Comment puis-je calculer quel sera l'effet d'un tube de rallonge?

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Il doit exister une description mathématique de la différence entre un tube de rallonge et une lentille - est-ce quelque chose qui peut être facilement décrit?

(Par exemple, avec les téléconvertisseurs, vous pouvez dire, par exemple, "un téléconvertisseur 2x transforme un objectif Y-mm en un objectif 2Y-mm et vous fait perdre deux arrêts." Y a-t-il quelque chose de similaire pour les tubes d'extension?)

S'il n'y a rien que vous puissiez dire sur le grossissement, qu'en est-il du changement de la distance focale la plus proche? Est-ce que cela dépend aussi de l'objectif?

Qu'en est-il si nous tenons compte de l'objectif: existe-t-il un moyen général de comparer les effets d'un tube d'extension de 12 mm et de 24 mm sur le même objectif?

macro extension-tubes magnification

— Matt Bishop
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Je crois qu'il y a des formules que vous pouvez utiliser. Pour Matt Grum, je n'ai pas testé ces objectifs avec des zooms, et à ma connaissance actuelle, ils ne s'appliquent qu'aux objectifs premiers (à focale fixe). Vous n'avez pas spécifiquement spécifié les zooms, alors ...

Le moyen le plus simple de calculer le grossissement d'une lentille consiste à utiliser la formule suivante:

  Magnification = TotalExtension / FocalLength
  M = TE / F

Pour calculer le grossissement avec un tube d'extension, vous devez connaître l'extension totale ... c'est-à-dire l'extension fournie par la lentille elle-même, ainsi que celle fournie par le tube d'extension. La plupart des statistiques sur les objectifs de nos jours incluent le grossissement intrinsèque. Si nous prenons l'objectif 50 mm f / 1.8 de Canon, le grossissement intrinsèque est de 0,15x. Nous pouvons résoudre pour les lentilles construites en extension comme suit:

   0.15 = TE / 50
   TE = 50 * 0.15
   TE = 7.5mm

Le grossissement avec extension supplémentaire peut maintenant être calculé comme suit:

  Magnification = (IntrinsicExtension + TubeExtension) / FocalLength
  M = IE + TE / F

Si nous supposons une extension supplémentaire de 25 mm via un tube de rallonge:

  M = 7.5mm + 25mm / 50mm
  M = 32.5mm / 50mm
  M = 0.65x

Une formule assez simple qui nous permet de calculer le grossissement assez facilement, en supposant que vous connaissiez le grossissement intrinsèque de la lentille (ou son extension intrinsèque.) Si nous supposons que la superbe lentille de 50 mm est la lentille que vous étendez, pour créer une macro 1: 1 grossissement, il vous faudrait 50 mm d’extension. Le problème ici est que, si vous ajoutez trop d’extension, le plan du monde sur lequel la mise au point est effectuée (l’ image virtuelle ) risque de se retrouver dans l’objectif même. De plus, cela suppose un objectif "simple", doté de caractéristiques très bien définies et bien connues (un objectif simple, par exemple).

Dans un scénario réel, il est peu probable d'avoir une compréhension claire des caractéristiques des lentilles. Avec les objectifs à mise au point en interne ou les objectifs à zoom, la formule simple ci-dessus est insuffisante pour vous permettre de calculer exactement ce que votre distance de mise au point et votre grossissement minimum peuvent être pour un objectif, une distance focale et une extension donnés. Il y a trop de variables, dont la plupart sont probablement inconnues, pour calculer une valeur significative.

Voici quelques ressources que j'ai trouvées et qui fournissent des informations utiles qui pourraient vous aider dans votre tâche:

Tutoriel d'objectif
- Quelques bonnes mathématiques pour les objectifs, y compris MFD et Mag
Wikipedia: grossissement
Forum Post sur Extension, Grossissement, MFD
- Applicabilité limitée, suppose trop
Message de forum sur Extension et MDF
- Applicabilité limitée, suppose trop

— jrista
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Curieusement, l' objectif 50mm f / 1.8 est l'objectif (enfin, OK, l' un des objectifs) que j'étends - et ces liens ont l'air vraiment utiles, aussi. Merci!

— Matt Bishop

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Bonne réponse, exactement ce que je cherchais! Cela me gêne que vous utilisiez TE pour abréger "TotalExtension" et "TubeExtension".

— smow

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Je pense que cela peut être décrit, en fait, Wikipedia a la formule appropriée:

1/S1 + 1/S2 = 1/f

Où S1 est la distance du sujet au point nodal avant, S2 est la distance du point nodal arrière au capteur et f est la distance focale. Étant donné que les tubes d'extension augmentent de S2, cela vous permet de réduire la taille de S1, ce qui vous permet de faire une mise au point beaucoup plus proche du sujet.

— John Cavan
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Cette formule suppose que vous connaissiez les points modaux avant et arrière qui ne sont généralement pas spécifiés par le fabricant. Vous devrez donc les mesurer pour chaque objectif. De plus, la formule n'est pas valable pour les objectifs dont la longueur focale change lors de la mise au point, donc je ne pense pas que ce soit tout à fait ce que le questionneur veut après.

— Matt Grum

Avec un objectif simple (c.-à-d. Un seul élément), la distance focale ne change jamais (à moins que vous ne modifiiez la forme de l'objectif - ou que vous ne soyez pas très spécifique et que vous parliez de différentes couleurs de lumière, etc.), et c'est tout à fait correct (en fait, déplacer la position de l'objectif est tout ce que vous faites pour changer la mise au point, de sorte qu'un tube rallonge vous permet simplement de le déplacer plus loin). Pour les objectifs complexes (multi-éléments), je ne comprends pas suffisamment les principes de l'optique pour être sûr que cela reste vrai. Mais l'avion du film est toujours la "cible" du foyer, non? Alors ... je pense que oui.

— Lindes

Certaines de mes sources d'apprentissage (que j'espère rassembler plus tard, espérons-le, dans une réponse personnelle - pas de temps pour ça maintenant, cependant): youtube.com/view_play_list?p=F703024381DE9004 - et en particulier ces deux: youtube.com/watch?v=oKfqO4tBfPc&p=F703024381DE9004 et youtube.com/watch?v=mjIfdXnhyQI&p=F703024381DE9004

— lindes

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@ Matt Grum - Je pense que l'équation illustre le principe qui la sous-tend, qui semble être le noeud de la question. Au moins c'est ce qui m'est arrivé. :)

— John Cavan

@ John Cavan - la formule montre bien pourquoi les tubes d'extension réduisent la distance de mise au point minimale, mais je pense que le questionneur cherchait une formule qu'il pourrait utiliser pour déterminer la longueur du tube d'extension à acheter pour un objectif donné afin d'augmenter le grossissement x fois, ce qui n'est malheureusement pas possible dans le cas général ...

— Matt Grum

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modifier pour répondre aux questions suivantes si vous connaissez les effets d’un tube d’une certaine longueur sur un objectif donné, vous pouvez calculer les valeurs manquantes dans les équations de John et obtenir une estimation de l’effet d’un tube de longueur différente. Encore une fois, les valeurs seront sujettes aux faiblesses de la méthode de focalisation de la lentille, mais devraient vous en donner une assez bonne idée.

En général non. Il existe une formule, bien sûr, mais vous devez connaître la configuration interne de la lentille et généralement certains éléments de la conception de la lentille.

Tubes d'extension changent habituellement efficace longueur focale légèrement (la distance focale réelle de la lentille est une propriété de la puissance de flexion du verre ne change pas donc lorsque vous vous déplacez) , mais la façon dont dépend beaucoup sur la conception de l' objectif. Cela tient en grande partie à l’angle auquel les rayons lumineux quittent l’arrière de l’objectif. Si vous prenez un objectif télécentrique dans l’espace des objets (un type d’objectif spécial dans lequel les rayons sortent parallèlement les uns aux autres), la distance au plan de la pellicule importe peu, car les rayons sont parallèles; ils ne convergeront plus ni ne divergeront plus.

Si vous regardez à l'arrière d'un objectif grand angle, l'élément arrière est très proche de l'arrière de l'objectif. Maintenant, regardez un téléobjectif, il y aura un espace entre le dernier morceau de verre et la monture, comme si l'objectif avait déjà un tube d'extension. Un tube d'extension se comportera très différemment sur ces deux lentilles différentes. La méthode de mise au point (interne ou externe) affecte également les résultats de l'ajout de tubes d'extension.

En bref, je crains qu'il n'existe pas de formule aussi simple que celle utilisée pour les télécoverteurs.

— Matt Grum
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Est-il vraiment exact de dire que la distance focale change? Ma compréhension de l’optique n’en est qu’à ses débuts, mais ma compréhension jusqu’à présent est qu’en déplaçant la lentille (ce que fait réellement un tube-rallonge), la distance focale ne changera pas (même si le grossissement est possible? Ou collectivement, nous avons commencé à appeler la "longueur focale effective"), mais plutôt la distance change pour le plan focal , ce qui provoque le changement du plan en mise au point ... Je vais essayer de trouver des ressources et de les poster dans une répondre. Je pense cependant que cette réponse est discutable sur le plan des faits. Je pense.

— Lindes

Que ce soit ou non la longueur focale change et dans quelle mesure cela dépend de l'objectif, comme je l'ai dit. Pour le cas le plus simple d'un objectif à trou d'épingle, il est facile de voir que la longueur focale change si vous déplacez le trou d'épingle plus loin de l'appareil photo, car la distance focale est définie comme la distance entre le trou d'épingle et le plan de l'image!

— Matt Grum

Ahh, mais un sténopé n'est pas une lentille, et si je comprends bien, pour les lentilles (ou les systèmes optiques en général ??), la distance focale est définie non par la distance entre le point et le plan d'imagerie, mais entre le centre de la lentille et un point, étant donné une entrée de lignes parallèles. N'est-ce pas correct? (Remarque: voir les liens vidéo sur mon commentaire à la réponse de John - photo.stackexchange.com/questions/5603/… - notez également que je demande sincèrement; je suis relativement nouveau en compréhension de l'optique à ce niveau.)

— lindes

Oui, vous avez raison, un trou d’épingle n’a pas de longueur focale, car celle-ci décrit la capacité d’une lentille à courber la lumière. Ce que je voulais dire, c’est que la longueur focale effective d’un système de pinehole est la distance entre le trou d'épingle et l'écran, c'est-à-dire même champ de vision qu'une lentille avec le même fl. Le fait est que vous devez émettre des hypothèses sur un système d'imagerie afin de prédire son comportement si vous modifiez l'un des paramètres sans connaître les autres.

— Matt Grum

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Cambridge en couleur a un calculateur de rapport de grossissement en ligne . Et pour citer le site web:

Un tube d'extension augmente le grossissement de l'objectif d'une quantité égale à la distance d'extension divisée par la distance focale de l'objectif.

Qui se traduit par:

M_ExtendedLens = M_Lens + ExtensionLength / FocalLength

Commente la réponse de Jrista

Je suis timide d'avoir assez de représentants pour commenter, alors je mets la remarque suivante ici. jrista, votre 2ème formule est:

Magnification = (IntrinsicExtension + TubeExtension) / FocalLength
M = IE + TE / F

en IElisant naturellement comme IntrinsicExtension, c'est faux, il faut l'écrire en introduisant par exemple un grossissement intrinsèque IM(c'est-à-dire le grossissement original de l'objectif IM = IE/F):

Magnification = (IntrinsicExtension + TubeExtension) / FocalLength
M = IM + TE / F

Ou peut-être avez-vous oublié la parenthèse dans la deuxième ligne?

En outre, votre exemple n’est pas cohérent en termes d’unité (en ajoutant [mm] à [mm divisé par mm], cette dernière valeur étant sans unité). Il devrait lire M = (7.5mm + 25mm) / 50mm(c'est entre parenthèses).

— calocedrus
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