Niejednokrotnie, przymierzając się do modnej ostatnio makrofotografii, stajemy przed zagadnieniem, co właściwie jest nam potrzebne do uzyskania wymarzonych efektów, tak, aby i powiększenie było dobre, i odległość od obiektu zdjęcia odpowiednia... Czy lepiej kupić pierścienie, czy może soczewkę - no i jakie?
Spójrzmy więc na kilka podstawowych a prostych wzorów, które pomogą na wstępie ogarnąć i oszacować te zagadnienia.
Spójrzmy więc na kilka podstawowych a prostych wzorów, które pomogą na wstępie ogarnąć i oszacować te zagadnienia.
Jak
skądinąd wiadomo, w przypadku zastosowania mieszka czy pierścieni pośrednich ich wpływ na
skalę odwzorowania jest tym mniejszy, im dłuższej ogniskowej
obiektywem się posługujemy.
Innymi słowy, im dłuższy mamy obiektyw, tym więcej pierścieni czy miecha trzeba użyć, aby osiągnąć dane powiększenie.
Skala odwzorowania przy danej ogniskowej i wyciągu obiektywu ma bowiem wartość:
Innymi słowy, im dłuższy mamy obiektyw, tym więcej pierścieni czy miecha trzeba użyć, aby osiągnąć dane powiększenie.
Skala odwzorowania przy danej ogniskowej i wyciągu obiektywu ma bowiem wartość:
β = d / f
gdzie
β - skala odwzorowania
d - długość wyciągu (tj. mieszka lub pierścieni)
f - ogniskowa obiektywu
Czyli przy danej długości wyciągu skala odwzorowania spada wprost proporcjonalnie do ogniskowej obiektywu.
Stąd
wyciąg potrzebny do uzyskania danej skali odwzorowania wynosi:
d = β * f
Odległość przedmiotowa a, tj. odległość od płaszczyzny głównej przedmiotowej obiektywu (oględnie rzecz biorąc okolica przedniej soczewki) do obiektu zdjęcia dla obiektywu o ogniskowej f z wyciągiem d wynosi:
a = f (f + d) / d
Przy czym skala odwzorowania uzyskiwana przy fotografowaniu obiektywem o ogniskowej f z odległości przedmiotowej a wynosi:
β = f / (a - f)
A całkowita odległość zdjęciowa liczona od obiektu zdjęcia do błony/matrycy (czyli tak, jak normalnie się ją nanosi na skale ostrości obiektywów):
e = ((f + d)2 / d) + z
gdzie największy ból to:
z – odległość pomiędzy oboma płaszczyznami głównymi obiektywu; w zasadzie trzeba ją znać 'na papierze' (czasem bywają publikowane), ale można i spróbować w przybliżeniu wyznaczyć doświadczalnie.
Zastosowanie pierścieni powoduje jednakże wyraźny spadek jasności obiektywu, który - wychodząc z założenia, że liczba przesłony jest ilorazem ogniskowej i źrenicy wejściowej obiektywu - ująć możemy w przybliżeniu wzorem:
n = (f+d) / f
gdzie
n - współczynnik zwiększający rzeczywistą liczbę przysłony
Przykładowo - jeżeli do obiektywu o ogniskowej 50 mm dołożymy 28 mm pierścieni pośrednich, to n = (50+28) / 50 = 1,56. Czyli jeżeli na obiektywie ustawimy przysłonę 8, to rzeczywista wartość przysłony wyniesie ok. 12,5, i taką też trzeba założyć przy ustalaniu ekspozycji, jeśli nie dysponujemy pomiarem TTL.
Wzór ten sprawdza się najlepiej do obiektywów średnich ogniskowych i o klasycznej konstrukcji, w przypadku obiektywów szerokokątnych typu retrofocus i teleobiektywów może być cokolwiek zafałszowany przez stosunek średnic źrenic wejściowej i wyjściowej... zawszeć jednak jest to jakaś podstawa.
Z kolei przy użyciu soczewek nasadkowych (lub konwerterów makro) sytuacja jest odwrotna niż z pierścieniami - ich działanie jest tym silniejsze, im dłuższa jest ogniskowa obiektywu. Działanie soczewki (czy konwertera) sprowadza się do skracania ogniskowej obiektywu, na który jest założona (co niejako symuluje zastosowanie pierścieni pośrednich, jako że fizyczna długość obiektywu staje się wtedy dla tej ogniskowej za duża) - ogniskowa obiektywu z soczewką nasadkową przybiera wartość wg wzoru:
fc = 1000 * f / (1000 + f * D)
gdzie:
fc - wypadkowa ogniskowa obiektywu z soczewką
f – rzeczywista ogniskowa obiektywu w milimetrach
D - siła soczewki w dioptriach (jeżeli stosuje się kilka soczewek na raz, to ich dioptrie po prostu się sumuje – czyli np. zestaw soczewek 2 i 3 dioptrie ma łącznie 5 dioptrii).
Stąd (jako że w tym przypadku d = f - fc) skala odwzorowania osiągana przy zastosowaniu soczewki nasadkowej wynosi:
β = D * f / 1000
Czyli przy danej sile soczewki skala odwzorowania wzrasta wprost proporcjonalnie do ogniskowej obiektywu, a siła soczewki niezbędnej do uzyskania danej skali odwzorowania wynosi:
D = 1000 * β / f
d = β * f
Odległość przedmiotowa a, tj. odległość od płaszczyzny głównej przedmiotowej obiektywu (oględnie rzecz biorąc okolica przedniej soczewki) do obiektu zdjęcia dla obiektywu o ogniskowej f z wyciągiem d wynosi:
a = f (f + d) / d
Przy czym skala odwzorowania uzyskiwana przy fotografowaniu obiektywem o ogniskowej f z odległości przedmiotowej a wynosi:
β = f / (a - f)
A całkowita odległość zdjęciowa liczona od obiektu zdjęcia do błony/matrycy (czyli tak, jak normalnie się ją nanosi na skale ostrości obiektywów):
e = ((f + d)2 / d) + z
gdzie największy ból to:
z – odległość pomiędzy oboma płaszczyznami głównymi obiektywu; w zasadzie trzeba ją znać 'na papierze' (czasem bywają publikowane), ale można i spróbować w przybliżeniu wyznaczyć doświadczalnie.
Zastosowanie pierścieni powoduje jednakże wyraźny spadek jasności obiektywu, który - wychodząc z założenia, że liczba przesłony jest ilorazem ogniskowej i źrenicy wejściowej obiektywu - ująć możemy w przybliżeniu wzorem:
n = (f+d) / f
gdzie
n - współczynnik zwiększający rzeczywistą liczbę przysłony
Przykładowo - jeżeli do obiektywu o ogniskowej 50 mm dołożymy 28 mm pierścieni pośrednich, to n = (50+28) / 50 = 1,56. Czyli jeżeli na obiektywie ustawimy przysłonę 8, to rzeczywista wartość przysłony wyniesie ok. 12,5, i taką też trzeba założyć przy ustalaniu ekspozycji, jeśli nie dysponujemy pomiarem TTL.
Wzór ten sprawdza się najlepiej do obiektywów średnich ogniskowych i o klasycznej konstrukcji, w przypadku obiektywów szerokokątnych typu retrofocus i teleobiektywów może być cokolwiek zafałszowany przez stosunek średnic źrenic wejściowej i wyjściowej... zawszeć jednak jest to jakaś podstawa.
Z kolei przy użyciu soczewek nasadkowych (lub konwerterów makro) sytuacja jest odwrotna niż z pierścieniami - ich działanie jest tym silniejsze, im dłuższa jest ogniskowa obiektywu. Działanie soczewki (czy konwertera) sprowadza się do skracania ogniskowej obiektywu, na który jest założona (co niejako symuluje zastosowanie pierścieni pośrednich, jako że fizyczna długość obiektywu staje się wtedy dla tej ogniskowej za duża) - ogniskowa obiektywu z soczewką nasadkową przybiera wartość wg wzoru:
fc = 1000 * f / (1000 + f * D)
gdzie:
fc - wypadkowa ogniskowa obiektywu z soczewką
f – rzeczywista ogniskowa obiektywu w milimetrach
D - siła soczewki w dioptriach (jeżeli stosuje się kilka soczewek na raz, to ich dioptrie po prostu się sumuje – czyli np. zestaw soczewek 2 i 3 dioptrie ma łącznie 5 dioptrii).
Stąd (jako że w tym przypadku d = f - fc) skala odwzorowania osiągana przy zastosowaniu soczewki nasadkowej wynosi:
β = D * f / 1000
Czyli przy danej sile soczewki skala odwzorowania wzrasta wprost proporcjonalnie do ogniskowej obiektywu, a siła soczewki niezbędnej do uzyskania danej skali odwzorowania wynosi:
D = 1000 * β / f
Co trzeba przy tym zauważyć, w przypadku obiektywu ustawionego na nieskończoność z soczewką nasadkową odległość przedmiotowa wynosi:
a = 1000 / D
... i równa jest ogniskowej soczewki nasadkowej (w milimetrach), bo ogniskowa ta równa jest metrowi podzielonemu przez dioptrie soczewki - czyli np. soczewka 5 dioptrii ma ogniskową 1000 : 5 = 200 mm, i tyle wyniesie odległość przedmiotowa.
Charakterystyczna w makrofotografii mikroskopijna głębia ostrości może kusić do maksymalnego przymykania przysłony - największa rzeczywista przysłona, jakiej możemy użyć, aby nie narazić się na znaczną utratę ostrości zdjęcia z powodu ugięcia światła na otworze przysłony wynosi:
k = u / (2,44 * λ * (β + 1))
gdzie:
k - liczba przysłony
u - dopuszczalny krążek rozproszenia (np. tradycyjnie 0,05 mm dla klatki 6x6 cm, 0,045 mm dla 4,5x6 cm, 0,03 mm dla małego obrazka, 0,02 mm dla APS-C, ewentualnie co tam wyjdzie z wielkości pikseli na matrycy)
λ - długość fali światła - średnio przyjmowana jako 0,00045 mm
Zaznaczyć trzeba jednakowoż, że powyższe wzory mają mniejszy lub większy sens li tylko dla obiektywu ustawionego na nieskończoność. Niejednokrotnie zdarza się bowiem, zwłaszcza w obiektywach z wewnętrznym ogniskowaniem, ale nie tylko, że ustawianie ostrości odbywa się w nich nie poprzez zmianę odległości obrazowej (przesuwanie całego członu optycznego), ale poprzez niewielką zmianę (skrócenie) ogniskowej obiektywu - a wtedy niezbędnej we wzorach wartości f po prostu nie znamy. Wypada więc uznać, że są to maksymalne odległości czy minimalne skale odwzorowania, jakie możemy w danej konfiguracji uzyskać. W praktyce zaś można będzie uzyskać jeszcze nieco większe zbliżenie.
