Fotografie 101 - Objektive und Fokus

Der folgende Beitrag stammt von dem australischen Fotografen Neil Creek, der Teil des kürzlich gestarteten Fine Art Photoblog ist und an Project 365 - einem Foto pro Tag für ein Jahr - in seinem Blog teilnimmt.

Willkommen zur zweiten Lektion in Fotografie 101 - Ein Grundkurs über die Kamera. In dieser Serie behandeln wir alle Grundlagen des Kameradesigns und der Verwendung. Wir sprechen über das „Belichtungsdreieck“: Verschlusszeit, Blende und ISO. Wir sprechen über Fokus, Schärfentiefe und Schärfe sowie darüber, wie Objektive funktionieren, was Brennweiten bedeuten und wie sie den Sensor beleuchten. Wir schauen uns auch die Kamera selbst an, wie sie funktioniert, was alle Optionen bedeuten und wie sie sich auf Ihre Fotos auswirken.

Die Lektion dieser Woche ist Objektive und Fokus

Licht biegen

Letzte Woche haben wir darüber gesprochen, wie wir ein kleines Loch verwenden können, um Licht so zu lenken, dass es ein Bild bildet. Eine Lochkamera schließt lediglich das gesamte Licht aus, das kein Bild erzeugt. Wie wir jedoch gelernt haben, besteht das Problem bei dieser Technik darin, dass sie zu sehr dunklen Bildern führt. Als Fotografen möchten wir helle Bilder, und obwohl dies offensichtlich erscheint, werden wir in einer späteren Lektion ausführlich erläutern, warum. Glücklicherweise gibt es einen besseren Weg, dies zu tun.

Abb. 1.2.1 Ein Licht schien in ein Glas
Wassertank biegt sich. Quelle.
Abb. 1.2.2 Wenn Licht in ein Mehr geht
Brechendes Material, es verlangsamt und verbiegt sich.

Wie wir in Lektion 1 kurz angesprochen haben, ist Licht eine Energieform, die gebogen werden kann. Biegelicht heißt Brechung. Was passiert, wenn Licht gebrochen wird, ist, dass es tatsächlich ist verlangsamt. Es ist ein weit verbreitetes Missverständnis, dass sich Licht immer mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt. Tatsächlich hängt die Lichtgeschwindigkeit von der Art des Materials ab, durch das es läuft. Das wirklich Nützliche an der Brechung ist, dass sie es kann biege den Weg des Lichts.

Ich möchte nicht in die mysteriöse "duale Natur des Lichts" eintauchen, aber denke daran, dass Licht als eine Reihe von Wellen gesehen werden kann. Linie für Linie bilden diese Wellen Licht, ähnlich wie Wellen, die auf einen Strand treffen.

Stellen Sie sich vor, wir haben einen Fischtank mit Wasser und eine Fackel. Der Einfachheit halber stellen wir uns auch vor, dass wir den Strahl in Luft und Wasser klar sehen können. Wenn Sie die Fackel schräg von der Seite des Tanks auf die Wasseroberfläche richten, können Sie sehen, dass der Strahl gebogen wurde Abb. 1.2.1. Die vielen Wellenfronten des Lichts sind senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung ausgerichtet. Wenn die Wellenfronten auf das Wasser treffen, trifft ein Teil der Front vor dem Rest darauf. Der Teil, der ins Wasser gelangt ist und langsamer wird, während sich der Rest der Welle noch mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt. Dies bewirkt, dass der Balken gebogen wird. Siehe Abb 1.2.2.

Okay, das ist genug Physik für jetzt. Reden wir über Optik.

Linsen

Diese Biegung des Lichts kann sehr nützlich sein! Nehmen wir an, wir wollten das gesamte Licht eines breiten Strahls auf einen schmalen Punkt konzentrieren. Wenn wir jeden Lichtstrahl durch leichtes Biegen lenken können - ein wenig rechts für das Licht auf der linken Seite des Strahls, ein wenig links für das Licht auf der rechten Seite des Strahls - dann sollten wir dazu in der Lage sein fokussiere das Licht. Genau das macht ein Objektiv.

Es gibt zwei Hauptfaktoren, die bestimmen, wie stark eine Linse das Licht biegt. Das Brechungsindex des Materials, das ist, wie viel es den Strahl verlangsamt, und die Einfallswinkel. Der Einfallswinkel (oder Einfallswinkel) gibt an, wie weit der Lichtstrahl von der Senkrechten entfernt ist, wenn er durch die Oberfläche tritt. Je größer der Winkel, desto stärker die Biegung. Aus diesem Grund wirken Weitwinkelobjektive, die das Licht weit biegen müssen, so prall.

Abb. 1.2.3 Wie stark der Lichtstrahl gebogen wird, hängt vom Winkel ab, in dem er auf die Linse trifft (alle anderen Dinge sind gleich). Licht, das durch die Mitte der Linse fällt, wird nicht beeinflusst, während das Licht am Rand am stärksten gebogen wird. Deshalb sind die Linsen gebogen.

Abb. 1.2.4 Unterschiedlich geformte Linsen fokussieren das Licht in unterschiedlichen Entfernungen. Dies ist das Brennweite dieser Linse.

Ein einfaches Experiment

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Abb. 1.2.5 Eine alltägliche Lupe kann ein Bild erzeugen. Stellen Sie in einem abgedunkelten Raum eine Kerze, eine Lupe und ein Blatt Papier als Bildschirm auf. Schieben Sie das Glas und den Bildschirm mit der Lupe und dem Bildschirm vor und zurück, bis Sie ein Bild der Kerze scharfstellen. Genau wie bei der Lochkamera steht das vom Objektiv projizierte Bild auf dem Kopf. Beachten Sie, dass der Schatten des Glases bis auf die Kerze dunkel ist, obwohl die Lupe durchsichtig ist. Dies liegt daran, dass das gesamte Licht, das durch das Glas fiel, auf das Bild fokussiert wurde.

Abb. 1.2.6 Klicken Sie für eine größere Version

Abb. 1.2.7 Klicken Sie für eine größere Version

Nicht alle Objektive sind gleich
Es ist nicht immer so, dass die Brennweite der Objektivlänge entspricht, da die komplexe Optik moderner Objektive eine „virtuelle“ Brennweite ergeben kann, während die tatsächliche Objektivgröße klein gehalten wird. Als Faustregel gilt, dass die Brennweite normalerweise ziemlich nahe an der tatsächlichen Länge des Lichtwegs durch die Linse liegt.

Fokussieren

Bisher haben wir uns einen perfekten Lichtstrahl vorgestellt, der auf eine brechende Oberfläche trifft. In diesem Strahl ist das gesamte Licht parallel. Paralleles Licht, das durch eine Linse geleitet wird, konvergiert immer am selben Punkt. Der Abstand von der Oberfläche der Linse zum Fokuspunkt wird als bezeichnet Brennweite und wird in Millimetern gemessen. Die meisten Objektive werden durch ihre Brennweite beschrieben. Zoomobjektive haben eine Reihe von Brennweiten, eine Leistung, die durch die Verwendung einer komplexen Reihe von Objektiven erreicht wird, die relativ zueinander bewegt werden können. Die mm-Zahl ergibt einen realen Abstand von der Vorderseite Ihres Objektivs zum Chip Ihrer Kamera. Auf diese Weise können Sie feststellen, dass ein 400-mm-Teleobjektiv viel länger ist als ein 24-mm-Weitwinkelobjektiv, ohne auf das Objektiv zu schauen.

Befindet sich ein Objekt in der Nähe einer Linse, selbst in mehreren hundert Metern Entfernung, ist das reflektierte Licht, das in die Linse eintritt, nicht perfekt parallel. Je näher das Objekt an der Linse ist, desto weniger parallel und desto mehr muss die Linse bewegt werden, um fokussiert zu bleiben. Diese Änderung macht sich viel deutlicher bemerkbar, wenn sich Objekte sehr nahe an der Kamera befinden, und ist einer der Gründe, warum die Schärfentiefe in Makrofotos so gering ist - ein Punkt, auf den wir in einer zukünftigen Lektion zurückkommen werden.

Abb. 1.2.6 Je näher ein Objekt an einer Linse ist, desto mehr bewegt sich sein Fokuspunkt und desto mehr muss die Linse bewegt werden, um dies zu kompensieren.

Um das Bild eines nahen Objekts scharf zu halten, muss das Objektiv relativ zum Bildschirm (oder Kamerasensor) bewegt werden. Dieser Vorgang wird aufgerufen Fokussierung. Wenn Sie in einer bestimmten Entfernung auf ein Objekt fokussiert sind, werden Objekte, die näher oder weiter entfernt sind, nicht scharfgestellt. Die Situation kann etwas verbessert werden, indem die Größe des Objektivs wie bei der Lochkamera verringert wird, um die Vielfalt der in das Objektiv einfallenden Lichtwinkel einzuschränken. Aber wir sind wieder mit dem Helligkeitsverlust konfrontiert.

Wir haben die Hauptgründe für die Verwendung eines Objektivs angedeutet: ein Bild heller und größer (oder kleiner!) Zu machen. Nächste Woche werden wir das, was wir über Objektive gelernt haben, nutzen, um zu sehen, wie wir damit die Konzepte der Brennweite und der Blendenverhältnisse verstehen und wie sie sich in Maginifizierung und Bildhelligkeit niederschlagen.

Hausaufgaben

Ich war enttäuscht darüber, wie wenige von Ihnen Hausaufgaben für den Unterricht der letzten Wochen eingereicht haben. Tatsächlich hat es niemand getan! Peter Emmett verdient jedoch zusätzliche Anerkennung für sein Lochkamera-Foto mit DSLR-Körperkappe, das zufällig am Wochenende vor der ersten Stunde aufgenommen wurde. Die Lektion dieser Woche ist eine Herausforderung für das Festlegen von Hausaufgaben. Daher möchte ich Sie ermutigen, zu experimentieren und darüber nachzudenken, wie Sie das, was Sie hier gelernt haben, anwenden können. Hier einige Vorschläge:

• Projizieren Sie ein Bild mit einer Lupe oder einem Objektiv aus Ihrer Kameraausrüstung und machen Sie ein Foto davon. Wenn Sie wirklich kreativ werden möchten, lassen Sie sich von diesem spektakulären Beispiel inspirieren, das Sie kürzlich bei Strobist gesehen haben.
• Finden und fotografieren Sie Beispiele für Lichtbrechung in Alltagsgegenständen. Je klarer das Beispiel, desto besser. Zum Beispiel den klassischen Bleistift in einem Glas Wasser oder spielen Sie mit einigen großen Kristallen aus einer Schmuckschatulle.
• Nehmen Sie einige natürliche Linsen auf. Wassertropfen können kreativ als kleine Lupen verwendet werden, um ein invertiertes Bild der Szene dahinter zu zeigen. Dies wäre eine gute Übung für Liebhaber der Makrofotografie.

Ressourcen

• Objektive (Optik) auf Wikipedia
• Brechung - Ch4 von Optik von Benjamin Crowell.
• Refraktionsgruppe auf Flickr

Nächste Woche

Fotografie 101 - Linsen, Licht und Vergrößerung.

Neil veröffentlicht nicht nur seine Project 365-Fotos in seinem Blog, sondern führt auch ein monatliches Fotoprojekt durch. Das Thema dieses Monats ist Iron Chef Photography - The Fork.