理论上的最小和最大光圈是多少?


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是否有可以打开镜头的最大光圈之类的东西?可以关闭的最小光圈怎么办?这些概念甚至有意义吗?世界上有没有最窄光圈的镜头?有最广泛的一种吗?


绝对光圈可以任意大(长波长,长焦距,如哈勃和FAST)或任意小(短波长,短焦距,如电子显微镜)。我会说,较小的相对光圈f数更容易,因为更容易制作长焦距系统,例如,哈勃的af = 24。但是任何小于f = 1的事情都是困难的。X射线荧光透视镜头的f = 0.5-f = 1,但分辨率很差。
user3528438

Answers:


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可以关闭一个光圈,由于没有光线通过,因此实际上是一个无限大的光圈值。最快的速度(最小的f数)要难一些。镜头的速度受入射光瞳与镜头焦距之比的限制。焦距越长,入射光瞳必须越大。从理论上讲,您可以制造一个非常大的玻璃,但是最终会制造出一定数量的玻璃,因此您的身体将损失比获得的更多的光。

最快的镜头的“记录”可以说是f / .33 Super-Q-Gigantar 40mm,但这实际上只是一种营销手段,而且只有一个。它实际上没有功能。有一个功能性的f / .7镜头,其中有10个已经制成。美国国家航空航天局(Nasa)购买了六辆,卡尔·蔡司(Carl Zeiss)自己留了一辆,斯坦利·库布里克(Stanley Kubrick)买了三辆,并用在电影巴里·林登(Barry Lyndon)中。

从理论上讲,镜片的设计应该比这更快,但是成本和收益根本不值得。镜头变得过于昂贵和复杂,并且由于难度的增加快于指数增加,因此无法为工作带来任何明显的好处。(由于每个f / stop需要加倍的大小,而物理问题使附加f-stop的复杂度增加了一倍多。)


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物理学在回答您的问题时起着重要作用,并且信息就在那里。链接讨论的基础是,镜片材料的折射率会影响您可以达到的最大光圈,因此对于折射率为1.5的纯玻璃,最大光圈将为f / 0.5左右。折射率为2.417的更好的物质,例如钻石,可以为您提供f / 0.235的光圈,并具有相应的疯狂拥有成本(考虑一下纯钻石镜片可能要花费多少)。该lensmaker的公式是数字的基础。

至于最小孔径,您基本上可以减小到一个原子大小的孔,它的大小足以使一个光子通过,但是对于任何事情都没有用。对于很多镜头,到达f / 11左右或更高的位置会导致清晰度下降,这是衍射的函数,因此f / 32大约是35mm镜头的最高输出点,尽管对于较大的格式它们可能会变小并且所以。针孔透镜通常在较小的范围内,高达f / 177(Lensbaby也有这样的透镜)。尽管如此,即使光学器件完全能够处理类似的事情,也要考虑获取图像所需的ISO和快门速度,因此在某些情况下,除非您变​​得模糊,否则该值几乎为零。摘要。


f / 0.5是摄影镜头教给我的理论极限。在连续镜头的另一端是f / 64,这在后视镜镜头板上很常见。我看过f / 128,但并不小。f / 64小组是由范·戴克(Van Dyke)创立的关注狂热者俱乐部,其中包括亚当斯,坎宁安,韦斯顿,斯蒂格利茨和美国西南部其他摄影师。
Stan

@Stan f / 64组的摄影师使用的是8x10 LF相机。8x10相机上的f / 64基本相当于135格式(“ 35mm”或“ FF”)的f / 8。
Michael C

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有许多与光圈有关的术语,但让我们对我们最感兴趣:在Wikipedia之后:“镜头的角光圈N由f值表示,记为f /,它是焦距f与焦距之比。入瞳直径D:

N = f / D

因此,最小孔径很简单:您只需闭合孔并使其孔径为零(f /∞)。

但是通过巧妙的设计,您很容易就能达到低于神奇的f / 1的水平。正如John Cavan所说,不需要钻石镜片。您可以使用想要的(D)尽可能大的前元素来捕获大量光,并将其挤压到所考虑的图像(与焦距有关)上。

在当今世界,使用Metabones T Speed Booster 0.64或0.71转换器时,您可以达到这种效果。它将镜头的焦距乘以指定的数字。因此,如果在使用Metabones 0.64转换器后获得漂亮的Leica Noctilux f = 50mm镜头f / 0.9,则有效f = 50mm * 0.64 = 32mm。在给定的视角下,入射光瞳(以及f)与传感器尺寸d成正比。因此,我们将镜头+转换器移动到d = 35mm * 0.64的相机上,该相机可提供〜23mm(传感器更长的边缘)-这似乎是微四分之三系统!在这个系统上,我们的f返回到50mm,但是D也乘以0.64,所以我们有= f /(0.9 * 0.64)= f / 0.576

那是要抓住的地方吗?当然转换器不是魔术棒。它会将可用的光线压缩在较小的像圈上,因此您只能在四分之三的微型相机上使用Leica。并增加了镜头组会影响图像质量,但这是另一回事了:)

cambridgeincolor镜头教程中也解释了这种效果

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