Wie berechnet man Lichtstopps, die von einem Telekonverter verloren gehen?

Obwohl sehr wenig (einstellige Prozentsätze) Licht an einen Telekonverter verloren geht, wächst das Verhältnis von Eintrittspupille zu Brennweite proportional zur Vergrößerung des Telekons. Wenn beispielsweise an einem 100-mm-1: 2-Objektiv ein 2-fach-Telekonverter angebracht ist, wird das Objektiv effektiv zu einem 200-mm-1: 4-Objektiv. Dies liegt daran, dass das Objektiv immer eine 50-mm-Eintrittspupille hat (denken Sie daran, dass der Name f/Zahl wörtlich bedeutet, dass der Durchmesser der Eintrittspupille die Brennweite/Zahl ist ) .

Da die von der Blendenreihe gesammelte Lichtmenge auf einer Verdopplung basiert (f/2,8 sammelt halb so viel wie f/2), verläuft die Reihe nicht linear, sondern entlang einer logarithmischen Basis-2-Linie. Die Gleichung für die Erhöhung der Blendenzahl als Ergebnis des Telekonverters lautet ungefähr:

E = 2 x log ₂ (M)

Wo

• E ist die (negative) Verschiebung von Ev
• M ist die Vergrößerung des Telekonverters
• log ₂ ist der Operationslogarithmus zur Basis 2

Wenn Sie also 2 je 2x Telekonverter und 1 je 1,4x Telekonverter (insgesamt 4,8x) kombinieren, würden Sie etwa 4,5 Ev oder Lichtstopps "verlieren". Wenn Sie diesen Telekonverter an ein 1: 2-Objektiv anbringen, wird daraus ein 1: 9,5-Objektiv.

Diese Gleichung könnte mit dem Ausdruck der Apertur in Ev kombiniert werden, um eine neue effektive Apertur basierend auf der alten effektiven Apertur vorherzusagen.

Es ist nicht wirklich so, dass Sie an sich Licht verlieren. Ich meine, Sie könnten ein wenig sein, da das zusätzliche Glas etwas aufsaugen wird - aber ich denke, wonach Sie suchen, ist Folgendes: Warum führt die Verwendung eines Telekonverters dazu, dass meine Blende kleiner wird?

Die Blendenzahl ist das Verhältnis der Brennweite des Objektivs zum Durchmesser der Eintrittspupille. ( Weitere Lektüre im Wiki )

Nehmen wir also an, Sie verwenden Canons 135 f/2L. Bei Blende 2 beträgt der Durchmesser der Eintrittspupille (Blende): 2 = 135/D, also D = 67,5 mm.

Nehmen wir an, Sie werfen einen 1,4-Telekonverter auf das Objektiv. Die Objektivspezifikationen besagen, dass Sie effektiv 1 Blende verlieren, aber hier ist die Mathematik. 1,4*135 = unser Objektiv ist jetzt ein 189-mm-Objektiv. Allerdings ist die Eintrittspupille nicht größer geworden, sie beträgt immer noch 67,5 mm.

Unsere Blendenberechnung lautet also jetzt: f = 189/67,5 = 2,8.

Und wie Sie wissen, ist f/2.8 eine Blende weniger als f/2.

Es ist also nicht so, dass Sie an sich Licht verloren haben, sondern dass sich die physische Größe der Eintrittspupille nicht ändert, während sich die Brennweite ändert, wodurch die effektive Blende kleiner wird, wenn Sie den Telekonverter verwenden .

Spülen und wiederholen Sie die Berechnung mit der Blendenzahl = Brennweite / Durchmesser der Eintrittspupille für einen beliebigen Telekonverter, den Sie möchten, um zu beweisen, wie viele Blendenstufen er aufnimmt.

Der einfachste Weg, um herauszufinden, wie stark ein Telekonverter (TC) die Blendenzahl erhöht, ohne komplizierte Berechnungen durchzuführen, ist dies:

• Nehmen Sie die lineare Vergrößerungsleistung des Telekonverters und vergleichen Sie sie damit, wie viele Blendenstufen von „1“ auf der Blendenzahlskala entfernt sind.¹ So viele Blendenstufen verlieren Sie.
• Verwenden Sie für einen Brennweitenreduzierer (FR) den Kehrwert der Vergrößerungsstärke (1/M) und vergleichen Sie ihn damit, wie viele Blendenstufen von „1“ auf der Blendenzahlskala entfernt sind.¹ So viele Blendenstufen gewinnen Sie.
• Wenn Sie mehrere Telekonverter und/oder Fokusreduzierer verwenden, berechnen Sie den Verlust/Gewinn für jeden einzeln und addieren Sie dann die Anzahl der Blenden, die jeder TC verliert, und subtrahieren Sie die Anzahl der Blenden, die jeder FR gewinnt, um die Anzahl der gesamten Blendendifferenz zu erhalten.
• Nehmen Sie die Blendenzahl des bloßen Objektivs, bevor Sie den Telekonverter hinzufügen, beginnen Sie dort auf der Blendenzahlskala¹ und gehen Sie die Anzahl der Stufen nach oben oder unten, die der von Ihnen berechneten Differenz entspricht. Gehen Sie für verlorene Stopps mit einem TC nach oben und für gewonnene Stopps mit einem FR nach unten.

Ein paar Beispiele:

Sie haben ein 135-mm-1: 2-Objektiv und fügen einen 1,4-fachen TC hinzu. Was ist die neue maximale Blendenöffnung des Objektivs?

Wir können uns eines der folgenden Diagramme ansehen und sehen, dass f/1.4 genau eine Blende langsamer ist als f/1. Das bedeutet, dass wir eine Blendenzahl verlieren. Wir sehen uns das gleiche Diagramm an und beginnen bei f/2 (der maximalen Blende unseres bloßen Objektivs) und zählen eine volle Blendenstufe hoch. Wir sehen, dass unsere maximale Blendenzahl jetzt f/2,8 ist

Sie haben ein 50-mm-1: 1,8-Objektiv und möchten ein 2X TC und einen 0,71-fachen Brennweitenreduzierer hinzufügen (nur zum Spaß, da dies aus Kosten-Nutzen- oder Bildqualitätsgründen absolut keinen Sinn ergeben würde). Was ist die maximale Blendenzahl der vollständigen Kombination?

Für das 2X TC sehen wir, dass 2 Schritte entfernt von 1 auf der Blendenzahl-Skala "2" sind, also verlieren wir zwei Stopps, wenn wir ein 2X TC verwenden.

Für die 0,71x FR verwenden wir den Kehrwert von 0,71, der 1,41 ist (1 ÷ 0,71 = 1,41. Hmmm ... wo haben wir das schon einmal gesehen?). Wir sehen, dass 1,4 auf der Blendenzahlskala eine Stufe von 1 entfernt ist, also gewinnen wir eine Blende, wenn wir eine 0,71-fache FR verwenden.

Wenn wir die beiden Stopps addieren, verlieren wir und subtrahieren wir den einen Stopp, den wir gewinnen, was einen Nettoeffekt eines Verlusts von einem Stopp hinterlässt.

Wenn wir uns die Drittelstufenskala ansehen, sehen wir, dass f/1,8 eine Drittelstufe weniger als f/2 ist. Indem wir drei Stellen auf der Ein-Drittel-Skala nach oben zählen (weil drei Drittel = eins), sehen wir, dass die Blendenzahl für unser f/1,8-Objektiv + 2X TC + 0,71 FR f/2,5 ist.

⁽¹⁾ Praktische Kenntnisse der Blendenzahl, zumindest in ganzen Registern, sind für jeden etwasFotograf sollte sich dem Gedächtnis verpflichtet haben. Es gibt einfach zu viele Stellen in der Fotografie, an denen es praktisch ist, den Verlauf der Potenzen der Quadratwurzel aus zwei zu kennen, der derselbe Verlauf ist wie die Blendenzahlskala. Wenn Sie die f-Zahl/Potenzen der √2-Skala noch nicht gut genug gelernt haben, können Sie einen "Spickzettel" mit den ganzen, halben und Drittel-Stopp-Skalen darauf aufgedruckt haben. Viele Geschäfte für Fotoausrüstung verkauften einst handliche laminierte Karten mit solchen aufgedruckten Skalen, normalerweise zu einem relativ niedrigen Preis. Einige Geschäfte würden Kunden bei jedem neuen Kamerakauf ein kostenloses Set geben. Mit so vielen kostenlosen druckbaren Kartenvorlagen, die jetzt online verfügbar sind, wird es immer seltener, solche Karten bei stationären Einzelhändlern zu finden.

_{Dieses Blatt, veröffentlicht auf phototraces.com , zeigt ganze Blendenzahlen in der linken Spalte, halbe Blendenzahlen in der mittleren Spalte und Drittel Blendenzahlen in der rechten Spalte sowie Erläuterungen dazu wie sich unterschiedliche Blenden auf Bilder rechts von den Säulen auswirken, und eine visuelle Darstellung, wie eine Aperturblende bei unterschiedlichen Blendenzahleneinstellungen links von den Säulen aussehen könnte.}

_{Dieser ist grundlegender, enthält aber auch die AV-Skala (Blendenwert), die einfach eine numerische Skala ist, die anzeigt, welche Leistung von √2 für jede Blendenzahl verwendet wird. Auf jeder Skala sind die Vollschritt-Blendenzahlen grün schattiert.}

Sie können andere Versionen derselben Sache hier und hier finden . Einige Drittanbieter bieten immer noch Sätze von Referenzkarten im Taschenformat über Amazon an . Ohne die Karten sehen zu können, ist es jedoch unmöglich zu sagen, ob sie Blendenzahlen bis hinunter zu f/1 enthalten, die die Verwendung der oben beschriebenen Methode ermöglichen würden.

Eine genauere Erklärung:

Es hängt alles einfach davon ab, wie viel Fläche über die gleiche Menge Licht verteilt wird. Wenn Sie die Vergrößerung um den Faktor zwei erhöhen, verteilen Sie bei gleicher Eintrittspupille das gleiche Licht auf die vierfache Fläche. Damit ist die Felddichte bei gleicher Lichtmenge auf die vierfache Fläche verteilt ein Viertel so hell wie zuvor. Das sind zwei „Stopps“ in der Fotografie, wobei jeder „Stopp“ das Doppelte oder die Hälfte des nächsten bzw. vorherigen ist.

Die Blendenzahl ist ein Maß, das unter anderem versucht, vor Verlusten durch Reflexion und Absorption von Licht beim Durchgang durch das Objektiv die Lichtstärke pro Flächeneinheit, die auf die Film-/Sensorebene fällt, basierend auf dem Verhältnis von anzunähern der Durchmesser der Eintrittspupille zur Brennweite der Linse. Mit anderen Worten, es ist ein Maß dafür, wie viel Lichtenergie pro mm ² auf die Film-/Sensorebene fällt, wenn die Helligkeit der Szene konstant ist.

Da die Blendenzahl auf dem Durchmesser der Eintrittspupille dividiert durch die Brennweite der Linse basiert, die durch die Öffnung durchgelassene Lichtmenge jedoch auf der Fläche der Öffnung basiert, ist jede Vergrößerung oder Verkleinerung der Eintrittsfläche erforderlich Pupille um den Faktor zwei ergibt eine Blendenzahl, die auf den Potenzen der Quadratwurzel aus zwei (√2) basiert.

Wenn Sie die Fläche der Eintrittspupille verdoppeln, vergrößern Sie die Fläche der Eintrittspupille um den Faktor 2. Dazu vergrößern Sie den Durchmesser der Eintrittspupille nur um √2, also ungefähr 1,414. Um die Fläche der Eintrittspupille zu halbieren, verringern Sie den Durchmesser der Eintrittspupille um den Faktor 1/√2 oder ungefähr 0,71.

Das bedeutet, dass die Grundskala, die wir für f-Zahlen verwenden, die sogenannte "Ganzstufen"-Skala, auf Potenzen von √2 basiert (hier auf drei signifikante Stellen hinter dem Dezimalpunkt für Werte in der Reihe that sind keine exakten ganzen Zahlen):

√2 ⁰ = 1, √2 ¹ = 1,414, √2 ² = 2, √2 ³ = 2,828, √2 ⁴ = 4, √2 ⁵ = 5,657, √2 ⁶ = 8, √2 ⁷ = 11,314, √2 ⁸ = 16, √2 ⁹ = 22,627, √2 ¹⁰ = 32, √2 ¹¹ = 45,255, √2 ¹² = 64, √2 ¹³ = 90,510 usw.

Normalerweise runden wir √2 auf 1,4 ab und verwenden die Vielfachen von 1,4, die ebenfalls auf ganze Zahlen nach 8 gerundet werden, um die Potenzen von √2 darzustellen:

1, 1,4, 2, 2,8, 4, 5,6, 8, 11, 16, 22, 32, 45, 64, 90 usw.

Beachten Sie, dass das, was wir als 1: 5,6 (1: 5,657 ...) bezeichnen, wirklich näher an 1: 5,7 als an 1: 5,6 liegt!
Was wir f/11 nennen (f/11.314...) ist wirklich genau das Doppelte dessen, was wir f/5.6 nennen, aber 11 ist nicht genau 5,6 x 2!
Was wir f/22 (f/22.627) nennen, ist wirklich näher an f/23!
Was wir f/90 (f/90.510) nennen, ist wirklich näher an f/91!

Wir verwenden die „runderen“ Zahlen für die ungeradzahligen Potenzen von √2, weil sie sich leichter als ungefähre Vielfache von 1,4 merken lassen, anstatt sich die tatsächlichen genauen Potenzen von √2 zu merken, eine Zahl mit endlosen Stellen nach dem Dezimalkomma Punkt, oder sogar die genauen Vielfachen von 1,4. Als die Blendenzahlskala in den Anfängen der Fotografie etabliert wurde, war dies völlig egal, da die Mechanik der damals verwendeten Kameras in Bezug auf Blendengröße und Verschlusszeit bei weitem nicht genau genug war, um dies zu tun keinen Unterschied machen. Die meisten Kameras/Objektive, die wir heute für die künstlerische Fotografie verwenden, sind immer noch nicht so präzise , ​​aber jetzt zielen sie mehr oder weniger auf f/22.627, wenn wir mit unserer Blendensteuerung f/22 auswählen, so wie sie mehr oder weniger zielen1/1.024 (1/2 ¹⁰ ) Sekunden Verschlusszeit, wenn wir eine Verschlusszeit von 1/1.000 wählen.