Fotografi 101 - Linser og fokus

Følgende indlæg er fra den australske fotograf Neil Creek, der er en del af den nyligt lancerede Fine Art Photoblog, og deltager i Project 365 - et foto om dagen i et år - på sin blog.

Velkommen til anden lektion i Fotografi 101 - Et grundlæggende kursus i kameraet. I denne serie dækker vi alt det grundlæggende inden for kamera design og brug. Vi taler om 'eksponeringstrekanten': lukkerhastighed, blænde og ISO. Vi taler om fokus, dybdeskarphed og skarphed, samt hvordan linser fungerer, hvad brændvidder betyder, og hvordan de sætter lys på sensoren. Vi ser også på selve kameraet, hvordan det fungerer, hvad alle indstillinger betyder, og hvordan de påvirker dine fotos.

Denne uges lektion er Linser og fokus

Bøjende lys

Sidste uge diskuterede vi, hvordan vi kan bruge et lille hul til at lede lys, så det danner et billede. Alt, hvad et pinhole-kamera gør, udelukker alt det lys, der ikke skaber et billede. Som vi lærte, er problemet med denne teknik imidlertid, at det resulterer i meget svage billeder. Som fotografer ønsker vi lyse billeder, og selvom det kan synes indlysende, vil vi diskutere hvorfor i detaljer i en senere lektion. Heldigvis er der en bedre måde at gøre det på.

Fig 1.2.1 Et lys skinnede ind i et glas
tank med vandbøjninger. Kilde.
Fig 1.2.2 Efterhånden som lyset går over i et mere
brydningsmateriale, det sænkes og bøjes.

Da vi kort berørte i Lektion 1, er lys en form for energi, der kan bøjes. Bøjningslys kaldes brydning. Hvad der sker, når lys brydes, er, at det faktisk bremser. Det er en almindelig misforståelse, at lys altid bevæger sig i samme hastighed. Faktisk afhænger lysets hastighed af den type materiale, den bevæger sig igennem. Den virkelig nyttige ting ved brydning er, at den kan bøj lysstien.

Jeg ønsker ikke at komme ind i den mystiske "lysets dobbelte natur", men husk at lys kan ses som en række bølger. Linje efter linje af disse bølger udgør lys, svarende til bølger, der rammer en strand.

Forestil dig, at vi har en fisketank med vand og en fakkel. Af hensyn til enkelheden kan vi også forestille os, at vi kan se strålen tydeligt i luften og vandet. Når du skinner fakkelen på vandoverfladen i en vinkel, fra siden af ​​tanken, kan du se, at bjælken er bøjet, se Fig 1.2.1. Lysets mange bølgefronter er vinkelret på dets bevægelsesretning. Når bølgefronterne støder på vandet, rammer en del af fronten det før resten. Den del, der er kommet i vandet og sænkes, mens resten af ​​bølgen stadig bevæger sig i samme hastighed. Effekten af ​​dette er at bøje strålen. Se fig 1.2.2.

Okay, det er nok fysik til nu. Lad os tale optik.

Linser

Denne bøjning af lys kan være meget nyttig! Lad os sige, at vi ønskede at koncentrere alt lyset fra en bred stråle til et smalt punkt. Hvis vi kan rette hver lysstråle ved at bøje den lidt - lidt til højre for lyset i venstre side af strålen, lidt til venstre for lyset i højre side af strålen - så skulle vi være i stand til fokusere lyset. Dette er præcis, hvad en linse gør.

Der er to hovedfaktorer, der bestemmer, hvor meget en linse bøjer lyset. Det brydningsindeks af materialet, hvilket er, hvor meget det bremser strålen, og indfaldsvinkel. Indfaldsvinklen (eller indfaldsvinklen) er, hvor langt fra vinkelret lysstrålen er, når den passerer gennem overfladen. Jo større vinkel, jo mere bøjning. Dette er grunden til, at vidvinkellinser, der har brug for at bøje lyset langt, har en sådan udbulende fremtoning.

Fig 1.2.3 Hvor meget lysstrålen er bøjet, afhænger af den vinkel, hvormed den rammer linsen (alt andet lige). Lys, der passerer gennem midten af ​​linsen, er upåvirket, mens de i kanten er bøjet mest. Dette er grunden til, at linser er buede.

Fig 1.2.4 Forskellige formede linser fokuserer lyset på forskellige afstande. Dette er brændvidde af objektivet.

Et simpelt eksperiment

Klik for større version

Fig 1.2.5 Et daglig forstørrelsesglas kan skabe et billede. I et mørkt rum skal du oprette et lys, et forstørrelsesglas og et ark papir som en skærm. Med forstørrelsesglasset i kvadrat med kænglen og skærmen, skub glasset og skærmen frem og tilbage, indtil du sætter et billede af lyset i fokus. Ligesom med pinhole-kameraet, billedet projiceret af linsen os på hovedet. Bemærk, at glassets skygge er mørk undtagen lyset, selvom forstørrelsesglasset er gennemsigtig. Dette skyldes, at alt det lys, der passerede gennem glasset, er blevet fokuseret i billedet.

Fig 1.2.6 Klik for større version

Fig 1.2.7 Klik for større version

Ikke alle linser er ens
Det er ikke altid tilfældet, at brændvidde er lig med objektivlængde, da den komplekse optik i moderne linser kan give en "virtuel" brændvidde, mens den faktiske linsestørrelse holdes lille. Som en tommelfingerregel er brændvidden normalt ret tæt på den aktuelle længde af lysstien gennem linsen.

Fokusering

Indtil videre har vi forestillet os en perfekt lysstråle, der rammer en brydningsflade. I denne stråle er alt lyset parallelt. Parallelt lys, der passerer gennem en linse, konvergerer altid på det samme punkt. Afstanden fra linsens overflade til fokuspunktet kaldes brændvidde og måles i milimeter. De fleste linser er beskrevet af deres brændvidde. Zoomlinser har en række brændvidder, en bedrift, der opnås ved hjælp af en kompleks serie linser, der kan flyttes i forhold til hinanden. Mm-antallet oversættes til en reel afstand fra fronten af ​​din linse til chip på dit kamera. På den måde kan du fortælle, at en 400 mm teleobjektiv vil være meget længere end en 24 mm vidvinkel uden selv at se på linsen.

Hvis en genstand er tæt på en linse, endda flere hundrede meter væk, er dens reflekterede lys, der kommer ind i linsen, ikke helt parallel. Jo tættere objektet på linsen er, desto mindre parallelt og jo mere skal linsen flyttes for at holde fokus. Denne ændring er meget mere bemærkelsesværdig, når objekter er meget tæt på kameraet, og er en af ​​grundene til, at dybdeskarpheden i makrofotoer er så lille - et punkt, vi vender tilbage til i en fremtidig lektion.

Fig 1.2.6 Jo tættere et objekt er på et objektiv, jo mere bevæger dets fokuspunkt sig, og jo mere skal objektivet flyttes for at kompensere.

For at holde billedet af et tæt objekt skarpt skal linsen flyttes i forhold til skærmen (eller kamerasensoren). Denne proces kaldes fokusere. Når du er fokuseret på et objekt i en bestemt afstand, vil objekter, der er tættere på eller længere væk, ikke være i fokus. Situationen kan hjælpe noget ved at reducere linsens størrelse, ligesom vi gjorde med pinhole-kameraet, for at begrænse de mange forskellige vinkler, der kommer ind i linsen. Men vi står igen over for tabet af lysstyrke som et resultat.

Vi har antydet de vigtigste grunde til at bruge et objektiv: at gøre et billede lysere og gøre det større (eller mindre!). Næste uge tager vi det, vi har lært om linser, og ser hvordan vi kan bruge det til at forstå begreberne brændvidde og f-forhold, og hvordan de oversættes til forstørrelse og billedlysstyrke.

Lektier

Jeg var skuffet over, hvor få af jer, der sendte lektier til sidste uges lektion. Faktisk gjorde ingen det! Peter Emmett fortjener dog lidt ekstra kredit for hans DSLR body cap pinhole kamera foto taget tilfældigt helgen før den første lektion. Denne uges lektion er udfordrende for at indstille lektier, så jeg vil gerne opfordre dig til at eksperimentere og tænke på, hvordan du kan anvende det, du har lært her. Her er nogle forslag:

• Projicér et billede med et forstørrelsesglas eller et objektiv fra dit kameraudstyr, og tag et billede af det. Hvis du vil være rigtig kreativ omkring det, skal du blive inspireret af dette spektakulære eksempel set for nylig på Strobist.
• Find og fotografer eksempler på lysbrydning i hverdagens genstande. Jo klarere eksemplet jo bedre. For eksempel den klassiske blyant i et glas vand eller måske lege med nogle store krystaller fra en smykkeskrin.
• Skyd nogle naturlige linser. Vanddråber kan kreativt bruges som små forstørrelsesglas for at vise et omvendt billede af scenen ud over dem. Dette ville være en god øvelse for elskere af makrofotografering.

Ressourcer

• Linser (optik) på Wikipedia
• Brydning - Ch4 af Optik af Benjamin Crowell.
• Brydningsgruppe på Flickr

Næste uge

Fotografi 101 - Linser, lys og forstørrelse.

Ud over at sende sine Project 365-fotos til sin blog kører Neil også et månedligt fotograferingsprojekt. Denne måneds emne er Iron Chef Photography - The Fork.