Wie hängen Zoom, Vergrößerung und Brennweite zusammen?

Zoomobjektive und Kameras mit Superzooms werden häufig mit einer Zoomzahl ("×") verkauft - wie ein 12-facher Zoom oder ein 30-facher Zoom. Die Frage Wie konvertiere ich die Brennweite (mm) des Objektivs in den x-fachen optischen Zoom? erklärt, wie sich dies auf Brennweiten wie 70-200 mm oder 18-55 mm bezieht. Aber in welcher Beziehung steht × -Zoom zur Vergrößerung, wenn sie für Makros verwendet wird oder nur um etwas weit entferntes größer aussehen zu lassen?

Wie können zwei 70-200 mm Objektive unterschiedliche Vergrößerungen haben?

• Die Brennweite steuert das Sichtfeld vor dem Objektiv. Eine längere Brennweite hat ein engeres Sichtfeld als eine kürzere. Hinter dem Objektiv ist es so konzipiert, dass dieses Bild auf eine bestimmte Größe und Entfernung projiziert wird, wie in den Spezifikationen für die Kamerahalterung angegeben. Wir nehmen also wahr, dass dieses engere Sichtfeld mehr "Reichweite" hat, als Sie weiter in die Ferne sehen können. In Laienbegriffen wird dies als "Zoomen" bezeichnet - wenn Sie mehr Reichweite erreichen. Wahrscheinlich würden viele es nur als Zoomen bezeichnen, wenn es den Sichtbereich erweitert und auch wenn Sie es mit einem 400-mm-Teleobjektiv erreichen. Es ist ziemlich linear (*). Doppelte Brennweite, halbe Breite und Höhe des Ziels vor Ihnen.

• Das Vergrößern der Kameraobjektiv- / Objektivwelt wird angezeigt, wenn ein Objektiv seine Brennweite ändern kann. Dies ist der Faktor, der durch die maximale Brennweite bis zur minimalen Brennweite gegeben ist. 55/18 = 3X in einem Standardobjektiv. 2X in einem 10-20mm Superwide. Im Vergleich zum Sichtfeld nehmen viele Menschen möglicherweise nicht wahr, dass sie das Ziel vergrößern, es sei denn, die Person schaut lange Zeit mit 10 mm durch den Sucher und wechselt dann zu 20 mm. Das "Ultra-Zooming" 400mm hat überhaupt keinen Zoom, es sei denn, Sie nennen 1X einen Zoom, da 1 auch eine Zahl ist.

• Vergrößerungist das Verhältnis zwischen Objektgröße und Projektionsgröße auf dem Sensor - in der natürlichen Welt; Wir werden dabei nicht digital. Das Wort kann sich irreführend anfühlen, da die meisten von uns verwendeten Objektive unter 1X liegen - sehr. Im allgemeinen Sprachgebrauch handelt es sich um 0,0001-0,1X. Wenn Sie ein 1: 1-Makroobjektiv bei minimaler Fokusentfernung verwenden, beträgt Ihr 1-Zoll-Viertel 1 Zoll am Sensor. Dafür ist eine Kamera mit mittlerem Bild erforderlich. Aber wow, Sie werden sicherlich die Details dazu erfassen. Wenn Sie sich weiter weg bewegen, fällt die Vergrößerung ab. Doppelter Abstand, halbe Vergrößerung. Klingt vertraut? Das Sichtfeld ist im Gegensatz zur Brennweite gleich, aber der Effekt ist ähnlich, aber umgekehrt. In einem 2-fachen Zoom können Sie die Vergrößerung ändern, dh. Die auf den Sensor projizierte Größe um den Faktor 2. Das breite Sigma 10-20 mm kann dies. Die 10-mm-Vergrößerung dieser wunderschönen Landschaft beginnt jedoch sehr, sehr klein. Bei 24 Metern ist es 0,00042X. Von dort aus können Sie es jetzt auf 0,00085X "zoomen". Die 400 mm, die überhaupt nicht zoomen können, haben stattdessen das 0,017-fache derselben Szene. In der Praxis ist die Reichweite jedoch 40-mal besser als bei 10 mm.

Brennweite, Vergrößerung und Entfernung sind also absolute Begriffe, während der Zoom relativ ist.

(*) Linear, solange die Entfernung deutlich größer als die Brennweite ist

Natürlich wissen wir alle, dass etwas, das vergrößert wird, größer zu werden scheint und mehr Sucher- / Kamerasensor beansprucht. Ich glaube jedoch, dass diese Frage nach dem sogenannten Vergrößerungsfaktor fragt .

Bei diesen Makroobjektiven sieht man am häufigsten, dass es darum geht, etwas zu vergrößern, das im wirklichen Leben sehr klein ist. Die Vergrößerung wird folgendermaßen beschrieben:

original object size in real life:resulting object size on the sensor

Ein Objektiv mit einem Vergrößerungsfaktor von 1: 1 würde also ein Objekt mit einem Durchmesser von 10 mm aufnehmen und ein Bild auf den Sensor der Kamera projizieren, das ebenfalls 10 mm lang ist. Ein 1: 2-Faktor würde 10 mm in 20 mm umwandeln. 1: 3, 10 mm bis 30 mm und so weiter.

(Beachten Sie, dass ein Vergrößerungsfaktor von 1: 3 auch als 3,0-fach geschrieben werden kann. Auch dieser Faktor gilt für eine bestimmte minimale Fokussierentfernung. Bei anderen Entfernungen hat er nicht den gleichen Effekt.)

Ein 1: 1-Vergrößerungsfaktor klingt vielleicht nicht allzu groß, aber wenn Sie glauben, dass die heutigen Kameras durchschnittlich etwa 18 MP haben, können Sie ziemlich viel tun.

Warum sollten zwei verschiedene Objektive mit derselben Brennweite unterschiedliche Vergrößerungsfaktoren haben? Es kommt wirklich nur zu Unterschieden in der Verarbeitungsqualität und dem tatsächlichen Zweck des Objektivs.

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Zoomobjektive und Kameras mit Superzooms werden häufig mit einer Zoomzahl ("×") verkauft - wie ein 12 × Zoom oder ein 30 × Zoom.

Es gibt verschiedene Verwendungen von Vergrößerungsverhältnissen.  Im Zusammenhang mit Zoom bezieht es sich auf das Verhältnis von maximaler zu minimaler Brennweite. Ein 18-200 mm Objektiv hat 200/18 = 11 × Zoom.

Aber in welcher Beziehung steht × -Zoom zur Vergrößerung, wenn sie für Makros verwendet wird oder nur um etwas weit entferntes größer aussehen zu lassen?

Im Zusammenhang mit Makros bezieht sich der Multiplikator auf das (Umkehrung des) Wiedergabeverhältnisses, dh die Größe des Sensors: Lebensgröße. Zum Beispiel habe ich ein Makroobjektiv, bei dem das maximale Wiedergabeverhältnis 1: 1 oder 1 × beträgt. Ich habe auch mehrere Zooms oder Verhältnisse von 1: 4 bis 1: 2 ... 0,25 × bis 0,5 ×.

Wie können zwei 70-200 mm Objektive unterschiedliche Vergrößerungen haben?

Objektive mit unterschiedlichen Brennweiten können je nach minimaler Fokussierentfernung unterschiedliche Wiedergabeverhältnisse aufweisen. (Ich kenne die Mathematik nicht.) Ebenso können Objektive mit unterschiedlichen Brennweiten die gleichen Wiedergabeverhältnisse haben.

Bei einem gegebenen Wiedergabeverhältnis beeinflusst die Brennweite den Arbeitsabstand . Betrachten Sie 35-mm- und 100-mm-Makroobjektive mit einem Wiedergabeverhältnis von 1: 1. Da sich das Motiv, obwohl es um den gleichen Betrag vergrößert ist, in unterschiedlichen Abständen von jedem Objektiv befindet, ist die in den resultierenden Bildern dargestellte Perspektive unterschiedlich. Es ist auch schwieriger, Motive mit dem 35-mm-Objektiv zu beleuchten, da das Objektiv verhindert, dass Licht das Motiv erreicht.

Ein numerisches Beispiel

Jahrelang dominierten 35-mm-Filmkameras. Die Bildgröße betrug 24 mm x 36 mm. Nehmen wir an, wir wollen ein 20 mm hohes Bild eines 2,0 m hohen Objekts in einem Abstand u vor der Kamera. Vorausgesetzt, u ist mindestens 10-mal größer als die Brennweite f , beträgt das Verhältnis von Bildhöhe zu Objekthöhe ungefähr f / u , also 20 mm / 2 m = f / u, daher benötigen wir f = u * 10 mm / 1 m,
was ergibt ( breit) u = 2 m f = 20 mm; u = 4 m f = 40 mm; (Tele) u = 10 m f = 100 mm

Moderne Kameras haben einen viel kleineren Bildschirm, daher müssen kleinere Bilder und entsprechend kleinere Brennweiten vorhanden sein, damit Objekte einen ähnlichen Teil des Bildes einnehmen.
Für ein kleineres Bild ist weniger Licht erforderlich, sodass der Durchmesser der Linsen kleiner sein kann. Aus diesem Grund werden die Iriseinstellungen einer Kamera wie folgt angegeben: f / 4; f / 5,6 usw. f / 4 bedeutet, dass der Irisdurchmesser ein Viertel der Brennweite beträgt. Das Bild ist für ein 20-mm-Objektiv mit einem (gestoppten) Durchmesser von 5 mm und ein 60-mm-Objektiv mit einem (gestoppten) Durchmesser von 15 mm gleich hell.