Prečo sú objektívy fotoaparátu veľké a ťažké?

Revolúcia fotoaparátu bez zrkadiel mala za cieľ priniesť menšie, ľahšie kamery, ale v skutočnosti výrobcovia fotoaparátov využili príležitosť na to, aby vytvorili väčšie a lepšie šošovky. Prečo ide o fyziku šošoviek.

Manipulácia ohniskovej vzdialenosti je komplikovaná

Ohnisková vzdialenosť objektívu, na ktorú sme sa predtým pozreli, je vzdialenosť medzi zadným uzlom a ohniskom. V jednoduchej konvexnej šošovke je to vzdialenosť medzi stredom šošovky a ohniskom. Objektív fotoaparátu však nie je jednoduchý konvexný objektív; všetky sú "zložené šošovky", ktoré sú šošovky vyrobené z kombinácie jednotlivých šošoviek, ktoré sa nazývajú "prvky objektívu".

Kamery majú "ohniskovú vzdialenosť", čo je vzdialenosť medzi držiakom objektívu a snímačom. Napríklad na fotoaparátoch Canon DSLR je to 44 mm. Problém výrobcov fotoaparátov spočíva v tom, že manipulácia s ohniskovou vzdialenosťou je komplikovaná a vo všeobecnosti zahŕňa pridanie ďalších prvkov šošoviek, ktoré robia veci väčšie a ťažšie. Dôvodom toho, že objektív Canon EF 40 mm je najmenší, je to, že sa tak tesne zhoduje s ohniskovou vzdialenosťou príruby a vyžaduje preto len veľmi málo prvkov objektívu.

Čím viac sa budete pohybovať od ohniskovej vzdialenosti príruby, v oboch smeroch, tým väčšia bude šošovka. Objektív s rozmermi 600 mm nemusí byť dlhý 60 cm, ale aby nebol dlhý 60 cm - čo by bolo, ak by to bola jednoduchá konvexná šošovka - optický dizajn je komplikovaný. Je to rovnaké pri objektívoch s rysom oka 11 mm.

Existuje malá sladká škvrna od rozmerov od 24 mm do 50 mm, kde je možné vytvoriť šošovky, ktoré nie sú také veľké, ale pre všetko ostatné optika manipulácie ohniskovej vzdialenosti je významnou bariérou miniaturizácie.

Clona je Hard Limit

Clona je funkcia ohniskovej vzdialenosti. Keď hovoríme o f / 5.6, to, čo hovoríme, je, že dúhovka šošovky je otvorená ohniskovej vzdialenosti vydelená číslom 5.6. Napríklad 50 mm pri f / 2 má otvor pre šošovku o 25 mm; pri f / 8 je dúhovka otvorená na 6,25 mm.

Zatiaľ čo to nie je problém pre širokouhlé šošovky, veľmi rýchlo sa stáva problémom pre rýchle teleobjekty. Vezmite si neuveriteľne populárny fotoaparát Canon 70-200 f / 2.8: pri 70 mm je clona šošoviek široká 25 mm, ale pri 200 mm je 71,5 mm. To znamená, že za predpokladu nekonečných tenkých materiálov je minimálna veľkosť predného prvku šošovky približne 72 mm - v skutočnosti je to 88,8 mm - a jednoducho neexistuje žiadny spôsob, ako to zmenšiť.

Bez ohľadu na to, čo Canon, Nikon alebo Sony chce, fyzicky nemôžu vytvoriť objektív s rozmermi 200 mm f / 2,8 s predným prvkom menším ako 80 mm. Zákony fyziky sa nezmiznú.

Technický vývoj je problém

Mnoho starých šošoviek jednoducho nebolo veľmi dobré. Mali kúzlo, ale automatické zaostrovanie bolo vypnuté, bolo pravidelne ťažké vignetovanie alebo skreslenie a obraz nebol ostrý po celom ráme. Moderné šošovky vyriešili veľa týchto problémov pridaním viacerých prvkov šošoviek, ktoré samozrejme tiež pridávajú väčšiu veľkosť a hmotnosť.

Podobne moderný vývoj ako silná stabilizácia obrazu dodáva ešte väčšiu váhu už ťažkým šošovkám.

A nezabúdajme na zoom objektívov. Hlavný objektív bude (takmer) vždy menší a ľahší ako objektív s transfokáciou, ktorý pokrýva rovnakú ohniskovú vzdialenosť, pretože je oveľa jednoduchší. Priblíženie šošoviek, hádajte, viac prvkov objektívu a pohyblivých častí.

Naozaj je problémom fyzika

Problémom je, že zákony fyziky sú v zadku bolestné.

Optika je dobre skúmaná a komplikovaná oblasť. Manipulácia s osvetlením tak, aby sa vzdialenejšie objekty objavovali bližšie alebo zblízka, objekty sa objavujú ďalej, zatiaľ čo rozmazanie pozadia alebo zachovanie všetkého zaostreného a zachovanie vysokej úrovne kvality obrazu vyžaduje len veľké, ťažké šošovky.

Snívanie profesionálnych kamier sa zmenšuje len preto, že je to sen: sen.

Obrazový kredit: Ľudia / Shuterstock, LeonRW