memindahkan lubang jarum lebih jauh dari kamera, karena panjang fokus didefinisikan sebagai jarak dari lubang jarum ke bidang pencitraan!
Matt Grum
Ahh, tapi lubang jarum bukanlah lensa, dan seperti yang saya mengerti, untuk lensa (atau sistem optik secara umum ??), jarak fokus tidak ditentukan oleh jarak antara titik dan bidang pencitraan, tetapi antara pusat lensa dan titik, diberi input garis paralel. Apakah itu tidak benar? (Catatan: lihat tautan video pada komentar saya untuk jawaban John - photo.stackexchange.com/questions/5603/… - juga, perhatikan bahwa saya benar-benar bertanya; Saya relatif baru dalam memahami optik pada level ini.)
lindes
Ya, Anda benar bahwa lubang jarum tidak memiliki panjang fokus karena panjang fokus menggambarkan kemampuan lensa untuk membelokkan cahaya, yang ingin saya katakan adalah bahwa panjang fokus efektif dari sistem lubang jarum adalah jarak antara lubang jarum dan layar, yaitu memberikan bidang pandang yang sama dengan lensa dengan fl yang sama. Intinya adalah Anda perlu membuat asumsi tentang sistem pencitraan untuk memprediksi bagaimana itu akan berperilaku jika Anda mengubah salah satu parameter tanpa mengetahui yang lain.
Matt Grum
3

Cambridge dalam warna memiliki kalkulator rasio perbesaran online . Dan mengutip situs web:

Tabung ekstensi meningkatkan pembesaran lensa dengan jumlah yang sama dengan jarak ekstensi dibagi dengan panjang fokus lensa.

Yang diterjemahkan menjadi:

M_ExtendedLens = M_Lens + ExtensionLength / FocalLength

Komentari jawaban jrista

Saya malu memiliki cukup repetisi untuk berkomentar jadi saya menaruh komentar berikut di sini. jrista, formula 2 Anda adalah:

Magnification = (IntrinsicExtension + TubeExtension) / FocalLength
M = IE + TE / F

dengan IEmembaca alami sebagai IntrinsicExtension, itu salah, itu harus ditulis dengan memperkenalkan misalnya pembesaran intrinsik IM(yaitu pembesaran asli lensa:) IM = IE/F:

Magnification = (IntrinsicExtension + TubeExtension) / FocalLength
M = IM + TE / F

Atau mungkin Anda lupa tanda kurung di baris kedua?

Selain itu, contoh Anda bukanlah satuan yang konsisten (menambahkan [mm] ke [mm dibagi dengan mm] yang kemudian menjadi satuan-kurang). Itu harus membaca M = (7.5mm + 25mm) / 50mm(yaitu dengan kurung).

calocedrus
sumber