Qu'est-ce qui a motivé les fabricants d'objectifs à utiliser des diaphragmes 1/3 au lieu de dire 1/4 ou 1/2 diaphragmes?

J'ai remarqué que de nombreux objectifs plus anciens n'ont que des diaphragmes durs pour l'objectif (2, 2,8, etc.). Cependant, étant donné que la roue d'ouverture pour certains est continue, vous pouvez "arrêter" certains points arbitraires et tirer. De mon message: Comment les photographes ont-ils obtenu l'exposition immédiatement dans la journée avec seulement des incréments complets? , les gens peuvent travailler avec des arrêts durs et réparer au plus +/- 2/3 EV plus tard dans la publication.

En supposant que c'est le cas, quelle était la motivation derrière la création de l'objectif f-stop 1/2 et plus tard 1/3? Je comprends que les photographies n'ont pas besoin de beaucoup de précision car nous utilisons des f-stops et non des t-stops, référencés ci-dessous. D'après cela et mon exemple ci-dessus, il semble que les arrêts 1/2 et 1/3 sont de beaux extras? N'est-ce pas suffisant d'avoir un corps d'appareil photo qui a 1/3 arrêts pour la vitesse d'obturation et ISO mais un arrêt dur pour l'objectif ou est-ce une exigence que tous les facteurs du triangle lumineux doivent avoir 1/3 arrêts pour la priorité ouverture / obturation et auto? Remarque connexe, avons-nous arrêté à 1/3 arrêts ou les fabricants d'objectifs auront-ils 1/4, 1/5 ou une autre valeur plus petite pour se déplacer entre les arrêts?

EDIT: J'ignore la profondeur de champ car les f / stops contrôlent cela et je me concentre spécifiquement sur l'obtention de la bonne exposition.

Référence:

• Pourquoi les objectifs DSLR sont-ils mesurés en diaphragmes F au lieu de diaphragmes T?

Historiquement, l'unité d'exposition était un doublement ou une réduction de moitié de l'énergie d'exposition. C'est l'origine du f / stop. Initialement, cet ajustement a été effectué en insérant une fine plaque métallique avec un trou circulaire, dans une fente dans le barillet de l'objectif. Le photographe avait une série de ces diapositives métalliques appelées Waterhouse Stops après John Waterhouse vers 1858. L'arrêt de Waterhouse a été remplacé par le diaphragme à iris mécanique. (Vous pouvez voir les premiers exemples des deux dans cette vidéo de Roger Cicala sur lensrentals.com) Pour obtenir un changement 2X, le diamètre d'ouverture doit être agrandi ou contracté de telle sorte que la surface du trou soit doublée ou réduite de moitié. Pour effectuer un changement 2X, le diamètre du trou doit être agrandi ou contracté à l'aide d'un multiplicateur de diviseur de 1,414 (racine carrée de 2).

Par exemple, supposons qu'un objectif de 50 mm soit monté et réglé sur f / 8. Le diamètre du trou dans l'iris sera de 6,25 mm. Pour ouvrir cet objectif à f / 5,6, le diamètre révisé sera de 8,82 mm. Pour s'arrêter à f / 11, le diamètre révisé doit être de 4,42 mm. Ce que j'essaie de dire, c'est que, étant donné que les feuilles de l'iris sont ajustées par un train d'engrenages, la précision est difficile.

Pour effectuer un changement de ½ f / stop, le multiplicateur est la quatrième racine 2 = 1,19. Pour effectuer un changement de 1/3 d'arrêt, la modification du diamètre est la sixième racine de 2 = 1,12. En d'autres termes, lorsque nous effectuons des ajustements de plus en plus petits, la précision nécessaire augmente le coût.

Veuillez noter: Avec les films noir et blanc, les négatifs résultants sont inutiles jusqu'à impression. L'opération d'impression est comparable en prenant une photo du négatif en remplaçant le papier photosensible par un film. Cette seconde exposition (impression) permet d'effectuer des ajustements pour atténuer les erreurs commises lors de l'exposition initiale du film. Dans la plupart des cas, une précision de caméra supérieure à 1 f / stop n'était pas nécessaire.

Avec l'avènement de matériaux plus complexes tels que les films de diapositives noir et blanc et couleur positifs, la nécessité d'améliorer la précision de l'exposition est évidente. Cela a inspiré les ajustements d'iris 1/2 et 1/3.

Désormais, les objectifs à longue focale sont la «norme» pour les gros appareils photo argentiques. Lorsque nous ajustons une lentille plus longue, la précision de l'ajustement de la vitesse de l'iris n'est pas un problème car le changement de taille du trou pour effectuer un changement de 1/3 d'arrêt est lourd. Si la distance focale est courte, les changements de 1/3 f / stop deviennent problématiques. Exemple: un 28 mm réglé sur f / 8 a un diamètre de 3,5 mm. Pour fermer à f / 11, le diamètre révisé est de 3,125 mm, ce qui n'est pas un changement mécanique facile.

TL; DR: ⅓ stop (doublement d'un rapport) correspond à environ ¹⁄₁₀ d'une multiplication par dix d'un rapport.

Alors que la photographie aime utiliser le système d' arrêt - comptage linéaire du nombre de doubles ou de moitiés (c.-à-d. Logarithmes en base 2) - la plupart du reste de la science et de l'ingénierie, y compris l'optique, utilisent des logarithmes en base 10.

Alors qu'un arrêt est le log ₂ d'un rapport en photographie, un Bel est le log ₁₀ d'un rapport (généralement puissance / acoustique / optique). Le Bel est quelque peu grand et peu maniable, nous utilisons donc généralement des décibels, ou 10 × log ₁₀ d'un rapport. Un doublement du rapport en termes de décibels, soit 10 × log ₁₀ (2), est de 3,01 dB, soit environ 3 dB.

Mais un arrêt est un doublement d'un rapport, donc 1 arrêt équivaut à 3 dB de puissance optique. ⅓ d'un arrêt est ⅓ de 3 dB, ou 1 dB. Vous pouvez revérifier cela en prenant 10 dB (ce qui est un rapport de puissance de 10) = ¹⁰⁄₃ d'un arrêt = 2 ^10/3 = 10,08 ≈ 10.

Vous voyez cela dans la photographie lorsque vous parlez de filtres de densité neutre. La densité optique d'un filtre, d est liée à la transmittance , T , par:

T = 10 ^{- d}

Ainsi, un filtre avec OD = 1 transmet 10% de la lumière à travers lui, OD = 2 transmet 1% de la lumière, etc.

Les fabricants qui spécifient leurs filtres à l'aide du ND. les notes numériques utilisent directement la densité optique. ND0.3 est un filtre 1 arrêt, ND0.6 est 2 arrêts, ND0.9 est 3 arrêts, ND3.0 est 10 arrêts, etc. Si vous aviez un filtre ND0.1, ce serait ⅓ arrêt.

Maintenant, est-ce pour cela que les ⅓ arrêts sont utilisés? Je ne sais pas. Mais je suppose que oui, car il fournit une belle cartographie pratique du système photographique de doublage / réduction de moitié au système du reste de la science des opérations de base 10.

Il suffit de souligner qu'une exposition "correcte" dépend de nombreux facteurs, et pas seulement de F-stop. Le temps d'exposition est tout aussi important et, en fonction de la plage dynamique du film ou du capteur à semi-conducteurs, vous pouvez pousser la plage d'impression pour qu'elle corresponde à l'apparence visuelle souhaitée de l'impression. Le film et les capteurs typiques ont une plage dynamique beaucoup plus grande que nos yeux, c'est pourquoi cela est possible.

Ensuite, ne laissez pas de côté la qualité / le style de l'image autre que l'éclairement. F-stop contrôle la profondeur de champ ainsi que le niveau d'éclairage; la vitesse d'obturation contrôle le flou de mouvement ainsi que le niveau d'éclairage.

Donc, en fin de compte, la résolution (taille de changement des temps d'arrêt F et / ou d'obturation) fournie est un mélange d'accident historique, de deltas dB entre les paramètres et simplement de la vente "plus c'est mieux".

Je soupçonne que des échelles f-stop plus fines ont été utilisées lorsque des mesures d'exposition plus précises sont disponibles et avec l'introduction de certains films de diapositives ayant une petite plage d'exposition. Pour quelques mètres simples du passé et les échelles plus fines du film noir et blanc n'étaient pas trop importantes.