Warum werden weit entfernte Objekte durch ein Objektiv, aber nicht durch den Sucher invertiert?

Wenn ich durch ein Objektiv schaue, wird das Bild von weit entfernten Objekten invertiert, beim Betrachten des Suchers auf meiner Kamera jedoch nicht. Warum ist das?

Es fällt mir schwer zu verstehen, warum weit entfernte Objekte überhaupt invertiert werden.

Könnte jemand eine Erklärung oder Strahlendiagramme liefern (vorzugsweise unter Verwendung einer Punktquelle auf einem Objekt und einschließlich der Linse im menschlichen Auge)?

EDIT: Vielen Dank an alle, ich verstehe jetzt, warum Objekte weit weg von einem Objektiv invertiert erscheinen. Aber kann jetzt jemand erklären, wie die Kameraelemente weit invertierte Objekte richtig herum erscheinen lassen, ohne auch nahe normale Objekte verkehrt herum erscheinen zu lassen?

EDIT 2: Ich kann momentan kein Bild liefern, weil ich in der Schule bin, aber Sie wissen, wie wenn Sie durch eine Lupe schauen und entfernte Objekte invertiert und verschwommen sind, aber nahe Objekte scharf und aufrecht (normal) sind?

Das passiert, wenn ich durch meine Kameraobjektive schaue, während sie nicht an der Kamera befestigt sind, aber wenn sie an der Kamera befestigt sind und ich durch den Sucher (oder auf verarbeiteten Film) schaue, sind alle Objekte in dem erzeugten Bild alle die gleiche Ausrichtung.

Bedeutet dies, dass das Objektiv tatsächlich keine Bilder wie eine Lupe erzeugt, da die Objekte auf den auf Film erzeugten Bildern alle dieselbe Ausrichtung haben? Oder bedeutet dies, dass eine Lupe keine Objekte mit unterschiedlichen Ausrichtungen erzeugt? Wenn eine Lupe dies nicht tut, warum sieht sie dann so aus und sind die konvexen Linsendiagramme falsch (sie zeigen ein virtuelles Bild aufrecht für nahe Objekte und echte verkehrte Bilder für entfernte Objekte)? Ist eine Lupe nicht nur eine konvexe Linse?

Es sieht aus wie eine Lupe, wenn ich durch die Linse schaue. Deshalb dachte ich, dass das Objektiv damals Objekte mit unterschiedlichen Ausrichtungen erzeugt. Dies gilt auch für die folgenden konvexen Linsendiagramme, die Objekte mit unterschiedlichen Ausrichtungen zeigen.

Produziert das Objektiv also Objekte mit unterschiedlichen Ausrichtungen oder nicht ??? Wenn nicht, warum sieht es so aus, wenn ich durch die Linse schaue, und auch basierend auf den konvexen Linsendiagrammen scheint es so, als ob es sollte. Wenn dies nicht der Fall ist, wie korrigieren die anderen Objektive in einem Kameraobjektivaufsatz das konvexe Objektiv? Und wenn ja, warum zeigen Film und Sucher dann Objekte mit derselben Ausrichtung?

Tut mir leid, dass ich so viel gefragt habe. Das ist einfach so verwirrend!

EDIT 3: So dachte ich, ein Kameraobjektiv würde funktionieren:

Ich habe in EDIT 2 vergessen zu erwähnen, dass nahe Objekte aufgrund der Diagramme nicht einmal auf dem Film erscheinen sollten.

Ich verstehe immer noch nicht ... = (

EDIT 4: Also sollten Objekte, die sich wirklich in der Nähe des Kameraobjektivs befinden, nicht auf dem Film erscheinen, richtig?

Also ... Warum erscheinen alle Objekte im Sucher aufrecht ??? Da mein Auge sowohl die Lichtstrahlen von nahen Objekten (virtuelle aufrechte Bilder) als auch von fernen Objekten (echte invertierte Bilder) wiederbelebt, sollten nahe Objekte und weiter entfernte Objekte nicht wirklich unterschiedliche Ausrichtungen haben? Genau wie direkt durch die Linse schauen? Wie ändert der Sucher etwas?

EDIT 5: Vielen Dank an alle. Danke für die Hilfe.

"Alles, was nah genug ist, um ein virtuelles Bild zu erzeugen, wird nicht auf den Fokussierbildschirm fokussiert."

Nehmen wir also an, ich stelle einen Stift direkt vor das Objektiv und schaue direkt durch das Objektiv. Das Bild, das ich sehe, ist aufrecht, was bedeutet, dass es ein virtuelles Bild ist. Nehmen wir jetzt an, ich befestige das Objektiv an der Kamera und schaue durch den Sucher. Ich kann den Stift immer noch sehen, aber er ist verschwommen (weil die Brennweite länger ist, oder?). Das Objektiv bildet ein virtuelles Bild des Stifts, aber ich kann es immer noch im Sucher sehen. Warum ist das? Wenn der Sucher mir genau zeigt, was auf dem Film zu sehen ist, sollte er den Stift überhaupt nicht zeigen (basierend auf den Diagrammen im obigen Bild), oder?

EDIT 6: Vielleicht sollte es ein verschwommenes Bild bilden. Wie eine Lochkamera oder so. Auf jeden Fall danke für all die Hilfe an alle. Ich weiß, dass es frustrierend sein kann, mich zu unterrichten. Ich kann manchmal ziemlich dicht sein.

Es ist "einfach genug", die Grundfrage mit einem Strahlendiagramm oder ähnlichen Mitteln zu erklären - siehe unten,
ABER es ist wichtig zu erkennen, dass die Antwort darauf, warum Sucher- oder menschliche Augenbilder nicht invertiert werden, "beabsichtigt" oder "weil" ist ( wähle eine, beide im Wesentlichen gleich). Das heißt, das System erfordert, dass das Ergebnis auf eine bestimmte Weise vorliegt, sodass alle Schritte bereitgestellt werden, die zur Implementierung des Ergebnisses erforderlich sind.

Im Falle eines Suchers werden nach Bedarf zusätzliche Linsen, Spiegel oder Prismen (oder eine Kombination davon) hinzugefügt, um das Endergebnis zu erzielen. Die eigentliche Frage lautet nicht "Warum ist das so", sondern wie wird das gemacht?

Im Falle des menschlichen Auges ist das Bild auf der Netzhaut invertiert und das Gehirn betrachtet es für den Betrachter "richtig nach oben".

Die folgenden Informationen auf dieser hervorragenden Website zeigen, wie die grundlegende Inversion funktioniert.

Siehe auch -> Mehr zu Strahlendiagrammen

Im Falle des Auges ist das Bild invertiert: { Von hier - Low Tech aber interessant }

http://www.quantumtheatre.co.uk/Lights%20&%20Sounds%20notes%20Key%20Stage%202_files/image022.jpg

WICHTIG:

Beachten Sie, dass das obige Bild zwar Ihre Aufmerksamkeit auf sich zieht, da es die Inversion demonstriert, aber tatsächlich sehr schlecht zeigt, wie die Augenlinse funktioniert. Da die Augenlinse zunehmend in die Hornhaut eingebettet ist, übernimmt die Luft-Hornhaut-Wechselwirkung den größten Teil der "Linsenbildung", während die Hornhaut-Linsen-Grenzfläche nur etwa 10% der gesamten Biegung verwaltet.

Eine ausgezeichnete Diskussion darüber finden Sie hier - sehen Sie das In Ihrem Auge und ein einigermaßen korrektes Bild davon, wie Licht tatsächlich vom Auge gebogen wird, ist unten gezeigt.

Dieser Link bietet eine gute (manchmal komplexe) Antwort auf Ihre Frage.

Zusamenfassend:

• Ein normales Linsenelement vergrößert, ist jedoch auf einen bestimmten Vergrößerungsfaktor beschränkt
• Komplexe Linsenkombinationen können aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften der Linsen und ihrer Verwendung im Objektiv stärker vergrößert und das Bild invertiert werden. (Sie können den Strahl eines Objektivs hinter seinem Brennpunkt erfassen und mit einem anderen Objektiv neu fokussieren -> das Bild invertieren)
• Ein Pentaprisma kehrt das Bild um, wenn es an den Sucher gesendet wird, sodass Sie das endgültige "Aussehen" des Bildes haben und damit arbeiten können.

"Antifokussierung" von Objekten, die näher als 1 Brennweite zum Objektiv liegen:

• Dies behandelt eine der Fragen, die während Ihrer "Bearbeitungen" aufgetreten sind, aber nicht in Ihrer Betreffzeile enthalten sind.

Die Frage: Dies ist eine Präzisierung Ihrer Frage - der gesamte Text gehört Ihnen.

• Ich habe in EDIT 2 vergessen zu erwähnen, dass nahe Objekte aufgrund der Diagramme nicht einmal auf dem Film erscheinen sollten.

• EDIT 4: Also sollten Objekte, die sich wirklich in der Nähe des Kameraobjektivs befinden, nicht auf dem Film erscheinen, richtig?

• "Alles, was nah genug ist, um ein virtuelles Bild zu erzeugen, wird nicht auf den Fokussierbildschirm fokussiert."

• Nehmen wir also an, ich stelle einen Stift direkt vor das Objektiv und schaue direkt durch das Objektiv. Das Bild, das ich sehe, ist aufrecht, was bedeutet, dass es ein virtuelles Bild ist. Nehmen wir jetzt an, ich befestige das Objektiv an der Kamera und schaue durch den Sucher. Ich kann den Stift immer noch sehen, aber er ist verschwommen (weil die Brennweite länger ist, oder?). Das Objektiv bildet ein virtuelles Bild des Stifts, aber ich kann es immer noch im Sucher sehen. Warum ist das? Wenn der Sucher mir genau zeigt, was auf dem Film zu sehen ist, sollte er den Stift überhaupt nicht zeigen (basierend auf den Diagrammen im obigen Bild), oder?

• EDIT 6: Vielleicht sollte es ein verschwommenes Bild bilden. Wie eine Lochkamera oder so.

Was Sie beschreiben, ist genau das, was passiert, aber weil die Defokussierung von Objekten, die näher als eine Brennweite vom Objektiv entfernt sind, mit zunehmender Entfernung innerhalb des Brennpunkts progressiv ist - genau wie in Ihrem Diagramm dargestellt - "verschwinden" sie nicht nur, wenn sie hinein kommen der kritische Abstand - vielmehr werden sie zunehmend undeutlicher, je näher sie dem Objektiv kommen.

Die folgenden Bilder zeigen einigermaßen extreme Beispiele für dieses "Merkmal", das effektiv verwendet wird, um Objekte im Hintergrund fast vollständig vom Foto zu entfernen. In diesem Fall verschwinden vertikale Balken und ein relativ schweres Netz, indem sie defokussiert und so weit wie möglich verteilt werden bemerkt werden.

Vordergrundobjekte (in diesem Fall ein schweres Netz und Käfigstangen), die näher an der Linse als an ihrer Brennweite liegen, sind bis zur Unsichtbarkeit "anti-fokussiert".

Ihr Diagramm 3 mit Käfigstangen hinzugefügt:

Dies ist einer meiner Standard- "Tricks" zum Fotografieren von Objekten in Käfigen und ähnlichen Umgebungen, in denen es eine unvollständige undurchsichtige Ebene gibt, gegen die Sie direkt antreten können. Ein äußerst nützlicher "Trick".

Auf diesem Foto befinden sich Käfigstangen sehr nahe am vorderen Element des Objektivs - so nah wie möglich. Ich benutze diese Methode, um selbst ziemlich solide Balken erfolgreich "herauszufallen". In diesem Fall handelt es sich um Käfigstangen mit normaler Dicke. Der Abstand zum vorderen Element beträgt weniger als 50 mm und es handelt sich um ein 50 mm f1.8-Objektiv. Es sind einige optische Effekte vorhanden, die jedoch von den meisten Zuschauern normalerweise nicht wahrgenommen werden. Eine höher aufgelöste Version davon ist hier und klicken Sie auf das Download-Symbol 2. von rechts oben auf dem Foto. Dies gibt einen viel besseren Blick auf das, was Sie nicht sehen können.

CAGE BARS ZWISCHEN BIRD & VIEWER

Dies ist insofern ein noch besseres Beispiel, als zwischen Kamera und Motiv ein sehr dickes quadratisches Netz mit einem kleinen Abstand besteht (ich denke nicht mehr als 20 mm Quadrate - ich kann andere Fotos überprüfen). Hierbei wurde ein 18-250-Objektiv mit 18 mm, f6,3 * verwendet. Siehe Fotos mit dem Netz, das auf dem zweiten Foto unten vorhanden war. Optisch ruiniert das Netz die Präsentation des Vogels und die Kamera "sieht" den Vogel weitaus besser als das Auge kann.
Gleiches Foto auf Facebook hier

SEHR DICKES & HÄSSLICHES QUADRATISCHES MESH ZWISCHEN VOGEL & VIEWER

(*) Ich habe ursprünglich gesagt, dass dies mit einem 50-mm-1: 8-Objektiv aufgenommen wurde, aber nachdem ich das Original überprüft habe, habe ich die Details wie oben geändert.

Wenn eine Sammellinse die Brennweite f hat, erzeugt ein Objekt, dessen Position p relativ zur Linse ist, ein Bild am Ort q = f / (f / p-1) [die Grundgleichung lautet f / p + f / q = - 1]; Das Verhältnis der Bildgrößen beträgt p: q. Wenn p und q dasselbe Vorzeichen haben, befindet sich das Bild auf derselben Seite der Linse wie das Objekt, und das Größenverhältnis ist positiv. Wenn p und q ein entgegengesetztes Vorzeichen haben, befindet sich das Bild auf der gegenüberliegenden Seite der Linse, das Größenverhältnis ist negativ (was ein invertiertes Bild impliziert).

Beachten Sie auch, dass, wenn ein von einem Objektiv erzeugtes Bild für eine Sekunde als "Motiv" verwendet wird, es dem zweiten Objektiv egal ist, auf welcher Seite des ersten Objektivs das Bild erscheint oder auf welcher Seite des zweite Linse das Bild erscheint; Es gilt die gleiche Positions- und Größenformel. Die Unterscheidung zwischen virtuellen und realen Bildern ist nur relevant, wenn versucht wird, ein Ziel (wie ein Filmblatt) auf der Brennebene zu platzieren, und kann am einfachsten ausgedrückt werden, indem beobachtet wird, dass Objektive nichts tun können, wenn sie nicht dazwischen liegen das reale Subjekt und das beabsichtigte Fokusziel; Wenn die endgültige Linse ein virtuelles Bild darstellen würde, würde dies bedeuten, dass sich das Ziel zwischen dem realen Objekt und der endgültigen Linse befinden müsste, was diese endgültige Linse irrelevant macht.

Ein Teleskop oder ein anderes ähnliches Instrument verwendet eine Linse oder eine Folge von Linsen, um ein Bild zu fokussieren, und verwendet dann eine andere Linse oder eine Folge von Linsen, die dieses Bild "betrachten", um ein anderes Bild zu fokussieren usw. Die erste Linse erzeugt ein Bild, das ist mindestens eine Brennweite davon entfernt. In einem Teleskop wird die zweite Linse so platziert, dass sich das Bild immer auf der gleichen Seite wie der Betrachter befindet. In einer solchen Situation fokussiert die zweite Linse ein Bild so, dass es weniger als eine Brennweite entfernt ist. Motive, die unendlich weit von der ersten Linse entfernt waren, werden fast unendlich weit hinter der zweiten fokussiert, wodurch sich der f / p-Term Null nähert und ein Bild eine Brennweite hinter der zweiten ergibt. Motive, die unendlich weit von der ersten Linse entfernt sind, werden in einem diskreten Abstand hinter der zweiten fokussiert. und ergibt ein Bild, dessen Abstand von der Linse noch kürzer ist. Der Nettoeffekt besteht darin, dass unabhängig von der Position des Originalbilds das zweite Objektiv ein Bild erzeugt, das zwischen null und einer Brennweite entfernt ist. Da das erste Objektiv ein Bild auf der dem Originalobjekt gegenüberliegenden Seite erzeugt, wird das Bild invertiert. Da das zweite Objektiv ein Bild auf derselben Seite wie sein "Motiv" erzeugt hat (das Motiv war ein Bild auf derselben Seite wie der Betrachter), wird das Bild nicht invertiert.

Viele Arten von Teleskopvorrichtungen, die zum Betrachten von Augen bestimmt sind, fügen eine dritte Linse hinzu, die so angeordnet ist, dass das Bild von der zweiten Linse immer deutlich größer als eine Brennweite davor ist. Diese Linse fokussiert somit das von den ersten beiden Linsen erzeugte Bild neu, um ein zweites Bild zu erzeugen, das sich auf der der zweiten Linse gegenüberliegenden Seite der dritten Linse befindet. Da sich dieses Bild und sein Motiv auf gegenüberliegenden Seiten der dritten Linse befinden, bewirkt die dritte Linse eine zweite Inversion, wodurch das Bild aufrecht gestellt wird.

In Bezug auf die ursprüngliche Frage besteht der Grund dafür, dass ein Teleskopsucher Objekte immer aufrecht zeigt, darin, dass übermäßig nahe Motive dazu führen können, dass die Primärlinse ein Bild erzeugt, das nahezu unendlich weit hinter der zweiten Linse liegt, die zweite Linse jedoch immer ein Bild erzeugt Dies liegt zwischen null und einer Brennweite, so dass das endgültige Betrachtungsobjektiv niemals ein Objekt sieht, das so nah ist, dass es sein invertierendes Verhalten ändert.