Fotografi 101 - Linser, ljus och förstoring

Följande inlägg är från den australiensiska fotografen Neil Creek som är en del av den nyligen lanserade Fine Art Photoblog och deltar i Project 365 - ett foto om dagen i ett år - på sin blogg.

Välkommen till den tredje lektionen i Fotografi 101 - En grundkurs i kameran . I den här serien täcker vi alla grunderna för kameradesign och användning.

Vi pratar om ”exponeringstriangeln”: slutartid, bländare och ISO. Vi pratar om fokus, skärpedjup och skärpa, liksom hur linser fungerar, vad brännvidden betyder och hur de sätter ljus på sensorn.

Vi tittar också på själva kameran, hur den fungerar, vad alla alternativ betyder och hur de påverkar dina foton.

Den här veckans lektion är Linser, ljus och förstoring

Förra veckan tittade vi på linsens grunder. Vi såg hur linser böjer ljus genom att sakta ner det, hur vinkeln ljuset tränger in i linsen påverkar hur mycket det är böjt och hur vi kan använda den här egenskapen för att föra ljus som kommer in i en lins i fokus och skapa en ljus, klar bild.

Läsning av optikdiagram
Under hela denna serie kommer jag att använda optiska diagram för att illustrera olika begrepp. För att hjälpa dig att komma igång har jag skrivit en kort introduktion om hur du läser dessa diagram. Jag rekommenderar att du pausar lektionen ett ögonblick för att lära dig att läsa och förstå dessa diagram.

Linsernas kraft

Fördelen som linser ger oss jämfört med pinhole-kameror är dubbelt: ljusstyrka och förstoring.

Ljusstyrka och f-förhållanden

Vi såg i lektion två, med vårt experiment med ljuset och förstoringsglaset (Bild 1.2.3), att allt ljus som kom in i linsen från ljuset fokuserades in i bilden. Om vi ​​bytte ut en större lins med samma brännvidd skulle mer ljus fokuseras och den resulterande bilden verkar ljusare, men inte större.

Det verkar logiskt att om du fördubblar en linsdiameter så kommer du att fördubbla storleken på bilden som den gör, men som du kan se i Bild 1.3.1 nedan, det är inte sant.

Bild 1.3.1 Fördubbling av linsens diameter halverar f-förhållandet (se nedan) och samlar mer ljus men ändrar inte bildens storlek, vilket är en funktion av brännvidden (se även nedan). Att fördubbla diametern faktiskt mer än fördubblar bildens ljusstyrka, eftersom linsens samlande yta på linsen ökar snabbt när radien ökar (enligt formeln? R² - pi gånger radien i kvadrat).

Bild 1.3.2 F-förhållandet anges på ett 50 mm f1.8-objektiv. Bild 1.3.3 F-förhållandet som anges på ett 80-400 mm f4,5-5,6 zoomobjektiv.

F-förhållande

I fotografering finns ett praktiskt nummer som används för att beskriva förhållandet mellan linsdiameter och brännvidd: "f-förhållandet". Enkelt uttryckt är f-förhållandet brännvidden dividerat med diametern. I Bild 1.3.1 ovan har vi en lins med en brännvidd på 50 mm och en diameter på 10 mm. 50/10 = 5 vilket ger oss ett f-förhållande på 1/5 eller f5. Om objektivet fortfarande var 50 mm brännvidd med en diameter på 20 mm skulle det vara f2,5.

F-förhållandet för en SLR-lins ska alltid skrivas på linsen någonstans. De flesta kompaktkameror beskriver också f-förhållandet någonstans på kroppen. Ju "kortare" f-förhållandet är, desto närmare är det 1, desto ljusare blir bilden. Termen "hastighet" används också för att beskriva en lins. Ordhastigheten avser i det här fallet hur snabbt linsen tillåter kameran att ta en bild med tanke på den tillgängliga mängden ljus. Om linsen ger en ljus bild kan slutaren vara öppen under en kortare tid för att fånga tillräckligt med ljus för att göra en bild. Således betraktas en kort f-ratio-lins som f1.8 som en mycket "snabb" lins, medan en längre lins som en f8 eller f11 är en "långsam" lins.

Med tanke på lektion 1 lärde vi oss att ett stort hål för ljuset att passera genom ger en ljusare men mindre skarp bild. Nu när vi känner till f-förhållanden kan vi koppla ihop dessa två fakta och förstå varför snabbare linser har ett smalare "skärpedjup" - det område som är i fokus. Vi kommer att prata mer om detta i nästa lektion, men det är bra att koppla ihop prickarna och se hur alla dessa olika principer passar ihop.

Moderna kameror gör det möjligt för en fotograf att ha viss kontroll över linsens hastighet genom att justera bländaren, vi kommer också att täcka det mer detaljerat i nästa lektion.

Förstoring och synfält

Alla som har spelat med ett förstoringsglas vet att, som namnet antyder, förstoras linser. Mängden förstoring beror på brännvidden. Ju "längre" linsen desto mer förstorar den bilden. Korta brännviddar har motsatt effekt, vilket minskar bildens storlek.

Bild 1.3.4 Allt annat lika, när linsens brännvidd ökar, ökar också bildens relativa storlek.

Vi såg ovan att f-förhållandet påverkar bildens ljusstyrka. De två faktorerna i förhållandet är linsdiameter och brännvidd. Hittills har vi bara pratat om att ändra linsdiametern, men med större förstoring ökar du brännvidden så att du också ökar f-förhållandet. Detta betyder att ju mer du förstorar bilden desto mörkare blir den. De flesta teleobjektiv (lång brännvidd) har stora f-förhållanden och är därför långsamma. Undantaget är naturligtvis de enormt dyra och mycket tunga jättelinserna som används av sportfotografer. Dessa använder långa brännviddar, och linser med stor diameter. Dessa telefoner är inte för den avslappnade fotografen!

Vi har pratat om hur linser gör bilden större, och det ser verkligen ut när du tittar genom sökaren eller på utskriften från en teleobjektiv. I verkligheten, eftersom de flesta föremål är avlägsna och sensorn är liten, producerar de allra flesta linser en bild som är mindre än själva objektet. Det finns dock vissa speciallinser som gör en bild större än motivet. För att detta ska vara möjligt måste brännvidden vara lång och motivet nära. Det här är naturligtvis makrolinser.

Makrolinser kommer ofta att beskrivas med deras ”förstoringsfaktor”. En lins med en förstoringsfaktor på 1: 1 ger en projicerad bild på sensorn som är densamma som motivet. Så bilden av ett mynt med en diameter på 20 mm sträcker sig över 20 mm av den fysiska sensorn, vilket resulterar i en bild som nästan fyller hela ramen för en typisk DSLR. En förstoringsfaktor på 1: 1 anses vanligtvis vara minsta för att en lins ska beskrivas som en "makro" -lins. Specialistmakroobjektiv är ofta 1: 3 eller till och med 1:10 förstoringsfaktorer, vilket innebär att 1 mm över motivet blir 3 mm eller 10 mm när det projiceras på sensorn, vilket innebär 3 eller 10 gånger förstoring.

Synfält

Den sista variabeln i denna initialt förvirrande balanseringsoptik för optik är synfältet. Detta refererar till hur mycket av världen kameran kan se. En lins synfält beror på linsens brännvidd och storleken på vad bilden projiceras på. När det gäller digitalkameror är detta sensorchipet.

Fig 1.3.6 När brännvidden ökar minskar synfältet och bilden förstoras.

Fig 1.3.8 De jämförande skillnaderna i ramstorlek från kompakta kameror via film och DSLR till medelformat.

Fig 1.3.6 gör det uppenbart att vid vidvinkeländen översätts en liten skillnad i brännvidd till en stor skillnad i synfält. Skillnaden i synfält mellan en 10 mm och 20 mm lins är mycket större än skillnaden mellan 210 mm och 220 mm. Vissa linser kan ha exceptionellt korta brännviddar och breda synfält, som 12 eller 8 mm. Dessa är fisköga linser, så kallade eftersom linsens framsida böjer sig så mycket att det ser ut som ett fisköga. Dessa linser kan ha ett 180 graders synfält eller ännu större.

Storleken på sensorn bidrar också till en viss lins synfält. I Fig 1.3.6 en viss sensor visas med olika brännvidd. Uppenbarligen om sensorn är mindre kan den se mindre av bilden som presenteras av linsen, så synfältet minskas och förstoringen ökas. Detta är fallet för DSLR: er med "beskurna sensorer" och kompaktkameror.

Den "vanliga" ramstorleken är 35 mm, storleken på en enskild bild på en filmrulle. Kameror med den här sensorn är kända som "fullbildskameror". Storformatskameror finns med mycket större filmstorlekar, till exempel 150 mm x 100 mm. Billigare eller tidigare DSLR-modeller använder sensorer som är mindre än en 35 mm filmram och kallas beskurna sensorer. En typisk beskuren sensor kan beskrivas som en 1,6x, vilket innebär att den skenbara brännvidden för en viss lins är 1,6 gånger längre. Kompaktkameror använder de minsta ramstorlekarna av alla och kräver som sådan mycket korta brännviddslinser för att få vidvinkelvyer.

Nästa vecka

Fotografering 101 - Bländare och stopp.

Nu när vi har tagit ihop huvudteorin bakom linsen och skapat en bild, kommer vi därefter att rikta vår uppmärksamhet mot exponering och hur vi styr tagningen av en bild. Nästa vecka kommer introduktionen av exponeringstriangel, en förklaring av "stopp" och ljusstyrka, och en titt på den första punkten i triangeln: bländare.

Läxa

• Ta reda på dina linsers synfält. Med vilken metod som helst som fungerar bäst för dig (t.ex. ett måttband på en vägg), räkna ut kamerans synfält med de bredaste och längsta inställningarna. Mät den i grader från sida till sida. Presentera bilder av dina resultat.
• Skjut hela fokusområdet. Hitta ett lämpligt ämne (t.ex. en stadsgata eller ett avlägset träd) och ta en serie bilder som börjar i din bredaste vinkel och zooma in med cirka 20 mm intervall till din längsta zoom. Kompilera dem till en enda bild och posta.
• Utnyttja förstoring och synfält konstnärligt. Ta ett foto i varje yttersta av kamerans brännvidd, välj motivet för att dra nytta av förstoring och synfält. Dela resultaten här.
• Kom nära och personligt. Detta är perfekt för användare av kompaktkameror, som på grund av optiken i ett litet kamerasystem kan fokusera mycket nära. Experimentera med makrofotografering och visa oss foton av de mycket små. Använd makroläge om du har det (brukar identifieras med en tulpan-symbol). DSLR-användare med makroutrustning kan också delta.
• Om allt detta är nytt för dig, leta upp en online-kamerabutik (till exempel Canon- eller Nikons webbplatser) och bläddra i objektivkatalogen. Var noga med de linsspecifikationer som vi har diskuterat och se hur linsens form och form matchar dessa siffror. Titta på hur långa teleobjektiv är, hur breda snabba linser är och hur mycket ultravidvinkelobjektiv lutar ut framåt.

Resurser

• Canon-objektiv
• Nikon-objektiv
• Sigma-linser
• Tamron-linser
• Synvinkel på Wikipedia
• Interaktiv jämförelse av brännvidd på Canon
• Räknare för synfält

Förutom att lägga upp sina Project 365-bilder på sin blogg driver Neil också ett fotografiskt projekt varje månad. Den här månadens ämne är Iron Chef Photography - The Fork.