Dodatek PWzory · takPoziom · głębiejEXT OF · R.30
Dodatek P / Głębiej

Winietowanie w liczbach

Skąd cos⁴θ, jak policzyć obcięcie źrenicy poza osią i jak odróżnić jedno od drugiego pomiarem, a nie na oko.

Co tu jest
Wyprowadzenie · skąd czwarta potęga

Trzy czynniki, cztery kosinusy

Rozważmy punkt kadru leżący pod kątem θ do osi optycznej i policzmy, ile światła dociera do niego względem punktu na osi. Zakładamy obiektyw idealny — bez obcięcia, bez wad, model dziurki.

Czynnik pierwszy: odległość. Punkt poza osią leży od źrenicy dalej niż punkt osiowy, dokładnie o czynnik 1/cos θ. Natężenie maleje z kwadratem odległości, więc daje to cos²θ.

Czynnik drugi: rzut źrenicy. Źrenica oglądana z punktu leżącego poza osią jest widziana pod kątem, więc jej pole pozorne maleje o cos θ. Okrąg zamienia się w elipsę o tej samej wysokości i mniejszej szerokości.

Czynnik trzeci: nachylenie matrycy. Promień pada na powierzchnię ukośnie, więc ta sama energia rozkłada się na większej powierzchni — kolejny cos θ.

E(θ)/E₀ = cos²θ · cos θ · cos θ = cos⁴θ Trzy niezależne czynniki geometryczne. Żaden nie zależy od konstrukcji obiektywu — dlatego zjawisko nazywa się naturalnym i dlatego nie da się go usunąć w ramach modelu dziurki.

Kąt polowy liczy się z półprzekątnej formatu i ogniskowej — a ponieważ chodzi o róg kadru, jest to kąt największy, jaki w danym układzie występuje:

θ = arctg(d / f) d — połowa przekątnej formatu: 21,63 mm dla pełnej klatki, 14,28 mm dla Super 35, 29,93 mm dla formatu 65 mm. f — ogniskowa.
Tabela · ile to jest w działkach

Spadek w rogu dla trzech formatów

OgniskowaS35Pełna klatka65 mm
14 mm2,06 dz3,52 dz4,96 dz
18 mm1,41 dz2,58 dz3,83 dz
24 mm0,87 dz1,72 dz2,71 dz
35 mm0,44 dz0,93 dz1,58 dz
50 mm0,23 dz0,49 dz0,88 dz
85 mm0,08 dz0,18 dz0,34 dz

Strata w rogu kadru wyrażona w działkach, dla obiektywu idealnego. Liczone jako log₂ z cos⁴θ, gdzie θ = arctg(d/f).

Z tabeli wychodzą trzy obserwacje warte zapamiętania.

Duży format płaci więcej. Ta sama ogniskowa na większej matrycy obejmuje szerszy kąt, więc traci mocniej. Dwudziestka czwórka na formacie 65 mm traci w rogu prawie trzy działki — i to jest jeden z niewymienianych kosztów dużego formatu, obok tych z Dodatku AA.

Powyżej pięćdziesiątki zjawisko przestaje istnieć. Ćwierć działki jest niemierzalna w praktyce, a jedna dziesiąta tym bardziej. Winieta widoczna na teleobiektywie nie jest naturalna — musi być optyczna albo mechaniczna, i to rozstrzyga bez żadnego testu.

Rzeczywiste obiektywy tracą mniej. Podane liczby są górnym oszacowaniem dla modelu dziurki. Realne konstrukcje projektuje się tak, żeby źrenica widziana z rogu była większa niż z osi, co część spadku kompensuje. Wartość zmierzona jest więc zwykle o pół działki do działki lepsza — ale nigdy nie zerowa.

Obcięcie · ile zostaje z okręgu

Winietowanie optyczne w rachunku

Winietowanie optyczne wynika z tego, że oprawy — przednia, tylna i pośrednie — oglądane poza osią przesuwają się względem siebie. Widziana źrenica jest częścią wspólną kilku przesuniętych okręgów.

Dla dwóch okręgów o tym samym promieniu R, przesuniętych o s, pole części wspólnej wyraża się wzorem soczewki kołowej:

A = 2R²·arccos(s/2R) − (s/2)·√(4R² − s²) A — pole części wspólnej. R — promień źrenicy, s — przesunięcie okręgów. Dla s = 0 daje pełne koło πR², dla s = 2R zero. Przesunięcie rośnie z tangensem kąta polowego i z odległością między oprawami.

Stąd wynikają dwie rzeczy, które rozdział opisuje słowami. Po pierwsze, obcięcie zależy od promienia źrenicy — a ten maleje z przymykaniem. Gdy źrenica staje się mniejsza od odstępu między oprawami, obcięcie znika całkowicie i to jest przyczyna testu z dwóch działek.

Po drugie, obcięcie zależy od kąta polowego przez tangens, a nie przez kosinus — czyli rośnie znacznie szybciej niż winietowanie naturalne i jest praktycznie zerowe w środku kadru. To jest przyczyna różnicy kształtów: naturalne spada od samego środka, optyczne dopiero od pewnej odległości od osi.

Pomiar · rozstrzygnięcie bez zgadywania

Jak zmierzyć, które to jest

Protokół zajmuje kwadrans i wymaga jednolitej, równomiernie oświetlonej powierzchni — ściany, rozproszonego nieba albo blatu podświetlanego.

Krok 1. Nakręć tę powierzchnię wypełniającą kadr, przy pełnym otworze i przy przymknięciu o dwie oraz cztery działki. Trzy klatki.

Krok 2. Dla każdej odczytaj jasność w środku, w połowie drogi do rogu i w samym rogu. Dziewięć liczb.

Krok 3. Podziel wartości brzegowe przez środkowe i przelicz na działki. Dostajesz trzy profile.

Co widziszWniosek
Profil identyczny na trzech przysłonachnaturalne albo mechaniczne
Profil płaskieje z przymykaniemoptyczne — i tyle, ile ubyło, było optyczne
Spadek już w połowie drogi do rogunaturalne
Środek płaski, spadek dopiero przy roguoptyczne albo mechaniczne
Spadek niesymetrycznymechaniczne

Dwa wiersze wystarczają zwykle do rozstrzygnięcia; pozostałe potwierdzają. Wiersz drugi jest jedynym, który daje wartość liczbową składowej optycznej.

Wynik warto zapisać jako profil, a nie jako jedną liczbę: trzy wartości na trzech promieniach i dla każdej używanej przysłony. Jest to komplet, z którego da się odtworzyć winietę w compie bez zgadywania kształtu — a kształt, jak pokazuje Rozdział 30, jest tym, co odróżnia winietę wiarygodną od naklejonej.