ทำไมกล้องถ่ายรูปถึงสูญเสียโฟกัสเมื่อคุณซูมเมื่อกล้องภาพยนตร์หรือทีวีเก็บไว้

ในกล้องถ่ายรูปเช่น (D) SLRs กล้องดิจิตอล ฯลฯ เมื่อคุณโฟกัสวัตถุและจากนั้นคุณซูม (เข้าหรือออก) วัตถุจะไม่อยู่ในโฟกัส ในทางตรงกันข้ามในภาพยนตร์หรือกล้องโทรทัศน์โฟกัสจะถูกเก็บไว้ตลอดระยะการซูมทั้งหมด แม้เป็นการฝึกฝนที่ดีที่สุดในการโฟกัสในขณะที่ซูมเข้าไปมากที่สุดเพื่อให้การโฟกัสนั้นดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้แล้วจึงซูมออกได้ตามต้องการ

อะไรคือความแตกต่างในการสร้างเลนส์สำหรับกล้องถ่ายรูปเทียบกับกล้องถ่ายภาพยนตร์ / ทีวี? หรือเอฟเฟกต์นี้ทำได้อย่างอื่นนอกเหนือจากการสร้างเลนส์หรือไม่?

focus zoom lens-construction

— zegkljan
แหล่งที่มา

คำถามที่เกี่ยวข้อง: การควบคุมการหายใจของโฟกัสในการออกแบบเลนส์เป็นอย่างไร

— scottbb

ย้อนกลับไปในยุคมืดหลักสูตรแนะนำในแผนก RTF ที่ UT Austin ทำให้เรามีจุดมุ่งหมายสอนให้เราโฟกัสเลนส์ซูมที่ซูมเต็มจากนั้นซูมออกและเป้าหมายการโฟกัสของเราจะยังคงอยู่ในโฟกัส

— John R. Strohm

@ JohnR.Strohm หรืออย่างแม่นยำยิ่งขึ้นข้อผิดพลาดของการโฟกัสที่แนะนำโดยการซูมจะยังคงอยู่ในระยะชัดลึกของช่องรับแสงที่รูรับแสงแคบส่วนใหญ่เลนส์ซูมส่วนใหญ่กลับมาแล้ว โปรดดูเหตุผลว่าทำไมเลนส์คิทของเลนส์ถึงขนาดมากถึงขนาดว่าเป็นคุณสมบัติที่มีราคาแพง มากขึ้น

— Michael C

@MichaelClark Cinema เลนส์ถูกออกแบบมาเพื่อให้ผู้กำกับภาพสามารถควบคุมทุกอย่างได้อย่างสมบูรณ์ดังนั้นสิ่งเหล่านั้นสามารถนำมาใช้เพื่อสร้างผลงานศิลปะได้ มีการเคลื่อนไหวที่เบื่อหูซึ่งคุณใช้การตั้งค่าความชัดลึกตื้นของสนามแล้วเปลี่ยนระยะโฟกัสเพื่อให้จุดหนึ่งในฉากที่อยู่ไกลเข้ามาโฟกัสในขณะที่จุดที่อยู่ในฉากใกล้จะออกนอกโฟกัส กรรมการใช้สิ่งนี้เป็นประจำเพื่อเปลี่ยนมุมมองของผู้ชมจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง (หนึ่งในภาพยนตร์เรื่อง "Mission: Impossible" ใช้เคล็ดลับนี้เพื่อผลที่ดีมาก)

— John R. Strohm

@ JohnR.Strohm คำขอโทษของฉัน ฉันใช้ความคิดเห็นข้างต้นของคุณเพื่ออ้างอิงถึงการใช้เลนส์ที่ไม่ใช่ภาพยนตร์ 'RTF' หมายถึงอะไรในบริบทของความคิดเห็นของคุณ

— Michael C

คำตอบ:

ชื่อผลคือ parfocality เรากำลังพูดถึงเลนส์ parfocal เลนส์ที่เปลี่ยนโฟกัสเมื่อซูมเรียกว่าเลนส์ varifocal

เช่นเดียวกับการลดโฟกัสหายใจ (การเปลี่ยนโฟกัสยังเปลี่ยนความยาวโฟกัส) parfocality เป็นคุณสมบัติระดับพรีเมี่ยม เนื่องจากนักถ่ายภาพมักจะทำงานร่วมกับระบบโฟกัสอัตโนมัติและเนื่องจากช่างภาพมักจะไม่จัดองค์ประกอบภาพใหม่ในขณะที่ถ่ายภาพนักถ่ายภาพมักจะไม่ต้องการจ่ายค่าธรรมเนียมพิเศษสำหรับคุณสมบัติเหล่านี้ _{หรืออย่างนั้นฉันก็คิดว่า}

parfocality ที่แท้จริง (เช่นไม่มีการเปลี่ยนโฟกัส) ไม่สามารถทำได้ (หรือด้วยความพยายามอย่างยิ่งยวด) - มันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับการรับรู้ parfocality เช่นเดียวกับใน "ดูเหมือนว่ามันจะไม่เปลี่ยนโฟกัสดังนั้นจึงเป็น parfocal"

วิธีการบรรลุ parfocality?

นี่คือแผนภาพที่ฉันขโมยมาจากบทความของ PetaPixel ในเรื่องนี้ซึ่งเป็นภาพหน้าจอจากวิดีโอ YouTube ของ Vistek ในหัวข้อ :

โปรดทราบว่าแผนภาพนี้เป็นเพียงแบบอย่างเท่านั้น - ไม่ใช่ทุกเลนส์ที่สร้างขึ้นในลักษณะเดียวกัน อย่างไรก็ตามตามที่อธิบายไว้เลนส์ parfocal มักจะมีกลุ่มเลนส์ที่เคลื่อนไหวแบบอิสระอย่างอิสระซึ่งเลนส์ varifocal ขาด - มักจะรักษาต้นทุนน้ำหนักและ / หรือขนาดของเลนส์ (ตามlength*diameter) ต่ำ

เลนส์ราคาถูกบางรุ่น (อย่างน้อยเมื่อเทียบกับเลนส์จากAngénieux ) ได้ผลคล้ายกับกลอุบายเช่นCanon 24-105 f / 4L IS USM (I) :

"มีกล้องอยู่ข้างใน [... ] ที่ออกแบบมาเพื่อรักษาโฟกัสที่แม่นยำเมื่อเลนส์ถูกซูมจากระยะไกลไปไกล" (Chuck Westfall, Canon USA)

นอกจากนี้เลนส์บางตัวที่มีการโฟกัสแบบเส้นลวด (เช่นเลนส์ STM ของ Canon ) อาจพยายามจับโฟกัสโดยอัตโนมัติ ตัวอย่างเช่นเมื่อฉันถ่ายด้วย Sony FS700 ที่ยืมมาและชุดเลนส์ (18-200 มม. f / 3.5-6.3) ฉันสังเกตว่าเมื่อฉันซูมเข้า / ออกช้าฉันสามารถเห็นมอเตอร์โฟกัสทำงานเพื่อรักษาจุดโฟกัส ที่มันเป็น. อย่างไรก็ตามเมื่อซูมเข้า / ออกอย่างแรงมากขึ้นจุดโฟกัส "หลุด" เนื่องจากมอเตอร์ไม่สามารถปรับอัตราการเปลี่ยนจุดโฟกัสได้

เลนส์วิดีโอทุกอันมีอยู่หรือไม่

จากตัวอย่างของฉันกับ FS700 ข้างต้นเรายังจะเห็นว่าไม่ได้เลนส์ทั้งหมดที่กำลังวางตลาดเป็นทีวีและภาพยนตร์-เลนส์ parfocal ดังนั้นหากคุณซื้อเลนส์ซูมราคาถูกมากซึ่งมีการทำตลาดเป็น "วิดีโอ" มันไม่น่าเป็นไปได้มากที่จะเป็นเลนส์ซูม (ยกเว้นว่ามันจะเป็นอย่างนั้น)

จากประสบการณ์ที่ จำกัด ของฉันกฎง่ายๆในการพิจารณาว่าเลนส์เป็นเลนส์พาราฟีลหรือไม่น่าจะเป็นแบ็คโฟโต้ที่ปรับได้ - โปรดทราบว่าแบ็คโฟโฟกัสในข้อกำหนดของวิดีโอไม่ได้มีความหมายเหมือนกับในการถ่ายภาพ: ระยะโฟกัสแปลน

เว็บไซต์ XY บอกว่าเลนส์ของฉันเป็นแบบถ่ายภาพซ้อน แต่ฉันพบว่ามันไม่ใช่ เลนส์ของฉันมีตำหนิหรือไม่?

เลนส์ของคุณอาจไม่เสีย parfocality แอบโซลูทไม่สามารถทำได้ แต่มันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับการรับรู้ parfocality

เพื่อที่จะเข้าใจว่าเราต้องเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างความละเอียดเชิงพื้นที่กับการรับรู้ "ความคมชัด" ของภาพ

ผู้คนส่วนใหญ่ใช้ภาพยนตร์มาตรฐานและไม่เคยดูรูปเลยพูดมากกว่า 20x30 ซม. (8x12 ") แม้กระทั่งภาพยนตร์ที่ดีก็บอกว่ามีความละเอียดเชิงพื้นที่เท่ากับเซ็นเซอร์ดิจิตอล 20 MP และ 20x30 ซม. ไม่ใช่สิ่งที่เราดูในวันนี้ - กล้อง EOS 5D MkIII ถ่ายภาพด้วยความละเอียด 5760 × 3840 px ดังนั้นบนหน้าจอ 1920x1200 px 24 "ของฉันเมื่อฉันดูภาพ 50% ฉันมีรูปภาพ ขนาดมากกว่า A2 นี่หมายความว่าฉันสามารถเห็นสิ่งต่าง ๆ ที่ฉันไม่สามารถเห็นได้ในการพิมพ์แบบอะนาล็อกของฉัน ตอนนี้ลองนึกภาพคน - ฉันเพ่งสมาธิไปที่จมูกของตัวแบบแทนที่จะมองตาพวกเขา ฉันสามารถเห็นได้อย่างชัดเจนว่าใน 100% ในขณะที่ระดับ 10% (~ 15x10 ซม.) มันจะไม่ทำให้ฉันรำคาญอีกต่อไป

สิ่งเดียวกันเกิดขึ้นกับ parfocality: หากภาพมีขนาดเล็กจนฉันไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่าง 5 ซม. ที่ด้านหน้า (หรือด้านหลัง) ของระนาบโฟกัสและระนาบตัวเองภาพที่ดูเหมือนจะอยู่ในโฟกัสระหว่าง± 5 ซม. ของ ระนาบโฟกัส ดังนั้นหากการโฟกัสเปลี่ยนไปมากพอ ๆ กับความทนทานต่อการมองเห็นเราสามารถพูดได้ว่าเลนส์นั้นเป็นแบบพาราฟีล

_{ด้วยความขอบคุณไปJannik พิตต์และไมเคิลคลาร์ก}

ฉันซื้อเลนส์ XY แล้วมันก็ดูเหมือนจะเป็น parfocal แม้ว่าทุกคนดูเหมือนจะไม่เห็นด้วยก็ตาม ใครถูกต้อง?

มันเป็นเช่นเดียวกับบทดังกล่าวข้างต้น: คุณรับรู้เลนส์ของคุณเป็น parfocal เท่านั้นตอนนี้ก็เป็นเพราะความลึกของเขต (DOF)

คุณอาจใช้รูรับแสงขนาดเล็กมาก / หมายเลขรูรับแสงขนาดใหญ่มาก (เช่น f / 16) และ / หรือเลนส์มุมกว้าง (พิเศษ -) (f / 16 จะไม่เพียงพอสำหรับ 400 มม. เป็นต้น) และ / หรือคุณ เพ่งความสนใจไปที่บางสิ่งที่อยู่ไกลมาก

หากเลนส์เปลี่ยนโฟกัสในอัตราที่น้อยพอคุณไม่สามารถรับรู้ได้ว่า - นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อซูมออกเนื่องจากจะทำให้เพิ่ม DOF ในทางเทคนิคแล้วมันไม่ใช่ parfocal - แต่คุณจะรับรู้ว่ามันเป็น parfocal ซึ่งเมื่อฉันเขียนที่นี่ต่อไป

_{ด้วยความขอบคุณให้กับไมเคิลคลาร์ก}

— flolilo
แหล่งที่มา

มันยังต้องการด้วยกล้องโทรทรรศน์และเลนส์ใกล้ตา หากคุณเปลี่ยนช่องมองภาพเพื่อซูมเข้าจะเป็นการดีถ้าคุณไม่จำเป็นต้องโฟกัสอีกครั้ง

— Eric Duminil

ดูแผนภาพนั้นด้วย เลนส์ parfocal นั้นดูหนักกว่าเลนส์ varifocal

— Loren Pechtel

ไม่สามารถวัดการเปลี่ยนแปลงของโฟกัสด้วยการซูมแล้วชดเชยโดยอัตโนมัติในขณะที่ซูมเพื่อให้ถึงแม้จะมีเลนส์ varifocal ที่คุณไม่มีเอฟเฟกต์การเบลอ เทคโนโลยีที่ชาญฉลาดมันฟังดูง่ายที่จะทำ โฟกัสอัตโนมัติควรรู้อย่างชัดเจนว่าจะต้องทำอย่างไรกับทุกระดับการซูม

— Trilarion

@Trilarion ตามที่กล่าวไว้ว่าเลนส์สเต็ปมอเตอร์สามารถทำเช่นนั้นได้ อย่างไรก็ตามมันยากที่จะทำเช่นนั้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงไม่ใช่เชิงเส้น เช่นเมื่อซูมจาก 24-35 มม. โฟกัสจะเลื่อนไปทางด้านหลัง 0.5 ซม. / มม. ระหว่าง 35-50 มม. จะเปลี่ยน 5 ซม. / มม. เป็นต้น IMHO นั่นคือสาเหตุที่เลนส์ของ Sony ไม่สามารถรับมือกับการซูมที่รวดเร็ว นอกจากนี้เลนส์ถ่ายภาพทั่วไปมักไม่สนใจสิ่งนี้เนื่องจากสันนิษฐานว่าคุณกำลัง recomposing ภาพของคุณในระหว่างการถ่ายภาพไม่ได้อยู่ในช็อตดังนั้นคุณจะเริ่มออโต้โฟกัสใหม่อีกครั้งเพราะนี่จะแม่นยำกว่าอยู่แล้ว . นอกจากนี้จะใช้พลังงานน้อยลง

— flolilo

ที่ถูกกล่าวว่าแม้กระทั่งเลนส์ที่วางตลาดเป็น parfocal บางครั้งก็ไม่ได้เป็น parfocal ทั้ง 17-40 มม. f4L และ 70-200 มม. f4L ของฉันเปลี่ยนโฟกัสเมื่อซูม

— Jannik Pitt

เลนส์ที่รักษาระยะห่างของการมุ่งเน้นในขณะที่มันซูมกล่าวจะparfocal นี่คือคุณภาพที่ต้องการอย่างมากในเลนส์หากมีการถ่ายทำภาพยนตร์หรือวิดีโอและต้องการรักษาโฟกัสในขณะที่ซูมเข้าหรือออกระหว่างการถ่ายภาพต่อเนื่อง

บางเลนส์ซูมที่ไม่ parfocal จริงๆโดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่มีรูรับแสงสูงสุดที่มีขนาดเล็กสามารถปรากฏที่จะทำหน้าที่เหมือนพวกเขาเป็น parfocal ถ้าข้อผิดพลาดที่มุ่งเน้นการแนะนำโดยซูมน้อยกว่าความลึกของเขตที่เลนส์รูรับแสงกว้างที่สุด

Roger Cicala เพิ่งพูดถึงเรื่องนี้ในรายการบล็อกของเขาMythbusting: Parfocal Photo Zooms (เพิ่มประเภทตัวหนาโดยฉัน)

ประมาณสองครั้งต่อสัปดาห์ฉันได้รับโทรศัพท์จากช่างถ่ายวิดีโอที่ต้องการทราบว่าเลนส์ซูมรูปถ่ายที่ความยาวโฟกัสที่กำหนดไว้เป็นแบบใด (อยู่ในโฟกัสในขณะที่เปลี่ยนความยาวโฟกัส) มันเข้าใจว่าทำไมพวกเขาถึงถาม การซูมภาพที่ยอดเยี่ยมคือ 1 / 10th ค่าใช้จ่ายของการซูมวิดีโอที่ดี

พวกเขาโกรธมากเมื่อฉันบอกพวกเขาว่าไม่มีพวกเขา บ่อยครั้งที่พวกเขาจะบอกฉันว่าพวกเขารู้ว่าเลนส์นี้เป็นหรืออย่างใดอย่างหนึ่งเพราะ LensGuruGod1232 ในฟอรั่มโปรดของพวกเขายิงด้วยเลนส์นี้และบอกว่ามันเป็น พวกเขาอาจจะ - ถ้าพวกเขาทำวิจัย - ดึงบทความเก่า ๆ ที่ฉันเขียนเมื่อหลายปีก่อนโดยระบุรายชื่อเลนส์ถ่ายภาพที่มี parfocal และเพิ่มเข้าไปในอาร์กิวเมนต์

ฉันต้องบอกพวกเขาว่าบทความจะไม่นับอีกต่อไป สำหรับสิ่งหนึ่ง parfocal ไม่ได้นิยามแน่นอน สิ่งที่ยอมรับได้ในฐานะที่เป็นสัญญาณรบกวนบุคคลหนึ่งในสถานการณ์หนึ่งนั้นเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ในอีกสถานการณ์หนึ่ง นอกจากนี้ยังมีการเปลี่ยนแปลงอุปกรณ์ เลนส์ที่อาจปรากฏเป็น parfocal ในวิดีโอขนาดเล็กที่ถ่ายวิดีโอความคมชัดมาตรฐานอาจไม่ชัดในเลนส์ขนาดใหญ่ที่ทันสมัยในการถ่ายวิดีโอ 4k ในที่สุดฉันก็แก่ขึ้นและฉลาดขึ้น บางสิ่งที่ฉันเขียนเมื่อหลายปีก่อนตอนนี้ฉันรู้แล้วว่าอืมถูกต้องน้อยกว่าที่ฉันจะชอบ

เขาชี้ให้เห็นว่าสำเนาหนึ่งรุ่นของเลนส์ที่เฉพาะเจาะจงสามารถแสดงให้เห็นถึงความผิดปกติมากกว่าหรือน้อยกว่าสำเนาของรุ่นเลนส์เดียวกัน

ในทำนองเดียวกันเลนส์ภาพยนตร์ส่วนใหญ่ยังแสดงให้เห็นว่ามีการหายใจโฟกัสน้อยมากหรือไม่มีเลย หายใจโฟกัสคือการเปลี่ยนแปลงในด้านเลนส์ในมุมมองของเป็นระยะโฟกัสที่มีการเปลี่ยนแปลง นี่เป็นคุณสมบัติที่พึงประสงค์สำหรับเลนส์โรงภาพยนตร์เพื่อให้ระยะโฟกัสสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในการถ่ายภาพต่อเนื่องในขณะที่ยังคงรักษาเฟรมเดิมเอาไว้

โดยทั่วไปแล้วเลนส์ที่ออกแบบมาสำหรับภาพนิ่งจะใช้ในการถ่ายภาพที่มีความละเอียดสูงกว่าเลนส์ที่ออกแบบมาสำหรับวิดีโอ โดยทั่วไปแล้วช่างภาพยังคงใส่ใจกับคุณภาพของภาพที่สมบูรณ์กว่าเลนส์ว่าเป็นเลนส์ซูมหรือไม่แสดงการหายใจโฟกัส

ความสำคัญของเลนส์ภาพนิ่งคือคุณภาพของภาพออพติคอล การเน้นไปที่เลนส์คุณภาพวิดีโอที่ไม่ใช่โรงภาพยนตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงราคาเดียวกับเลนส์ที่มีไว้สำหรับการถ่ายภาพนิ่งเป็นหลักคือ 'ใกล้พอ' ที่จะเป็น parfocal และไม่แสดงให้เห็นถึงการหายใจโฟกัสขณะที่ดีพอสำหรับเลนส์ HD หรือ 4K .

ดูสิ่งนี้ด้วย:

— ไมเคิลซี
แหล่งที่มา

เลนส์จะต้องได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้จุดโฟกัสเดียวกันเมื่อซูม การทำเลนส์ด้วยวิธีนี้มีความซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายมากขึ้นดังนั้นเลนส์ดังกล่าวจึงมีราคาแพงกว่า

คุณสมบัตินี้มักจะไม่สำคัญสำหรับช่างภาพดังนั้นโดยทั่วไปแล้วเลนส์ที่มีไว้สำหรับใช้ในการถ่ายภาพจะไม่ทำเช่นนี้ แต่โดยปกติแล้วเลนส์วิดีโอจะมีคุณสมบัตินี้ซึ่งช่วยให้สามารถซูมขณะบันทึกภาพโดยไม่ต้องโฟกัสทำให้ผู้ถ่ายวิดีโอได้ใช้เอฟเฟกต์สร้างสรรค์ที่หลากหลายที่พวกเขาสามารถใช้งานได้

อย่างไรก็ตามมีบางเลนส์ถ่ายภาพที่มีคุณสมบัตินี้แม้ว่าพวกเขาจะมีราคาแพงกว่าและมักจะมุ่งเน้นไปที่ตลาดเฉพาะที่ต้องการพวกเขา ไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะเห็นโฟโต้ด้วยคุณสมบัตินี้เนื่องจากมันมีประโยชน์มากเมื่อถ่ายภาพการแข่งขันกีฬาด้วยเลนส์เทเลโฟโต้เพื่อไม่ต้องปรับโฟกัสตลอดเวลาและความชัดลึกที่สั้นลงของเลนส์เทเลโฟโต้ทำให้การโฟกัสมีความสำคัญมากยิ่งขึ้น

คุณสมบัติอื่นที่คุณจะเห็นในเลนส์วิดีโอคือความสามารถในการโฟกัสของเลนส์โดยไม่เปลี่ยนความยาวโฟกัส เอฟเฟกต์นี้สังเกตเห็นได้น้อยกว่าและมีผลกระทบต่อช่างภาพน้อย แต่มีประโยชน์มากสำหรับวิดีโอเนื่องจากอนุญาตให้เปลี่ยนจุดโฟกัสในขณะบันทึกและเป็นเรื่องปกติที่จะเห็นเอฟเฟกต์ที่ใช้ในวิดีโอ

TL; DR การสร้างเลนส์ที่สามารถซูมได้โดยไม่เสียโฟกัสนั้นมีราคาแพงกว่า ปกติแล้วมันไม่จำเป็นสำหรับเลนส์ถ่ายภาพที่จะมีคุณสมบัตินี้ แต่มันมีประโยชน์มากสำหรับเลนส์วิดีโอ

— Micheal Johnson
แหล่งที่มา