Les objectifs sont-ils marqués avec la vraie distance focale?

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La vraie distance focale d'un objectif est-elle égale aux nombres inscrits sur l'objectif?

Par exemple, la distance focale de 70 mm ou 200 mm est-elle vraiment de 70 mm ou 200 mm ou moins? Exemple: 69,5 et 199,7.

Edward
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Pourquoi vous souciez-vous de ce niveau de précision?
Philip Kendall
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À mon avis, les choses devraient être faites de la meilleure façon possible. Je voudrais le savoir pour un travail AR et VR
Edward
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Si vous vous souciez, mettez-le sur un banc optique et mesurez-le. Je suis parfaitement heureux que la distance focale soit précise à quelques pour cent près et heureux de ne pas payer pour une ingénierie excessive dont je n'ai pas besoin.
Philip Kendall
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Le plan focal de l'objectif varie également à travers son champ. Les ingénieurs tentent de faire la moyenne des valeurs lorsqu'ils formulent des ensembles de lentilles. Il n'y a pas de distance focale exacte pour une lentille en verre sphérique composée. Tous les nombres, sauf calibrés, sont des moyennes de tolérances de processus de fabrication.
Stan
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Vous dites: "À mon avis, les choses devraient être faites de la meilleure façon possible." Mais pour la photographie, un nombre super précis n'est pas forcément le meilleur moyen possible!
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Réponses:

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Oh, c'est pire que ça. De nombreux objectifs conçus pour la photographie fixe présentent une respiration focalisée, où l'angle de vue varie sur la plage de distances que l'objectif peut focaliser. Normalement, ce n'est pas un problème pour la photographie, mais les objectifs conçus pour une utilisation cinématographique (vidéo) essaient normalement de minimiser la respiration focalisée.

Les lentilles, en leur cœur, sont des dispositifs optiques / mécaniques fabriqués en série et ont des tolérances de fabrication. Les paramètres d'ouverture, les distances de mise au point minimales, la distance focale exacte, même des éléments comme l'alignement des éléments de l'objectif et la parallèle de la monture de l'objectif avec le capteur sont tous soumis aux tolérances et à la variabilité de fabrication. Un bon aperçu de ce monde est le blog de la société sur lensrentals.com, ils démontent les lentilles et parlent de leur fabrication et de ce qui rend les lentilles individuelles différentes (entre autres).

Je ne sais rien de l'AR / VR, mais j'imagine que réparer les choses dans le logiciel serait le chemin le plus simple.

David Rouse
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Les tolérances sont probablement insignifiantes par rapport à l'arrondi qui s'est produit entre la distance focale conçue et la valeur publiée.
Edgar Bonet
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La distance focale publiée est arrondie dans une certaine mesure, normalement au 5 ou 10 le plus proche, ou dans certains cas courts, au 1 le plus proche.

Plus de précision ne serait pas réaliste, car la distance focale marquée ne s'applique qu'à la mise au point à l'infini . La distance focale (définie comme la distance au plan de l'image) change et devient plus longue pour toute distance focalisée inférieure à l'infini. Le zoom change bien sûr aussi. Dans certains cas, la mise au point interne la modifie de manière inattendue. Certains zooms de mise au point interne deviennent en fait plus courts en gros plan. Déplacer les éléments internes change toujours les choses.

À 1: 1 macro (distance égale derrière et devant l'objectif), l'équation de l'objectif mince indique que la distance focale devient 2x à 1: 1.

Mais de cette façon (mesure de la taille des objets et de l'image, aux distances réelles focalisées derrière et devant l'objectif), il est théoriquement possible de calculer la distance focale exacte pour la situation, dans le cas peu probable où cela servirait à quelque chose.

EDIT: Nous entendons: "La distance focale ne change pas." Vraiment? La distance focale indiquée sur les lentilles est le point focal d'un objet à l'infini. La mise au point à d'autres distances ne peut pas modifier l'écriture de la longueur focale marquée, mais ce n'est qu'un nom, une sémantique. Le même objectif se concentre à d'autres distances, ce qui change bien sûr nécessairement le point de focalisation.

La définition de la distance focale est le point où la mise au point est apportée à un point, qui varie avec la distance du sujet. C'est la raison pour laquelle nous devons nous concentrer. Si la distance focale n'a en fait jamais changé, nous n'aurions jamais à nous recentrer.

Si au lieu de l'infini, si vous vous concentrez plutôt de près, la mise au point est amenée à un nouveau point, et il y aura certainement un changement de distance focale. Ce changement affecte également le calcul du nombre f / stop, mais qui est considéré comme suffisamment mineur jusqu'à ce que le grossissement atteigne 0,1x (peut-être un pied environ, selon). Mais plus près, à 1x (appelé 1: 1), la distance focale double, provoquant une augmentation de deux arrêts des nombres f / stop marqués. La plupart des lentilles ne se concentrent pas aussi près pour éviter cette complication.

WayneF
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Ainsi, un 24 mm est 24 mm uniquement avec la mise au point à l'infini, mais si j'ai une distance d'infini plus petite, comment saurai-je le pourcentage de 24 mm plus long?
Edward
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@Edward Un objectif de 24 mm focalisera les rayons lumineux parallèles à 24 mm de son plan nodal arrière (un point spécial à l'intérieur de la monture d'objectif que vous ne pouvez pas voir.) Un objectif de 200 mm focalisera les rayons lumineux parallèles à 200 mm de son plan nodal arrière. La position de l'objectif lorsque cela se produit est marquée ∞. Ensuite, le reste des distances est gravé sur l'objectif jusqu'à une limite pratique proche en fonction de la formule de l'objectif.
Stan
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La distance focale d'un objectif est définie comme la distance focale pour un objet infini. Cela ne change pas lorsque vous vous concentrez sur quelque chose de plus proche. La distance entre l'objectif et l'image augmente lorsque l'objet est plus proche, comme indiqué dans l'équation de l'objectif 1 / f = 1 / di + 1 / do où f est la distance focale, di est la distance de l'image et do est la distance de l'objet , mais la distance focale ne change pas.
Ross Millikan
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@ Ross, bien que ce soit la théorie, dans la pratique, les vraies lentilles sont constituées de nombreux éléments de lentilles différents et présentent une certaine quantité de respiration focalisée.
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1
Edgar Ce sont les deux faces d'une même médaille. Ou deux jambes du même triangle, pour ainsi dire.
Veuillez lire mon profil
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En un mot, non. Les chiffres sur un objectif [sauf le numéro de série;)] sont une approximation pour une utilisation pratique pour la photographie. Les pièces individuelles peuvent être calibrées à des degrés de précision variables à des fins spécialisées.

Un "objectif 24 mm" est une désignation pour un objectif qui a une distance focale de 24 mm plus ou moins.

C'est moins un problème que de commercialiser une ligne de 24,001 mm, 24,329 mm, 23,918 mm, 23,988 mm, 24,199 mm, etc.

Lequel choisiriez-vous si vous deviez en sélectionner un?

Recalculeriez-vous votre besoin pour chacune de vos applications AR-VR? Pensez-vous que votre travail implique plus d'un appareil avec cette précision? Les ingénieurs sont licenciés pour avoir dépensé plus de ressources de l'entreprise en recherchant une précision et des détails inutiles. C'est pourquoi une tolérance de fabrication est si précieuse. Nos affaires sont abordables et pratiques.

Stan
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Les chiffres sur une lentille sont approximatifs, je continue à me demander: à quel nombre exact correspond 24 mm?
Edward
2
@Edward Salut, Les chiffres renvoient à THEORY. Ils se réfèrent à ce que le concepteur voulait. La différence est due à ce qui se passe dans PRATIQUE lorsque vous essayez réellement d'utiliser la TECHNOLOGIE pour approximer ce que la SCIENCE prédit. C'EST, comme vous le dites, le PROBLÈME.
Stan
Mon travail comprend: nikon d750, objectifs 24-70 mm et un objectif TAMRON 70-200 mm pour le travail AR. La vision de Nikon doit correspondre à la vision d'une chambre virtuelle pour afficher des objets 3D dans le monde réel. Pour ce faire, je dois être aussi précis que possible.
Edward
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Votre problème n'est pas la distance focale absolue; mais, l'une des correspondances aux longueurs focales des objectifs composés (zoom) pour éviter de désorienter vos utilisateurs. Mauvaise nouvelle, vous allez devoir calibrer votre configuration. Vous devrez peut-être même corriger le résultat avec des lentilles ménisques. Contactez Edmund Scientific pour obtenir de l'aide sur l'étalonnage. Ils sont à Barrington, NJ. USA
Stan
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@Edward Calibrez à l'aide de deux objets de même taille à l'avant et à l'arrière de la chambre et jouez avec la distance de l'objet jusqu'à ce que la perspective soit correcte - ajustez la distance de l'objet à la chambre jusqu'à ce qu'elle "s'adapte".
Stan
4

Si vous effectuez un travail de vision par ordinateur, vous devez calibrer votre objectif pour obtenir un résultat précis. Et je recommande fortement d'utiliser un objectif à mise au point fixe (plutôt qu'un objectif zoom) car il sera presque impossible de revenir au même réglage de zoom à chaque fois (ou de calibrer pour chaque réglage de zoom).

Cela dit, c'est une bonne introduction à l' étalonnage de la caméra - il montre qu'il ya beaucoup de facteurs qui doivent être mesurés et corrigés avant de pouvoir utiliser une caméra pour les mesures. Et c'est vraiment la seule fois où vous avez besoin de connaître la distance focale très précisément.

Bien sûr, la distance focale n'est qu'un paramètre d'intérêt lorsque vous faites de la vision par ordinateur: il existe de nombreux types de distorsion introduits par différentes constructions d'objectif, et vous devez vraiment bien connaître les propriétés de votre objectif (bien mieux que la distance focale) si vous vont tout faire avec précision.

Floris
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2

La distance focale d'un objectif est une mesure effectuée lorsque l'objectif est en train d'imager un objet à l'infini, symbole ∞. L'infini se traduit par «à perte de vue». Le meilleur objet à utiliser pour effectuer cette mesure est une étoile. Cependant, si l'objet se trouve à 1000 yards / mètres, l'erreur est inférieure à 0,001 pouce (0,025 mm). Cette mesure est prise à partir d'un point appelé nodal arrière. On pourrait penser que ce point est proche du milieu du barillet d'objectif. Son emplacement réel est probablement déplacé vers l'avant ou l'arrière du point médian en raison du fait qu'un objectif d'appareil photo est un groupe complexe d'objectifs, certains à puissance positive (convexe) et certains à puissance négative (concave). Il faut sept éléments ou plus pour atténuer les aberrations de l'objectif qui affligent.

Un vrai téléobjectif a un nodal arrière décalé vers l'avant du centre. Cette conception raccourcit le barillet de l'objectif, donc l'appareil photo et l'objectif seront moins difficiles à utiliser et à transporter. Un grand angle aura probablement le nodal arrière décalé vers l'arrière, ce qui éloignera l'objectif du film ou du capteur. L'idée est d'augmenter la distance de mise au point arrière pour permettre le dégagement d'un miroir reflex.

Les valeurs gravées sur le barillet de l'objectif sont probablement précises de 1 à 1 ½%. Lorsque vous vous concentrez sur des objets plus proches que ∞; la distance focale augmente. Lorsque la mise au point est proche pour atteindre la taille réelle (unité ou 1: 1), l'objectif est positionné sur une longueur focale complète vers l'avant. Cela signifie qu'un objectif de 50 mm fonctionnant à 1: 1 fonctionne comme un 100 mm, la perte de lumière est de deux diaphragmes (4X). Un véritable objectif macro est conçu pour fonctionner de près et ne pas subir une telle perte de lumière.

Beaucoup de choses à apprendre sur les lentilles - j'appelle ce truc charabia!

Alan Marcus
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L'infini est le point auquel les rayons lumineux entrant dans le chemin optique (lentille) sont collimatés (parallèles). Les rayons lumineux d'une étoile en sont un exemple. Il peut également être simulé avec une source laser collimatée sur un banc optique, ce qui est beaucoup plus pratique.
Stan
@Stan Se tenir dehors par une nuit claire semble plus généralement pratique que d'avoir accès à un laser collimaté et à un banc optique.
Le banc optique utilise une étoile artificielle. Ce sera un point de lumière espacé devant l'objectif. L'infini est simulé lorsque la distance au point de lumière est 3000 fois le diamètre de l'ouverture circulaire de la source ponctuelle ou plus proche lorsque les lentilles sont déployées pour obtenir le parallélisme du faisceau lumineux.
Alan Marcus
@benrudgers Pas si vous devez collimater votre équipement pour faire des hologrammes à midi. :)
Stan
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@ Stan --- vous betcha! La distance focale mesurera différemment pour chaque longueur d'onde.
Alan Marcus
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À titre d'exemple, j'ai appris il y a quelques années que la distance focale réelle des objectifs Hasselblad V System ne correspond pas nécessairement à ce qui est gravé sur l'objectif. Jetez un œil aux fiches techniques sur Hasselblad Historical pour les détails.

osullique
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Vous vous êtes concentré sur le problème. Selon votre discours, le 24 mm n'est pas 24 mm, alors quel est le nombre?
Edward
Mon travail comprend: nikon d750, objectifs 24-70 mm et un objectif TAMRON 70-200 mm pour le travail AR. La vision de Nikon doit correspondre à la vision d'une chambre virtuelle pour afficher des objets 3D dans le monde réel. Pour ce faire, je dois être aussi précis que possible.
Edward
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Les réponses de lien uniquement sont déconseillées, veuillez ajouter quelques exemples à la réponse.
Carsten S
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Ce n'est tout simplement pas important pour ce degré de précision. Le consommateur final sera un œil humain, et personne ne pourra faire la différence entre un objectif 24,001 mm et un objectif 23,9998 mm.

asrhawerh
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Votre réponse implique en quelque sorte que la distance focale réelle est à la fois exacte et précise. Mais vous ignorez également le problème de l'OP, que son travail AR & VR peut faire la différence, et que la différence est beaucoup plus grande que 0,004%.
scottbb