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科普——镜头的“放大倍率”

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  • 0basten2000 初级会员 虚线
  • 积分:43 经验值:1420 帖子:31 精华:暂无 粉丝:1 地区:暂无 注册日期:2009-08-16
0铜羽三级
11 2010-10-26 14:21:34

顶一个,知识贴

  • 01794 初级会员 虚线
  • 积分:52 经验值:1006 帖子:10 精华:暂无 粉丝:0 地区:暂无 注册日期:2007-12-07
0铜羽三级
12 2010-10-26 15:22:27

关于长焦镜头的望远倍率,我认为可以参考开普勒望远镜的倍率计算公式。放大倍率=物镜焦距/目镜焦距。目镜焦距可以近似认为人眼的焦距为50mm,那么放大倍率就是用镜头焦距/50就可以了。

当然我这个理解可能很不科学,不过结论基本近似,可以作为一个简单计算的方法。

楼主
  • 0cdromer 初级会员 虚线
  • 积分:70 经验值:2305 帖子:12 精华:暂无 粉丝:3 地区:暂无 注册日期:2010-10-08
0银羽四级
13 2010-10-26 20:45:49



和传感器尺寸没关系,这里的镜头最大放大倍数是指的在传感器上成像的真实尺寸(比如,毫米)与实物的真实尺寸的比例。

小三角 6楼hdyld

被摄物在传感器上的比例应该是指全幅尺寸的传感器吧?

楼主
  • 0cdromer 初级会员 虚线
  • 积分:70 经验值:2305 帖子:12 精华:暂无 粉丝:3 地区:暂无 注册日期:2010-10-08
0银羽四级
14 2010-10-26 21:05:44



谢谢回复,你的基本概念正确,不过答案是错误的。本例中其实大家讨论的都不是“镜头对于裸眼的放大倍率”,而是镜头成像(肉眼看照片)和肉眼观察实物的放大倍率,这与机身(传感器)、镜头都有关。

以分辨率作为参考实质是以1角分作为绝对参考,是角度考量,举例多远距离上多少线/画宽或画高只是便于大家理解,您可以仔细想想。

为什么说肉眼看照片相对于裸眼观察实物的放大倍率和机身有关呢?举个极端例子,假设使用同样的镜头,比如说400mm/2.8,但使用5D2和另外一个假设只有50×40=2000像素的全幅照相机,你可以想象拍出来的照片细节部分有多大的区别。两者在传感器上成的像等大(实际物理尺寸相同),前者差不多5000×4000像素,后者拍的图像放在电脑上看则只有50×40像素,大小有悬殊的区别。

不知这么说您理解没有。

小三角 8楼namrisgan

顶,不过我认为LZ的举例实验中,不应该以分辨率作为参考。在“某镜头相对于裸眼的放大倍率”这个问题上,应该以一个特定物体在视场中占的视角来做参考,比如说一个景物在肉眼观察时,距离观察者10m时其高度所占的视角为10度,而在望远镜观察时,当距离100m时其高度所占的视角恰好也为10度,这就相当于该望远镜将100m处的景物拉近到相当于10米时的观察效果,所以我们说该望远镜的倍率是10倍的,我想镜头也应该这样估算吧。

楼主
  • 0cdromer 初级会员 虚线
  • 积分:70 经验值:2305 帖子:12 精华:暂无 粉丝:3 地区:暂无 注册日期:2010-10-08
0银羽四级
15 2010-10-26 21:23:07


谢谢回复,不过您这是一种典型的错误认识。

具体原因我在上面回复中已经说明过了,我们看的是照片,并不是通过镜头直接去观察。如果您真要算的话,您应该算的也是镜头焦距/相机光学取景系统的焦距,而不是除以人眼的焦距。别忘了您看望远镜也是拿物镜焦距/目镜焦距,而不是除以人眼焦距。

另外,人眼的焦距也不是50mm。如果你熟悉人眼光学系统的话,你肯定会听说过Gullstrand-leGrand简化眼模型,实际人眼的焦距在17mm~22mm左右。

所谓50mm标准镜头是胶片时代沿袭至今的一个说法,现在指称的实际上就是一个视角概念,它其实也并不等效于人眼的视角范围(闭上一只眼睛试试,你的单眼视觉范围只有46度吗?可以伸开两只手臂,不转动眼球,用余光感觉一下,呵呵)。

如果要深究的话,是50mm镜头拍出的照片,其照片中有纵向间隔的物体用人的透视感觉判断出的距离接近两者间的实际物理距离。长焦镜头拍摄的照片,人们一眼看上去往往会低估照片中有纵向距离的两个物体的间隔,广角镜头则反之,照片中纵向距离比实际物体之间的间隔要看起来远些。说白了,就是近大远小,其远近景的透视比例关系比较接近于裸眼所见而已。

小三角 12楼1794

关于长焦镜头的望远倍率,我认为可以参考开普勒望远镜的倍率计算公式。放大倍率=物镜焦距/目镜焦距。目镜焦距可以近似认为人眼的焦距为50mm,那么放大倍率就是用镜头焦距/50就可以了。

当然我这个理解可能很不科学,不过结论基本近似,可以作为一个简单计算的方法。

  • 0hdyld 新会员 虚线
  • 积分:0 经验值:214 帖子:暂无 精华:暂无 粉丝:1 地区:暂无 注册日期:2010-04-07
0铜羽二级
16 2010-10-26 21:28:05


也就是说,假如我拍一只2毫米长度的小虫,它的成像在传感器上也会占据2毫米的长度,这就是1:1放大率,由于asp画幅的比较小面积,所以拍出来反而显得更大了,对吗?谢谢解答。

小三角 13楼cdromer

引用:
作者: hdyld
被摄物在传感器上的比例应该是指全幅尺寸的传感器吧?

和传感器尺寸没关系,这里的镜头最大放大倍数是指的在传感器上成像的真实尺寸(比如,毫米)与实物的真实尺寸的比例。

  • 01794 初级会员 虚线
  • 积分:52 经验值:1006 帖子:10 精华:暂无 粉丝:0 地区:暂无 注册日期:2007-12-07
0铜羽三级
17 2010-10-26 21:49:36


首先要看看望远镜放大倍率的定义:望远镜成的虚像对人眼张开的角度除以物体本身对人眼张开的角度。表示望远镜把物体放大的倍数。
由于方便计算和三角关系,可以把计算公式定义为放大倍率=物镜焦距/目镜焦距
但是要清楚一点,放大倍率的实际定义是和视角有关的。我们可以简单认为50mm焦距镜头在35mm相机系统中的视角是和人眼近似的,也可以简单认为50mm镜头就是开普勒望远镜系统中的目镜。望远倍率也可以简单认为是镜头焦距/50mm。
我上面已经说了,这种计算方式并不严谨也不准确。但开普勒望远镜本身就和相机镜头是2个概念。我只是近似的做个比较关系,便于大家理解镜头焦距和望远镜放大倍率的关系。否则,如果有人问你200mm镜头相当于多少倍望远镜?你要给他讲解光学原理吗?告诉他不能这么相当于?

小三角 15楼cdromer

引用:
作者: 1794
关于长焦镜头的望远倍率,我认为可以参考开普勒望远镜的倍率计算公式。放大倍率=物镜焦距/目镜焦距。目镜焦距可以近似认为人眼的焦距为50mm,那么放大倍率就是用镜头焦距/50就可以了。

当然我这个理解可能很不科学,不过结论基本近似,可以作为一个简单计算的方法。

谢谢回复,不过您这是一种典型的错误认识。

具体原因我在上面回复中已经说明过了,我们看的是照片,并不是通过镜头直接去观察。如果您真要算的话,您应该算的也是镜头焦距/相机光学取景系统的焦距,而不是除以人眼的焦距。别忘了您看望远镜也是拿物镜焦距/目镜焦距,而不是除以人眼焦距。

另外,人眼的焦距也不是50mm。如果你熟悉人眼光学系统的话,你肯定会听说过Gullstrand-leGrand简化眼模型,实际人眼的焦距在17mm~22mm左右。

所谓50mm标准镜头是胶片时代沿袭至今的一个说法,现在指称的实际上就是一个视角概念,它其实也并不等效于人眼的视角范围(闭上一只眼睛试试,你的单眼视觉范围只有46度吗?可以伸开两只手臂,不转动眼球,用余光感觉一下,呵呵)。

如果要深究的话,是50mm镜头拍出的照片,其照片中有纵向间隔的物体用人的透视感觉判断出的距离接近两者间的实际物理距离。长焦镜头拍摄的照片,人们一眼看上去往往会低估照片中有纵向距离的两个物体的间隔,广角镜头则反之,照片中纵向距离比实际物体之间的间隔要看起来远些。说白了,就是近大远小,其远近景的透视比例关系比较接近于裸眼所见而已。

楼主
  • 0cdromer 初级会员 虚线
  • 积分:70 经验值:2305 帖子:12 精华:暂无 粉丝:3 地区:暂无 注册日期:2010-10-08
0银羽四级
18 2010-10-26 22:01:41



对,您的理解是正确的,小虫在画面上占的比例大了。

但是,小虫实际的像素数还跟所使用的APS-C画幅传感器像素数有关系。比如60D和10D,两者传感器尺寸基本一致,都是APS-C画幅,但因为像素数相差大约3倍,会造成60D拍的小虫比10D拍的小虫放到100%观看时大3倍。

另外一句题外话,百微的1:1所指的实际上是其最大放大倍率,需要被摄物体位于镜头中心前0.3米的最近对焦位置,如果放得远,实际上也是达不到1:1的。原因也很简单,近大远小,透视关系。

小三角 16楼hdyld

引用:
作者: cdromer
和传感器尺寸没关系,这里的镜头最大放大倍数是指的在传感器上成像的真实尺寸(比如,毫米)与实物的真实尺寸的比例。
也就是说,假如我拍一只2毫米长度的小虫,它的成像在传感器上也会占据2毫米的长度,这就是1:1放大率,由于asp画幅的比较小面积,所以拍出来反而显得更大了,对吗?谢谢解答。

  • 0hdyld 新会员 虚线
  • 积分:0 经验值:214 帖子:暂无 精华:暂无 粉丝:1 地区:暂无 注册日期:2010-04-07
0铜羽二级
19 2010-10-26 22:11:57

这是一个很不错的知识贴,有不少人忽略了影响放大率的某些因素,楼主都一一详解了!感谢!

小三角 18楼cdromer

引用:
作者: hdyld
也就是说,假如我拍一只2毫米长度的小虫,它的成像在传感器上也会占据2毫米的长度,这就是1:1放大率,由于asp画幅的比较小面积,所以拍出来反而显得更大了,对吗?谢谢解答。

对,您的理解是正确的,小虫在画面上占的比例大了。

但是,小虫实际的像素数还跟所使用的APS-C画幅传感器像素数有关系。比如60D和10D,两者传感器尺寸基本一致,都是APS-C画幅,但因为像素数相差大约3倍,会造成60D拍的小虫比10D拍的小虫放到100%观看时大3倍。

另外一句题外话,百微的1:1所指的实际上是其最大放大倍率,需要被摄物体位于镜头中心前0.3米的最近对焦位置,如果放得远,实际上也是达不到1:1的。原因也很简单,近大远小,透视关系。

  • 0namrisgan 新会员 虚线
  • 积分:19 经验值:261 帖子:4 精华:暂无 粉丝:1 地区:暂无 注册日期:2010-10-23
0铜羽二级
20 2010-10-26 22:12:57

我懂您的意思了,您是想以1角分这个物体占视野的大小作为绝对参考量,对您的理解没有异议。在您的例子里,5000×4000的像和50×40的像物理尺寸是一样大的,因为镜头,物距,像距和传感器的尺寸都没变,因此得出的图像文件只是dpi不一样。

小三角 14楼cdromer

引用:
作者: namrisgan
顶,不过我认为LZ的举例实验中,不应该以分辨率作为参考。在“某镜头相对于裸眼的放大倍率”这个问题上,应该以一个特定物体在视场中占的视角来做参考,比如说一个景物在肉眼观察时,距离观察者10m时其高度所占的视角为10度,而在望远镜观察时,当距离100m时其高度所占的视角恰好也为10度,这就相当于该望远镜将100m处的景物拉近到相当于10米时的观察效果,所以我们说该望远镜的倍率是10倍的,我想镜头也应该这样估算吧。

谢谢回复,你的基本概念正确,不过答案是错误的。本例中其实大家讨论的都不是“镜头对于裸眼的放大倍率”,而是镜头成像(肉眼看照片)和肉眼观察实物的放大倍率,这与机身(传感器)、镜头都有关。

以分辨率作为参考实质是以1角分作为绝对参考,是角度考量,举例多远距离上多少线/画宽或画高只是便于大家理解,您可以仔细想想。

为什么说肉眼看照片相对于裸眼观察实物的放大倍率和机身有关呢?举个极端例子,假设使用同样的镜头,比如说400mm/2.8,但使用5D2和另外一个假设只有50×40=2000像素的全幅照相机,你可以想象拍出来的照片细节部分有多大的区别。两者在传感器上成的像等大(实际物理尺寸相同),前者差不多5000×4000像素,后者拍的图像放在电脑上看则只有50×40像素,大小有悬殊的区别。

不知这么说您理解没有。

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