Γιατί οι φακοί κάμερας είναι τόσο μεγάλοι και βαρύι;

Η επανάσταση της κάμερας χωρίς καθρέφτη είχε ως σκοπό να επιφέρει μικρότερο, ελαφρύτερο εργαλείο κάμερας, αλλά στην πραγματικότητα, οι κατασκευαστές φωτογραφικών μηχανών έχουν πάρει την ευκαιρία να κάνουν μεγαλύτερους, καλύτερους φακούς. Ο λόγος για τον οποίο έρχεται η φυσική των φακών.

Το χειρουργικό μήκος εστίασης είναι περίπλοκο

Το εστιακό μήκος ενός φακού - το οποίο εξετάσαμε σε βάθος πριν - είναι η απόσταση μεταξύ του οπίσθιου κομβικού σημείου και του εστιακού σημείου. Σε έναν απλό κυρτό φακό, είναι η απόσταση μεταξύ του κέντρου του φακού και του εστιακού σημείου. Ωστόσο, κανένα φακό της κάμερας δεν είναι απλός κυρτός φακός. είναι όλοι "σύνθετοι φακοί" οι οποίοι είναι φακοί κατασκευασμένοι από ένα συνδυασμό μεμονωμένων φακών που ονομάζονται "στοιχεία φακών".

Οι κάμερες έχουν "εστιακή απόσταση φλάντζας" που είναι η απόσταση μεταξύ της βάσης του φακού και του αισθητήρα. Στις DSLR της Canon, για παράδειγμα, είναι 44mm. Το πρόβλημα για τους κατασκευαστές φωτογραφικών μηχανών είναι ότι ο χειρισμός του εστιακού μήκους είναι περίπλοκος και γενικά συνεπάγεται την προσθήκη περισσότερων στοιχείων φακού που κάνουν τα πράγματα μεγαλύτερα και βαρύτερα. Ο λόγος για τον φακό EF των 40 mm της Canon είναι ο μικρότερος που είναι ότι ταιριάζει τόσο στενά με την εστιακή απόσταση της φλάντζας και συνεπώς απαιτεί πολύ λίγα στοιχεία φακού.

Όσο περισσότερο απομακρύνεστε από την εστιακή απόσταση της φλάντζας, προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, τόσο μεγαλύτερος θα είναι ένας φακός. Ένας φακός των 600 mm δεν χρειάζεται να έχει μήκος 60cm, αλλά για να μην έχει μήκος 60cm - που θα ήταν αν ήταν απλός κυρτός φακός - ο οπτικός σχεδιασμός είναι περίπλοκος. Είναι το ίδιο με φακό ψαριού 11mm.

Υπάρχει ένα μικρό γλυκό σημείο, μεταξύ περίπου 24mm και 50mm, όπου είναι δυνατόν να γίνουν φακοί που δεν είναι τόσο μεγάλοι, αλλά για όλα τα άλλα, η οπτική του χειρισμού εστιακού μήκους αποτελεί σημαντικό εμπόδιο για τη μικρογράφηση.

Το άνοιγμα είναι ένα σκληρό όριο

Το άνοιγμα είναι συνάρτηση εστιακού μήκους. Όταν μιλάμε για f / 5.6, αυτό που λέμε είναι ότι η ίριδα του φακού είναι ανοικτή στο εστιακό μήκος διαιρούμενο με 5.6. Για παράδειγμα, ένα 50mm σε f / 2 έχει άνοιγμα φακού φακού 25mm. στο f / 8, η ίριδα είναι ανοικτή στα 6,25mm.

Ενώ αυτό δεν είναι ανησυχία για τους φακούς ευρείας γωνίας, γίνεται πολύ γρήγορα ένα θέμα για τους φακούς ταχείας τηλεφακό. Πάρτε το απίστευτα δημοφιλές Canon 70-200 f / 2.8: στα 70mm η ίριδα φακού είναι 25mm πλάτος, αλλά στα 200mm είναι 71,5mm. Αυτό σημαίνει ότι αν υποθέσουμε απεριόριστα λεπτά υλικά, το ελάχιστο δυνατό μέγεθος του εμπρόσθιου στοιχείου του φακού είναι περίπου 72mm - στην πραγματικότητα, είναι 88,8mm - και δεν υπάρχει τρόπος να γίνει μικρότερο.

Ανεξάρτητα από το τι θέλει η Canon ή η Nikon ή η Sony, δεν μπορούν φυσικά να φτιάξουν φακό 200mm f / 2.8 με εμπρόσθιο στοιχείο μικρότερο από 80mm περίπου. Οι νόμοι της φυσικής δεν θα σταματήσουν.

Οι τεχνικές εξελίξεις είναι ένα ζήτημα

Πολλοί παλιοί φακοί απλά δεν ήταν πολύ καλοί. Είχαν γοητεία, αλλά η αυτόματη εστίαση ήταν απενεργοποιημένη, υπήρχε τακτικά βαριά σήμανση ή παραμόρφωση, και η εικόνα δεν ήταν απότομη σε ολόκληρο το πλαίσιο. Οι σύγχρονοι φακοί έχουν επιλύσει πολλά από αυτά τα προβλήματα προσθέτοντας περισσότερα στοιχεία φακού, τα οποία φυσικά προσθέτουν και μεγαλύτερο μέγεθος και βάρος.

Ομοίως, οι σύγχρονες εξελίξεις, όπως η ισχυρή σταθεροποίηση της εικόνας, προσθέτουν ακόμα περισσότερο βάρος στους ήδη βαρείς φακούς.

Και μην ξεχνάμε τους φακούς ζουμ. Ένας πρωταρχικός φακός θα είναι (σχεδόν) πάντα μικρότερος και ελαφρύτερος από έναν φακό ζουμ που καλύπτει το ίδιο εστιακό μήκος επειδή είναι πολύ απλούστερο. Οι φακοί μεγέθυνσης λαμβάνουν, το μαντέψατε, περισσότερα στοιχεία φακών και κινούμενα μέρη.

Πραγματικά, η Φυσική είναι το πρόβλημα

Αυτό που θέτει το ζήτημα είναι ότι οι νόμοι της φυσικής είναι ένας πόνος στον κώλο.

Η οπτική είναι ένα καλά μελετημένο και περίπλοκο πεδίο. Χειρισμός του φωτός έτσι ώστε μακριά αντικείμενα να φαίνονται πιο κοντά ή κοντινά αντικείμενα εμφανίζονται πιο μακριά, ενώ θολώνει τα φόντα ή κρατά τα πάντα στο επίκεντρο, και τη διατήρηση ενός υψηλού επιπέδου της ποιότητας εικόνας απαιτεί απλά μεγάλους, βαρείς φακούς.

Το όνειρο των επαγγελματικών φωτογραφικών μηχανών που γίνονται μικρότερες είναι ακριβώς αυτό προς το παρόν: ένα όνειρο.

Πιστωτική εικ να: Παρελθόν / Shuterstock, LeonRW