Comment un téléconvertisseur incidence sur la profondeur de champ?

Version TL; DR: les téléconvertisseurs n'affectent pas la profondeur de champ à une distance donnée. Ils transforment littéralement votre objectif 300 f/2.8 en un objectif 600 F / 5.6. Tout objectif 600 f / 5.6, téléconverti ou non, aura la même profondeur de champ qu'un objectif 300 f/2.8.

Il y a beaucoup de confusion sur la relation entre la profondeur de champ, l'ouverture, le f-stop et la distance focale. En réalité, c'est très simple:

La profondeur de champ est déterminé par la distance focale et la taille apparente de l'élément avant de l'objectif.

Par le diamètre apparent de, Je veux dire la largeur de la zone de l'élément avant qui n'est pas bloquée par l'ouverture.

Vous pouvez réellement voir comment grand ce diamètre apparent est, en regardant l'avant d'un objectif, alors il est détaché et l'ouverture est maintenue ouverte.

La relation entre le f-stop, la distance focale et le diamètre apparent de la lentille est la suivante:

(Taille de l'ouverture en mm) = (longueur Focale en mm) ÷ (f-stop)

Exemple:

• Le diamètre apparent d'un objectif de 210 mm réglé sur f/4.5 est de 47 mm,
• Le diamètre apparent d'un objectif de 70 mm réglé sur f/4.5 est de 15.5 mm,
• Le diamètre apparent d'un objectif de 70 mm réglé sur f/8 est de 8,75 mm,
• Et le diamètre apparent d'un objectif de 18 mm réglé sur f/3.5 est dérisoire de 5.1 mm.

Maintenant, retour à la profondeur de champ. La profondeur de champ est la distance devant et derrière la distance focalisée qui est toujours "acceptable" dans la mise au point. Étant donné que le niveau de flou acceptable diffère d'une personne à l'autre, une meilleure façon d'analyser la profondeur de champ est de cercle de confusion.

Voici une photo pratique de la page Wikipedia sur Circle of Confusion:

Le cercle de confusion est la zone du capteur qui est touchée par la lumière à partir d'un seul point. Si vous êtes devant ou derrière le plan de mise au point, votre cercle de confusion s'agrandit. Au plan de mise au point, le cercle de confusion est (idéalement, mais jamais dans la pratique) nul.

La rapidité avec laquelle votre cercle de confusion grandit à mesure que vous vous éloignez du plan de mise au point est un facteur d'une seule chose: l'angle entre les lignes convergentes les plus larges (le bord de votre taille de lentille apparente). Maintenant, cela signifie quelques choses:

• Si vous êtes concentré 10 fois plus loin, vous devez aller environ 10 fois plus loin du plan de mise au point pour obtenir le même changement dans votre cercle de confusion
• Deux lentilles porté à la même distance, avec la même taille apparente, entraînera le même changement dans votre cercle de confusion (et donc la même profondeur de champ.)

Inversement, cela démystifie également plusieurs croyances courantes sur la profondeur de champ:

• Deux lentilles en même f-stop n'ont pas nécessairement la même profondeur de champ. La lentille plus longue aura une profondeur de champ plus courte, car elle a une taille apparente plus grande. (Désolé, Matt.)
• Les téléconvertisseurs, le recadrage et les capteurs plus petits n'ont aucun effet sur la profondeur de champ à une taille apparente donnée (f-stop et Distance focale).

Prendre deux photos: l'une avec un 35mm f/1.8, et une avec un 210mm f/11. Maintenant, recadrez l'image de 35 mm pour avoir le même champ de vision que l'autre image. Ils ont presque exactement la même profondeur de champ. Ici, vous allez:

La profondeur de champ est celle d'un objectif F/5.6 dans l'exemple que vous indiquez.

Oui, l'ouverture n'a pas changé physiquement. Cependant, le rapport ouverture / focale a augmenté.

Par conséquent, les rayons lumineux atteignant le capteur seront moins obliques. Cela se traduit par une profondeur de champ accrue.

Je ne peux rien ajouter à L'excellente explication succincte D'Itai de ce qui se passe, mais je vais introduire une preuve par Reductio ad Absurdum:

Supposons que l'utilisation d'un téléconvertisseur prolonge la distance focale et par conséquent laisse entrer moins de lumière mais sans affecter la profondeur de champ. En plus de fabriquer un 600 f/5.6, un fabricant pourrait prendre une conception existante de 300 f/2.8 et incorporer des optiques de téléconvertisseur mais dans le même corps. Ils seraient alors en mesure de proposer deux versions de l'objectif 600mm qui se comportent exactement de la même manière, mais l'une aurait le DOF d'un 600 f/5.6 et l'autre aurait le DOF d'un 600 f/2.8.

Ils pourraient également remplacer le 300 f/2.8 par un 150 f/1.4 avec telecoverter incorporé, et être en mesure d'offrir 3 versions du 600 avec différents DOF et cetera et cetera.

Finalement, vous arrivez à un objectif avec une profondeur de champ infinimalement petite mais se comportant toujours comme un 5.6, ce qui est clairement absurde, donc la proposition originale (que le DOF est inchangé par un telecoverter) doit être fausse.

La profondeur de champ est déterminée par la distance de mise au point et la taille de l'ouverture physique (bien expliquée par Evan Krall). L'ajout d'un téléconvertisseur ne modifie pas la taille de l'ouverture physique; vous grossissez simplement l'image déjà projetée par l'objectif, et la distance focale et le nombre f augmentent ensemble proportionnellement.

Étant donné que la taille de l'ouverture physique est inchangée, la profondeur de champ est inchangée pour une distance de mise au point donnée.

Un téléconvertisseur étale simplement l'image de l'objectif, comme une loupe. Il ne modifie l'image que par recadrage (simuler une distance de mise au point plus élevée) et le niveau d'éclairage en utilisant une quantité égale de lumière pour une plus grande quantité de pixels. Il ne modifie rien d'autre de la prise de vue originale, par exemple le DoF ou la distance de mise au point.

Vous êtes confus:

Étant donné que l'ouverture n'est pas physiquement différente, je me demande comment cela affecte la profondeur de champ (et les effets associés comme bokeh). Il serait logique que la profondeur de champ reste le même, et l'image est juste recadrée.

Le recadrage d'une image ne conserve la même profondeur de champ que lorsqu'il est effectué physiquement sur une impression, ce qui donne un morceau de papier plus petit, vu de la même manière que le papier d'origine. Dès que vous employez n'importe quel type d'agrandissement afin de mieux voir les détails, la profondeur de champ (définie via le disque étalé de flou devenant discernable sous Examen) devient plus petite. La seule exception est quand il y a déjà un facteur limitant absolu visible, comme le grain du film ou la taille des pixels.

Un téléconvertisseur côté bride ne modifie pas la taille de la pupille d'entrée et fonctionne donc avec la même scène mais avec un recadrage plus petit réparti sur le capteur. Cela lui donne moins de lumière par pixel (donc le double du nombre d'ouverture) mais en raison de plus de pixels de capteur la moitié de la taille du "cercle de confusion" et donc la moitié de la profondeur de champ. À moins que la qualité optique de l'objectif soit déjà à sa limite et que les pixels supplémentaires ne soient pas en mesure de fournir des informations supplémentaires.

Un téléconvertisseur côté filtre est une affaire différente car il fait évoluer la taille de la pupille d'entrée et maintient donc généralement le même nombre d'ouverture. Ainsi la profondeur de champ devient alors plus petite les deux par la plus petite culture résolue sur le même capteur ainsi que par la plus grande pupille d'entrée regardant la scène.

Je vais répondre à deux questions, celle que vous avez posée et celle que vous auriez également dû poser. Je vais également couvrir différents scénarios différents (même distance de sujet sans recadrage, même distance de sujet avec recadrage et même cadrage).

Comment un téléconvertisseur incidence sur la profondeur de champ?

Prenons un oeil à ce. La profondeur de champ est:

DoF = 2 * x_d ^ 2 * N * C / f^2

où f est la longueur focale, C est le cercle de confusion, Et est le nombre d'ouverture, et x_d est la distance de mise au point. Si la distance du sujet reste constante, et vous ne décidez pas cela en raison de moins de culture C devrait être augmenté, un doublement de la distance focale doublera le nombre d'ouverture aussi bien mais C reste constante. Ainsi, la profondeur de champ sera réduite de moitié par le téléconvertisseur. (Si vous augmentez C en raison de moins de culture nécessaire, la profondeur de champ resterait constante.)

Cependant, parfois, vous voulez garder un cadrage égal. Ensuite, un doublement de la distance focale correspondra à un doublement de la distance du sujet. Ainsi, x_d^2 / f^2 reste constante et C reste constante aussi. Cependant, un doublement de la distance focale doublera Et, et ainsi, la profondeur de champ sera doublée avec un cadrage égal.

Si, TL; DR: cela dépend si vous maintenez un cadrage égal en changeant la distance du sujet (DoF différent), si vous recadrez (même DoF) ou si vous acceptez simplement qu'une distance focale plus longue vous donne une image différente (DoF différent, mais dans l'autre sens).

Vous auriez également dû demander:

Comment un téléconvertisseur affecter flou d'arrière-plan?

C'est plus facile. La taille du disque de flou d'arrière-plan (en supposant que l'arrière-plan à l'infini) est:

b = f * m_s / N = (f/N) * m_s

L'ouverture d'ouverture, f / N est maintenu par un téléconvertisseur. m_s est le grossissement du sujet, c'est-à-dire la taille du sujet sur le capteur divisée par sa taille réelle. Si vous gardez un cadrage égal, m_s reste constant et donc, avec un cadrage égal, la taille du disque de flou d'arrière-plan est constante.

Cependant, si vous ne gardez pas un cadrage égal, le téléconvertisseur 2x Double m_s. Ainsi, vous obtiendrez plus de flou d'arrière-plan.

Mais, si vous gardez la même distance du sujet et que vous avez recadré l'image d'origine de 2x et que vous décidez que vous n'avez plus besoin de recadrage à cause du téléconvertisseur, alors m_s est doublé par le téléconvertisseur, mais en raison de moins de recadrage, la largeur / hauteur / diagonale de la pièce de capteur réellement utilisée sont également doublées, de sorte que la taille du disque flou en pourcentage de la diagonale de la pièce de capteur réellement utilisée reste la même.

Si, TL; DR: cela dépend ici encore si vous maintenez un cadrage égal en changeant la distance du sujet (même flou), si vous recadrez (même flou) ou si vous acceptez simplement qu'une distance focale plus longue vous donne une image différente (flou différent).

La réponse acceptée est très définitive. Il est également erroné. Disons d'abord ce qui est correct ici:

Version TL; DR: les téléconvertisseurs n'affectent pas la profondeur de champ à une distance donnée.

Faux.

Ils transforment littéralement votre objectif 300 f/2.8 en un objectif 600 F / 5.6.

Correct.

Tout objectif 600 f/5.6, téléconverti ou non, aura la même profondeur de champ qu'un objectif 300 f/2.8.

Faux.

La profondeur de champ est déterminé par la distance focale et la taille apparente de l'élément avant de l'objectif.

En partie à droite, en partie à tort. La géométrie de la scène et sa relation avec la profondeur de champ sont déterminées par la taille apparente de la pupille d'entrée de la lentille. La pupille d'entrée est la taille apparente de l'ouverture telle que vue en regardant dans la lentille frontale.

Son diamètre peut être déterminé en divisant la distance focale par le numéro d'ouverture.

Et ici, nous arrivons à l'erreur fondamentale dans l'acceptation réponse: la réponse suppose que la géométrie de la scène est le seul facteur de profondeur de champ. Ce n'est pas le cas. la profondeur de champ est définie comme la distance où vous pouvez détecter le flou, et le flou est défini via les critères "cercle de confusion". Si vous utilisez le même support de projection (le même film ou le même capteur) et regardez les résultats à une échelle où la résolution du support définit le cercle de confusion, le grossissement du rendu de la scène est très pertinent pour la profondeur de champ résultante.

Si vous utilisez le même objectif avec les mêmes paramètres sur un capteur plein format 40MP, sa profondeur de champ sera (en supposant que l'objectif produit une netteté au niveau des pixels) sera la moitié de ce que vous obtenez sur un capteur plein format 10MP, mais la même chose que ce que vous obtiendrez sur un capteur de facteur En ignorant la pixellisation, les images partielles seront indiscernables.

Un téléconvertisseur à bride dans une veine similaire conserve la géométrie de l'image: les cultures seront indiscernables tant que vous ignorez la pixellisation. C'est, cependant, la pixellisation qui définit le cercle de confusion, donc avec un téléconvertisseur 2x, vous obtiendrez généralement la moitié de la profondeur de champ car le pixel en tant que principal contributeur au cercle de confusion couvre maintenant une grille plus fine sur la scène originale.

Contrairement à la profondeur de champ, quantifier le flou d'arrière-plan en termes de taille de pixel semble non sensé car son échelle est plus pertinente par rapport à l'échelle des caractéristiques du sujet ou à la taille de l'image. La relation aux caractéristiques du sujet n'est pas modifiée par le téléconvertisseur, par rapport à la trame, son étendue Double ce qui signifie que le flou par rapport à l'image finie est élargi.

En bref: les choses sont complexes et moins qu'intuitives, mais elles le sont déjà avant d'ajouter le téléconvertisseur dans l'équation. En raison de cette complexité, vous devez spécifier très soigneusement les valeurs que vous demandez car elles sont souvent utilisées familièrement de manière interchangeable, mais se comportent de manière très différente lorsque vous regardez la géométrie de la scène, la géométrie de l'image et la résolution du support.