ฟิลเตอร์ ND ที่สำเร็จการศึกษาทำงานได้จริงอย่างไร

คำถามของฉันเกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าพื้นผิวของตัวกรองไม่ได้โฟกัสอย่างสมบูรณ์

ความเข้าใจของฉันคือแสงจากจุดหนึ่งของวัตถุกระทบเลนส์ไปทั่ว ... บางส่วนผ่านส่วนที่มืดกว่าและบางส่วนผ่านส่วนที่เบากว่าของฟิลเตอร์ สมมติว่าวัตถุอยู่ในโฟกัสแสงทั้งหมดนี้จะกลับไปที่จุดเดียวบนเซ็นเซอร์

ดังนั้นฉันคิดว่าจุดแต่ละจุดบนเซ็นเซอร์จะได้รับแสงเท่ากันที่ผ่านแต่ละครึ่ง (เพื่อความเรียบง่าย) ของตัวกรองที่จบการศึกษาแล้วดังนั้นฉันจึงได้รับตัวกรองที่มีเหตุผล ไม่ทำงานแตกต่างจากฟิลเตอร์ ND ที่เหมือนกัน

เห็นได้ชัดว่าฉันผิดเห็นได้ชัดจากภาพถ่ายพระอาทิตย์ตกที่ประสบความสำเร็จมากมาย เลนส์ไม่ใช้แสงทั้งหมดที่กระทบกับองค์ประกอบด้านหน้าหรือไม่? ถ้าไม่มันจะไปไหนทั้งหมด?

filters optics graduated-filters

— โจฮาน
แหล่งที่มา

ฉันคิดอย่างเดียวกันเกี่ยวกับเลนส์ในวันก่อนและเริ่มสับสนตัวเอง: D

— Dreamager

คำตอบ:

สัญชาตญาณของคุณถูกต้องเป็นหลัก แต่มีประเด็นสำคัญอยู่สองสามข้อ

เมื่อเลนส์หยุดลงเฉพาะส่วนแสงที่อยู่ตรงกลางขององค์ประกอบด้านหน้าจะทำให้เป็นภาพดังนั้นองค์ประกอบด้านหน้าทั้งหมดจะไม่ถูกใช้สำหรับทุกจุดที่แสงกระทบกับเซ็นเซอร์ (แม้ว่าทั้งหมดจะถูกใช้สำหรับ บางจุดของแสง)
แม้เมื่อรูรับแสงเปิดเต็มที่และแสงผ่านส่วนหน้าทั้งหมดของทุกพิกเซลตัวกรองจะมีระยะทางเล็ก ๆ แต่มีความสำคัญที่ด้านหน้าของเลนส์

เวลาสำหรับไดอะแกรมที่เขียนด้วยมือที่ไม่เหมาะสม สำหรับกรณีแรกเป็นเรื่องง่ายที่จะเห็นว่าถ้าวางฟิลเตอร์ไว้ที่ใดก็ตามยกเว้นระดับไอริสที่ตายแล้วมันจะปิดกั้นแสงที่มาจากด้านบนของฉาก แต่ไม่ใช่ด้านล่าง:

http://www.mattgrum.com/photo_se/pinhole.jpg

พิจารณากรณีที่สอง เลนส์เปิดกว้างและตัดเอฟเฟกต์ของขอบภาพมืดแต่ละจุดของแสงจากวัตถุที่อยู่ในโฟกัสกระจายออกมาชนองค์ประกอบด้านหน้าทั้งหมดก่อนที่จะเพ่งความสนใจไปที่จุด สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าแสงจากด้านบนของวัตถุและด้านล่างของวัตถุผ่านทั้งฟิลเตอร์ ND ในปริมาณที่เท่ากันซึ่งหมายความว่าจะไม่มีผลการเรียนจบ อย่างไรก็ตามตัวกรองจะไม่ถูกติดตั้งแบบฟลัชด้วยองค์ประกอบด้านหน้า:

http://www.mattgrum.com/photo_se/wideopen.jpg

เมื่อด้านหน้าเล็กน้อยจะมีมุมที่แสงเพียงแค่กระโปรงภายใต้ฟิลเตอร์เมื่อมาจากด้านล่างของฉากในขณะที่แสงจากด้านบนจะถูกกรองออกบางส่วนนำไปสู่ความแตกต่างของความสว่างระหว่างด้านบนและด้านล่าง

อย่างไรก็ตามหากเลนส์นั้นเร็วมากและฟิลเตอร์นั้นติดตั้งอยู่ใกล้กับเลนส์ดังนั้น ND ND จึงไม่สามารถใช้งานได้จริงตามที่คุณแนะนำ เพื่อพิสูจน์ว่าฉันได้แปะการ์ดสีดำบนเลนส์ 50 มม. f / 1.4 ดังนั้นมันจึงอยู่เหนือกึ่งกลางซึ่งครอบคลุมองค์ประกอบด้านหน้าเกือบครึ่ง:

http://mattgrum.com/photo_se/f1_4.jpg

เปิดกว้างโดยชี้ไปที่ท้องฟ้า (ระยะโฟกัส 3 ม.) มีขอบมืดเล็กน้อยมองเห็นได้ที่ด้านบน แต่ไม่มีที่ไหนใกล้เคียงกับเอฟเฟ็กต์ที่คุณคาดหวังจากสิ่งที่เป็นตัวกรองที่สำเร็จการศึกษาที่เปลี่ยนจากการกรอง 0 ถึง 100% ทันที! นี่เป็นช็อตเดียวกันที่ f / 11:

http://mattgrum.com/photo_se/f11.jpg

— Matt Grum
แหล่งที่มา

น่ากลัว ฉันเริ่มกลัวว่าเวทมนตร์มีส่วนเกี่ยวข้อง (อีกครั้ง)

— Johan

หมายความว่าระยะห่างระหว่างเลนส์กับฟิลเตอร์นั้นสำคัญหรือไม่

— Johan

@ โจฮานใช่ว่าระยะทางนั้นสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเลนส์เปิดเร็ว อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติผู้สำเร็จการศึกษา ND จะใช้เลนส์หยุดลงดังนั้นระยะทางจึงมีผลต่อปริมาณการสำเร็จการศึกษาน้อยลงและสามารถเพิกเฉยได้

— Matt Grum

ไม่ใช่ว่าทุกพิกเซลจะใช้แสงจากแสงทั้งหมดถึงเลนส์

ข้อสมมติของคุณเกี่ยวกับแสงทั้งหมดที่ไปยังจุดเดียวนั้นถูกต้องเฉพาะเมื่อคุณนำจุดเดียวจากวัตถุของคุณ หากคุณใช้จุดอื่นที่อยู่ติดกันจากวัตถุเป้าหมายของคุณจุดนั้นจะถูกฉายถัดจากจุดก่อนหน้า ในที่สุดคุณก็มีระนาบโฟกัส (เส้นโครง) ไม่ใช่แค่จุดเดียว

กล่าวอีกนัยหนึ่งพิกเซลกลางของภาพของคุณจะใช้แสงส่วนใหญ่ที่มาจากศูนย์กลางของเลนส์เนื่องจากพิกเซลขอบจะใช้แสงจากขอบของเลนส์ ด้วยวิธีดังกล่าวส่วนหนึ่งของภาพที่ครอบคลุมด้วย grad-ND จะเข้มขึ้น

— Evaldas Dzimanavicius
แหล่งที่มา

ฉันรู้ว่าทุกจุดในเรื่องโฟกัสที่จุดที่แตกต่างบนระนาบภาพ นี่ไม่ตอบคำถามของฉัน

— Johan

@Johan - มันจะตอบคำถามว่า หากคุณคิดเช่นนี้ความสว่างส่วนใหญ่ที่อยู่ตรงกลางจะมาจากศูนย์กลางแสงส่วนใหญ่ที่ประกอบเป็นพิกเซลใกล้กับขอบจะมาจากใกล้กับขอบ ใช่ตัวกรอง ND มีผลกระทบกับพิกเซลทั้งหมดบางส่วน แต่ก็มีผลกระทบมากขึ้นโดยมีเปอร์เซ็นต์แสงที่ใหญ่กว่าซึ่งประกอบขึ้นเป็นพิกเซลที่ผ่านเข้ามา ลองคิดดูอีกวิธีคุณจะเห็นนิ้วของคุณอยู่ตรงไหนถ้าถือไว้ที่ด้านหน้าของเลนส์

— AJ Henderson

@AjHenderson นั่นไม่ใช่วิธีการทำงานของเลนส์ - ถ้าคุณมีเลนส์ที่มีขอบภาพกว้างน้อยมากจากนั้นแต่ละพิกเซลในภาพจะได้รับแสงที่ผ่านส่วนหน้าทั้งหมด

— Matt Grum

@attgrum ใช่แล้ว แต่แสงส่วนใหญ่ไม่ได้มาจากจุดที่อยู่ในตำแหน่งสัมพัทธ์? มันส่งผลกระทบต่อภาพรวมทั้งหมด แต่ไม่มีอิทธิพลเท่ากัน ฉันพลาดอะไรไปรึเปล่า?

— AJ Henderson

@AJHenderson เมื่อเลนส์เปิดกว้างและวัตถุอยู่ในโฟกัสแต่ละพิกเซลจะได้รับแสงที่เท่ากันจากองค์ประกอบส่วนหน้าของชิ้นส่วนด้านหน้าโดยไม่คำนึงว่าพิกเซลจะอยู่ที่เซ็นเซอร์ใด ลองคิดถึงสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อจุดแสงไม่ได้โฟกัสคุณจะได้วงกลมของแสงบนเซ็นเซอร์และวงกลมนั้นมีความสว่างสม่ำเสมอ

— Matt Grum