Fotografie 101 - Lenzen, licht en vergroting

Het volgende bericht is van de Australische fotograaf Neil Creek, die deel uitmaakt van het onlangs gelanceerde Fine Art Photoblog, en op zijn blog deelneemt aan Project 365 - een foto per dag gedurende een jaar.

Welkom bij de derde les in Fotografie 101 - Een basiscursus over de camera . In deze serie behandelen we alle basisprincipes van camera-ontwerp en -gebruik.

We hebben het over de ‘belichtingsdriehoek’: sluitertijd, diafragma en ISO. We praten over focus, scherptediepte en scherpte, maar ook over hoe lenzen werken, wat brandpuntsafstanden betekenen en hoe ze licht op de sensor plaatsen.

We kijken ook naar de camera zelf, hoe deze werkt, wat alle opties betekenen en hoe deze je foto's beïnvloeden.

De les van deze week is Lenzen, licht en vergroting

Afgelopen week hebben we gekeken naar de basis van de lens. We hebben gezien hoe lenzen licht buigen door het te vertragen, hoe de hoek waarin het licht de lens binnenkomt beïnvloedt hoeveel het wordt gebogen, en hoe we deze eigenschap kunnen gebruiken om licht dat een lens binnenkomt scherp te stellen en een helder, duidelijk beeld te creëren.

Optische diagrammen lezen
In deze serie zal ik optische diagrammen gebruiken om verschillende concepten te illustreren. Om u op weg te helpen, heb ik een korte inleiding geschreven over het lezen van deze diagrammen. Ik raad u aan de les even te pauzeren om te leren hoe u deze diagrammen kunt lezen en begrijpen.

De kracht van lenzen

Het voordeel dat lenzen ons geven ten opzichte van pinhole-camera's is tweeledig: helderheid en vergroting.

Helderheid en f-verhoudingen

We zagen in les twee, met ons experiment met de kaars en het vergrootglas (Afb 1.2.3), dat al het licht dat de lens van de kaars binnendrong, in het beeld werd gefocusseerd. Als we een grotere lens zouden vervangen door dezelfde brandpuntsafstand, zou er meer licht worden scherpgesteld en zou het resulterende beeld helderder lijken, maar niet groter.

Het lijkt logisch dat als je de diameter van een lens verdubbelt, je de grootte van de gemaakte afbeelding verdubbelt, maar zoals je kunt zien in Afb. 1.3.1 hieronder, dat is niet waar.

Afb 1.3.1 Door de diameter van de lens te verdubbelen wordt de f-ratio gehalveerd (zie hieronder) en wordt meer licht opgevangen, maar verandert de grootte van het beeld niet, wat een functie is van de brandpuntsafstand (zie ook hieronder). Door de diameter te verdubbelen, wordt de helderheid van het beeld meer dan verdubbeld, aangezien de lichtopvang van de lens snel toeneemt naarmate de straal toeneemt (volgens de formule? R² - pi maal de straal in het kwadraat).

Afb 1.3.2 De f-ratio aangegeven op een 50 mm f1.8-lens. Afb 1.3.3 De f-ratio die wordt aangegeven op een 80-400 mm f4.5-5.6 zoomlens.

F-verhouding

In fotografie wordt er een handig getal gebruikt om de relatie tussen lensdiameter en brandpuntsafstand te beschrijven: de "f-ratio". Simpel gezegd is de f-ratio de brandpuntsafstand gedeeld door de diameter. In Afb 1.3.1 hierboven hebben we een lens met een brandpuntsafstand van 50 mm en een diameter van 10 mm. 50/10 = 5 wat ons een f-verhouding van 1/5 of f5 geeft. Als de lens nog steeds een brandpuntsafstand van 50 mm had met een diameter van 20 mm, zou dit f2.5 zijn.

De f-ratio voor een spiegelreflex-lens moet altijd ergens op de lens worden geschreven. De meeste compactcamera's beschrijven de f-ratio ook ergens op de body. Hoe "korter" de f-ratio, dat wil zeggen hoe dichter deze bij 1 ligt, hoe helderder het beeld dat de lens zal produceren. De term "snelheid" wordt ook gebruikt om een ​​lens te beschrijven. Het woord snelheid verwijst in dit geval naar hoe snel de lens de camera in staat stelt een afbeelding vast te leggen, gegeven de hoeveelheid beschikbare licht. Als de lens een helder beeld produceert, kan de sluiter korter worden geopend om voldoende licht op te vangen om een ​​beeld te maken. Dus een korte f-ratio lens zoals f1.8 wordt beschouwd als een zeer "snelle" lens, terwijl een langere lens zoals een f8 of f11 een "langzame" lens is.

Herinnerend aan les 1, leerden we dat een groot gat waar het licht doorheen kan, een helderder maar minder scherp beeld oplevert. Nu we de f-verhoudingen kennen, kunnen we deze twee feiten met elkaar verbinden en begrijpen waarom snellere lenzen een smallere "scherptediepte" hebben - het gebied dat in focus is. We zullen hier in de volgende les meer over praten, maar het is handig om de punten met elkaar te verbinden en te zien hoe al deze verschillende principes bij elkaar passen.

Met moderne camera's kan een fotograaf enige controle hebben over de snelheid van een lens door het diafragma aan te passen. We zullen daar in de volgende les ook meer in detail op ingaan.

Vergroting en gezichtsveld

Iedereen die met een vergrootglas heeft gespeeld, weet dat, zoals de naam al doet vermoeden, lenzen vergroten. De mate van vergroting is afhankelijk van de brandpuntsafstand. Hoe "langer" de lens, hoe meer hij het beeld vergroot. Korte brandpuntsafstanden hebben het tegenovergestelde effect, waardoor de grootte van de afbeelding wordt verkleind.

Afb 1.3.4 Als alle andere dingen gelijk zijn, neemt de relatieve grootte van het beeld ook toe naarmate de brandpuntsafstand van de lens toeneemt.

We zagen hierboven dat de f-ratio de helderheid van het beeld beïnvloedt. De twee factoren in de verhouding zijn lensdiameter en brandpuntsafstand. Tot nu toe hebben we het alleen gehad over het veranderen van de lensdiameter, maar bij een grotere vergroting vergroot je de brandpuntsafstand, waardoor je dus ook de f-ratio vergroot. Dit betekent dat hoe meer u het beeld vergroot, hoe zwakker het wordt. De meeste telelenzen (lange brandpuntsafstand) hebben grote f-verhoudingen en zijn daarom langzame lenzen. De uitzondering zijn natuurlijk de enorm dure en zeer zware, gigantische lenzen die door sportfotografen worden gebruikt. Deze gebruiken lange brandpuntsafstanden, en lenzen met een grote diameter. Deze telelenzen zijn niet voor de toevallige fotogrpaher!

We hebben het gehad over hoe lenzen het beeld groter maken, en dat is zeker hoe het eruit ziet als je door de zoeker kijkt of naar de afdruk met een telelens. In werkelijkheid, omdat de meeste objecten ver weg zijn en de sensor klein is, produceert de overgrote meerderheid van de lenzen een beeld dat kleiner is dan het object zelf. Er zijn echter enkele speciale lenzen die een afbeelding groter maken dan het onderwerp. Om dit mogelijk te maken, moet de brandpuntsafstand lang zijn en het onderwerp dichtbij. Dit zijn natuurlijk macrolenzen.

Macrolenzen worden vaak beschreven aan de hand van hun "vergrotingsfactor". Een lens met een vergrotingsfactor van 1: 1 produceert een geprojecteerd beeld op de sensor dat hetzelfde is als het onderwerp. Het beeld van een munt met een diameter van 20 mm beslaat dus 20 mm van de fysieke sensor, wat resulteert in een afbeelding die bijna het hele frame van een typische DSLR vult. Een vergrotingsfactor van 1: 1 wordt gewoonlijk als het minimum beschouwd voor een lens die als een "macrolens" kan worden omschreven. Gespecialiseerde macrolenzen zijn vaak 1: 3 of zelfs 1:10 vergrotingsfactoren, wat betekent dat 1 mm over het onderwerp 3 mm of 10 mm wordt wanneer deze op de sensor wordt geprojecteerd, dus een vergroting van 3 of 10 keer.

Gezichtsveld

De laatste variabele in deze aanvankelijk verwarrende evenwichtsoefening van optica is het gezichtsveld. Dit verwijst naar hoeveel van de wereld de camera kan zien. Het gezichtsveld van een lens hangt af van de brandpuntsafstand van de lens en de grootte van alles waarop het beeld wordt geprojecteerd. Bij digitale camera's is dit de sensorchip.

Afb 1.3.6 Naarmate de brandpuntsafstand toeneemt, wordt het gezichtsveld smaller en wordt het beeld groter.

Afb 1.3.8 De vergelijkende verschillen in framegrootte van compacte camera's via film en DSLR tot middenformaat.

Afb 1.3.6 maakt duidelijk dat aan de groothoekzijde een klein verschil in brandpuntsafstand zich vertaalt in een groot verschil in gezichtsveld. Het verschil in gezichtsveld tussen een 10 mm en 20 mm lens is veel groter dan het verschil tussen 210 mm en 220 mm. Sommige lenzen kunnen uitzonderlijk korte brandpuntsafstanden en brede gezichtsvelden hebben, zoals 12 of 8 mm. Dit zijn vissenoog lenzen, zo genoemd omdat de voorkant van de lens zo puilt dat het lijkt op een vissenoog. Deze lenzen kunnen een gezichtsveld van 180 graden hebben, of zelfs groter.

De grootte van de sensor draagt ​​ook bij aan het gezichtsveld van een bepaalde lens. In Afb 1.3.6 een bepaalde sensor wordt weergegeven bij verschillende brandpuntsafstanden. Het is duidelijk dat als de sensor kleiner is, deze minder kan zien van het beeld dat door de lens wordt gepresenteerd, waardoor het gezichtsveld wordt verkleind en de vergroting wordt vergroot. Dit is het geval voor DSLR's met “cropped sensor” en compactcamera's.

De "standaard" framemaat is 35 mm, het formaat van een enkele foto op een filmrolletje. Camera's met dit formaat sensor staan ​​bekend als "full frame" camera's. Er zijn grootformaat filmcamera's met veel grotere filmformaten, zoals 150 mm x 100 mm. Minder dure of eerdere DSLR's gebruiken sensoren die kleiner zijn dan een 35 mm filmframe en worden bijgesneden sensoren genoemd. Een typische bijgesneden sensor kan worden omschreven als een 1,6x, wat betekent dat de schijnbare brandpuntsafstand van een bepaalde lens 1,6 keer langer is. Compactcamera's gebruiken de kleinste framematen van allemaal en hebben daarom lenzen met een zeer korte brandpuntsafstand nodig om een ​​brede kijkhoek te krijgen.

Volgende week

Fotografie 101 - Diafragma en stops.

Nu we de hoofdtheorie achter de lens hebben verzameld en een afbeelding hebben gemaakt, gaan we onze aandacht vervolgens richten op de belichting en hoe we het vastleggen van een afbeelding regelen. Volgende week zal de introductie van de belichtingsdriehoek, een uitleg van "stops" en helderheidsniveaus, en een blik op het eerste punt op de driehoek: diafragma.

Huiswerk

• Ontdek het gezichtsveld van uw lenzen. Gebruik de methode die voor u het beste werkt (bijv. Een meetlint aan een muur) en bereken het gezichtsveld van uw camera bij de breedste en langste instellingen. Meet het in graden van links naar rechts. Presenteer foto's van uw bevindingen.
• Schiet je hele brandpuntsbereik. Zoek een geschikt onderwerp (bijv. Een straat in de stad of een boom in de verte) en maak een reeks foto's beginnend bij uw grootste hoek en zoom in met tussenpozen van bijvoorbeeld 20 mm tot uw langste zoomfactor. Compileer ze in een enkele afbeelding en post ze.
• Maak artistiek gebruik van vergroting en gezichtsveld. Maak een foto bij elk uiteinde van het brandpuntsafstandbereik van uw camera en selecteer zorgvuldig het onderwerp om te profiteren van de vergroting en het gezichtsveld. Deel de resultaten hier.
• Kom dichtbij en persoonlijk. Dit is ideaal voor gebruikers van compactcamera's, die door de optiek van een klein camerasysteem heel dichtbij kunnen scherpstellen. Experimenteer met macrofotografie en laat ons foto's zien van de wereld van de allerkleinsten. Gebruik de macro-modus als je die hebt (meestal aangeduid met een tulp-symbool). DSLR-gebruikers met macro-uitrusting kunnen ook deelnemen.
• Als dit allemaal nieuw voor je is, zoek dan een online camerawinkel (bijvoorbeeld de Canon- of Nikon-sites) en blader door de lenscatalogus. Let goed op de lensspecificaties die we hebben besproken, en kijk hoe de vorm en vorm van de lens overeenkomt met deze cijfers. Kijk hoe lang telelenzen zijn, hoe groothoeklenslenzen zijn en hoeveel ultragroothoeklenzen aan de voorkant uitpuilen.

Middelen

• Canon-lenzen
• Nikon-lenzen
• Sigma lenzen
• Tamron lenzen
• Kijkhoek op Wikipedia
• Interactieve vergelijking van brandpuntsafstanden op Canon
• Gezichtsveld calculator

Naast het plaatsen van zijn Project 365-foto's op zijn blog, heeft Neil ook een maandelijks fotografieproject. Het onderwerp van deze maand is Iron Chef Photography - The Fork.