[問題] 等效光圈

[ferrinatice (Fervent Apprentice)]

前一陣子Tony Northrup推出了一個影片
"Focus Breathing: TEST & FIX IT" https://youtu.be/XP5-e4Q01Ac

像是Nikon的小黑六 70-200 f/2.8在200mm端拍人像的時候實際只有約135mm；
主要的原因是因為廠商在設計鏡頭時，當鏡頭調整到最近對焦距離時，
鏡片遠離感光元件時會移動到變焦的區間，壓縮了實際的焦段。

Tony Northrup的解決方法是利用加入接寫環，使得鏡頭雖處於對焦接近無窮遠的位置，
但因為接寫環使得鏡片離感光元件距離變遠達到對焦到近處的效果，
讓鏡頭維持在200mm的焦段。

但我好奇的是，原本的鏡頭設計是在200mm端時，對焦在近處實際焦段只有135mm，
而光圈的直徑是固定的(若以f/2.8為例，直徑應該是接近48.214mm)，
但如果我用接寫還讓小黑六實際的焦段從60-135mm變成70-200mm，
那等效上的光圈還是f/2.8嗎？還是變成了f/4.148？

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推 jengmei: 沒變
→ tyf99: 視角歸視角，焦距歸焦距，視角會隨著像距改變，焦距可不會
→ tyf99: http://imgur.com/rmKUCuq 綠色的光路會變，焦距f不會變
→ tyf99: 影片根本胡說八道
在小黑六的例子裡，f棕線離鏡片的距離不會變嗎？
推 ErnieYang: 感覺這個問題跟微距鏡 在最近對焦時光圈變小一樣
推 ErnieYang: 因為實際上f-number只在 接近無限遠對焦的時候是準確的
推 ErnieYang: https://en.wikipedia.org/wiki/Numerical_aperture
感謝分享
→ ErnieYang: 實際上再算的時候應該是用 光圈大小/物距 (!=焦距)
推 ErnieYang: 這個問題很微妙 因為要看Nikon再報最近對焦距離的時候
→ ErnieYang: 是指200mm 的 f/2.8 還是實際上 135mm 的f/2.8
推 ErnieYang: 如果是前者的話 那就是f number不變 但是因為接近微微
→ ErnieYang: 距的狀況 effective f-number回比實際上小 但是不是
→ ErnieYang: 用135mm跟200mm比例算出來的 是看你最近到底對焦距離
推 ErnieYang: 後者的話也是一樣會變小 要先用你說的比例再加上微距
→ ErnieYang: 等校f-number的修正
→ ErnieYang: 總之...就是會變小
意思是f-number (N) 會等效成 Nm = (1-m)N？
(m為透鏡對特定物的放大倍數)
不過要如何知道小黑六的m也是一個難題，恐怕是直接鏡頭拿來量測才能倒推回去
※ 編輯: ferrinatice (140.113.150.120), 03/09/2017 16:47:22
推 ErnieYang: 其實那個(1-m)*N的公式 = N*f/像距 不過實際上也沒人
→ ErnieYang: 知道像距是多少就是了 XD
→ ErnieYang: 最快的方法就是用小黑六照尺 然後可以算出m lol
→ ErnieYang: 這太功夫了 我相信只有真的超專業攝影師才會用這種方法
→ ErnieYang: it 一般人照起來放大率變了就回去裁就好了 又不是動態
→ ErnieYang: ^fix
→ tyf99: 基本上，鏡頭有呼吸效應是很正常的
→ tyf99: 要去除鏡頭的呼吸效應，需要在設計時再特別修正
→ tyf99: parfocal lens 也類似，變焦的同時就要把鏡組前後移去修正
推 linpo1206: Tony大叔有時候見解滿驚嚇，有時候又中規中矩。
推 RicciCurvatu: 人家說的很清楚，呼吸效應是因為對焦鏡組移動而改變
→ RicciCurvatu: 實體焦長，而鏡頭上標示的焦長是對焦無限遠時的實體
→ RicciCurvatu: 焦長。影片也提到一般的鏡組設計越長焦就需要越大的
→ RicciCurvatu: 鏡組間距，對焦越近也需要越多間距，但在內變焦設計
→ RicciCurvatu: 上不得已只好在近距離對焦時犧牲實體焦長。
→ RicciCurvatu: 然後NA的概念比較偏向測量端(numirical就是數值話的
→ RicciCurvatu: 意思)也就是我不管鏡組怎麼設計，我就是用這組公式
→ RicciCurvatu: 去測量光圈(入射角度，折射率都是物理上可測的)，我
→ RicciCurvatu: 知道洗鏡光前輩的部落格有用這個公式去算近拍掉光圈
→ RicciCurvatu: ，但他中間有用sin~tan近似，我覺得從數值方法反推
→ RicciCurvatu: 原理有點本末倒置，其實wiki英文版就有推導，從理想
→ RicciCurvatu: 透鏡公式一路等號就能算出 視角a 滿足tan a =(d/2(1
→ RicciCurvatu: +M/p)f), f是實體焦長，所以其實f(1+M/p)才是比較能
→ RicciCurvatu: 代表視角的值，另外能代表總近光量的物理量是入瞳孔
→ RicciCurvatu: 半徑，所以"等效光圈值N"=f(1+M/p)/e ,然後"鏡頭上
→ RicciCurvatu: 標示的N"=鏡頭上標示的焦距/e, 如果你碰巧上面都看
→ RicciCurvatu: 得懂，代一代會得到等效光圈N=鏡頭標示的N*實體焦長
→ RicciCurvatu: f*(1+M/p)/鏡頭標示的焦長，拿影片的例子，你的有效
→ RicciCurvatu: 光圈就是N=2.8*135(1+M/p)/200
→ RicciCurvatu: 阿p是瞳孔放大率，不想理解就把它當成1,不過望遠鏡
→ RicciCurvatu: 頭常常會小於1
恩，一時之間還是似懂非懂，我利用週末思考一下，感謝
※ 編輯: ferrinatice (140.113.150.120), 03/10/2017 01:31:31
→ tyf99: 如果是早期蛇腹照相機，鏡心是在鏡頭上沒錯
→ tyf99: 現代的多鏡組鏡頭，鏡心是有可能移到鏡頭外的
→ tyf99: 焦段200mm的鏡頭，不代表鏡頭長度就要超過20cm以上
→ tyf99: 焦距長也未必須拉長鏡筒 http://i.imgur.com/mxdQ1Iv.png
→ tyf99: 除非用儀器去精密測量視角，再換算出等效焦長，不然都空談
→ tyf99: 更何況拿A家的出來就說是真200，說B家的是假200，只有135
→ tyf99: 我都不知道原來A家才是公定標準
推 RicciCurvatu: 影片是沒說他怎麼測的，但他也沒說c家是真200，只是
→ RicciCurvatu: 比較兩者呼吸效應誰比較嚴重而已
推 RicciCurvatu: 另外焦距長要拉長鏡筒他也沒說一定，很多雙鏡組變焦
→ RicciCurvatu: 的kit也是先縮短再變長，只是望遠端變焦的設計才比
→ RicciCurvatu: 較多是伸長