O que motivou os fabricantes de lentes a usar 1/3 f-stops em vez de dizer 1/4 ou 1/2 pontos?

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Notei que muitas lentes mais antigas têm apenas f-stops rígidos para as lentes (2, 2,8, etc.). No entanto, como a roda de abertura de alguns é contínua, você pode "parar" alguns pontos e disparos arbitrários. Da minha postagem: Como os fotógrafos obtiveram a exposição de volta no dia com apenas incrementos de ponto final? , as pessoas podem trabalhar com paradas rígidas e corrigir no máximo +/- 2/3 EV mais tarde na publicação.

Supondo que seja esse o caso, qual foi a motivação por trás da criação de lentes f-stop 1/2 e 1/3 mais tarde? Entendo que as fotografias não precisam de tanta precisão, já que estamos usando f-stops e não t-stops, mencionados abaixo. A partir disso e do meu exemplo acima, parece que as paradas de 1/2 e 1/3 são bons extras? Não é suficiente ter um corpo de câmera com 1/3 pontos para a velocidade do obturador e ISO, mas uma parada difícil para a lente ou é um requisito que todos os fatores do triângulo da luz tenham 1/3 pontos para a prioridade de abertura / obturador e auto? Nota relacionada, paramos em 1/3 pontos ou os fabricantes de lentes terão 1/4, 1/5 ou algum outro valor menor para se mover entre os pontos?

Edição: Eu estou ignorando a profundidade de campo como f / stops controlam isso e estou focando especificamente em obter a exposição certa.

Referência:

unsignedzero
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Interessante. Eu não acho que alguém possa saber o porquê . Eu trabalho em 1/2 paradas e facilita quando A e SS podem ser movidos pelo mesmo tamanho de passo. Embora eu mantenha o ISO em pontos finais, porque as paradas intermediárias geralmente são mais barulhentas.
Itai
O ISO de parada fracionária @itai costuma ser mais barulhento? Eu nunca ouvi falar de uma coisa dessas. Isso é algo que você realmente experimentou?
scottbb
@ scottbb - Sim, isso pode ser facilmente visto em muitas câmeras, mas mais naquelas que usam sensores que não são da Sony. Não tenho o link à mão, mas havia gráficos feitos mostrando ruído versus ISO e havia claramente benefícios no uso de ISO de ponto final. Você também pode preparar esta pergunta e sua resposta para uma discussão relacionada.
Itai
Lembre-se também de que, antes do surgimento de obturadores de plano focal controlados eletronicamente, que não apareciam em câmeras "regulares" até o final dos anos 70, ainda era muito mais preciso controlar a abertura, mantendo o tempo do obturador constante do que o anverso. Muitas câmeras "básicas" tinham apenas algumas "velocidades" de obturador que eram muito mais do que uma parada. A abertura era uma maneira muito mais fácil de controlar a exposição precisamente nessas câmeras primitivas. As aberturas de 1/2 e 1/3 pontos nas lentes apareceram muito mais cedo do que as velocidades do obturador de uma parada nas câmeras.
22619 Michael C #

Respostas:

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Historicamente, a unidade de exposição era uma duplicação ou metade da energia exposta. Essa é a origem do f / stop. Inicialmente, esse ajuste foi feito inserindo uma fina placa de metal com um orifício circular em uma fenda no cano da lente. O fotógrafo teve uma série desses slides de metal chamados Waterhouse Stops após John Waterhouse, por volta de 1858. A parada de Waterhouse foi substituída pelo diafragma da íris mecânica. (Você pode ver exemplos iniciais de ambos neste vídeo de Roger Cicala em lensrentals.com) Para obter uma alteração de 2X, o diâmetro da abertura deve ser aumentado ou contraído, de modo que a área da superfície do furo seja dobrada ou reduzida pela metade. Para realizar uma mudança de 2X, o diâmetro do furo deve ser aumentado ou contraído usando um multiplicador de divisor de 1,414 (raiz quadrada de 2).

Como exemplo, digamos que uma lente de 50 mm esteja montada e ajustada para f / 8. O diâmetro do buraco na íris será 6,25 mm. Para abrir esta lente para f / 5.6, o diâmetro revisado será 8.82mm. Para parar para f / 11, o diâmetro revisado deve ser 4,42 mm. O que estou tentando dizer é que, como as folhas da íris são ajustadas por um trem de engrenagens, a precisão é desafiadora.

Para fazer uma alteração de ½ f / stop, o multiplicador é a quarta raiz 2 = 1,19. Para fazer uma alteração de 1/3 de parada, a modificação do diâmetro é a sexta raiz de 2 = 1,12. Em outras palavras, conforme fazemos ajustes cada vez menores, a precisão necessária aumenta o custo.

Observação: nos filmes em preto e branco, os negativos resultantes são inúteis até serem impressos. A operação de impressão é comparável ao tirar uma foto do papel sensível à luz que substitui o negativo por filme. Esta segunda exposição (impressão) permite que sejam feitos ajustes para mitigar os erros cometidos durante a exposição inicial do filme. Na maioria dos casos, não era necessária uma precisão da câmera superior a 1 f / stop.

Com o advento de materiais mais complexos, como filmes positivos em preto e branco e coloridos, é evidente a necessidade de melhorar a precisão da exposição. Isso inspirou os ajustes de íris de 1/2 e 1/3.

Agora, as lentes de distância focal longa são a “norma” para câmeras de filmes grandes. Quando ajustamos as lentes mais longas, a quantidade de precisão do ajuste da engrenagem da íris não é um problema, porque a alteração do tamanho do furo para fazer uma mudança de 1/3 da parada é pesada. Se a distância focal for curta, as alterações de 1/3 f / stop se tornarão problemáticas. Exemplo: Um conjunto de 28 mm para f / 8 tem um diâmetro de 3,5 mm. Para fechar em f / 11, o diâmetro revisado é de 3,125 mm, não uma mudança mecânica fácil.

Alan Marcus
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TL; DR: ⅓ stop (duplicação de uma razão) é aproximadamente ¹⁄₁₀ de um aumento de dez vezes da proporção.

Enquanto a fotografia gosta de usar o sistema de parada - contagem linear de números de duplas ou metades (isto é, logaritmos de base 2) - a maior parte do restante da ciência e engenharia, incluindo óptica, usa logaritmos de base 10.

Enquanto uma parada é o log 2 de uma proporção na fotografia, um Bel é o log 10 de uma (normalmente potência / acústica / óptica). O Bel é um tanto grande e pesado, então geralmente usamos decibéis, ou 10 × log 10 de uma proporção. Uma duplicação da razão em termos de decibéis, ou seja, 10 × log 10 (2), é de 3,01 dB, ou aproximadamente 3 dB.

Mas uma parada é o dobro da proporção, portanto, 1 parada é igual a 3 dB de potência óptica. ⅓ de uma parada é ⅓ de 3 dB ou 1 dB. Você pode verificar isso com 10 dB (que é uma taxa de potência de 10) = ¹⁰⁄₃ de uma parada = 2 10/3 = 10,08 ≈ 10.

Você vê isso na fotografia ao falar sobre filtros de densidade neutra. A densidade óptica de um filtro, d está relacionada à transmitância , T , por:

T = 10 - d

Portanto, um filtro com OD = 1 transmite 10% da luz através dele, OD = 2 transmite 1% da luz, etc.

Os fabricantes que especificam seus filtros usando o ND. notação de número estão diretamente usando a densidade óptica. ND0.3 é um filtro de 1 parada, ND0.6 é 2 paradas, ND0.9 é 3 paradas, ND3.0 é 10 paradas, etc. Se você tivesse um filtro ND0.1, seria ⅓ parar.


Agora, é por isso que ⅓ stops são usados? Eu não sei. Mas suponho que sim, porque fornece um bom mapeamento conveniente do sistema fotográfico de dobrar / reduzir para metade para o restante sistema científico das operações da base 10.

scottbb
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Os cientistas da foto medem o escurecimento do filme devido à exposição e desenvolvimento usando a notação logarítmica base 10. O sistema foi introduzido por Hurter e Driffield em 1890. Um gráfico do escurecimento do filme é chamado curva H&D. Se a parte central desta curva tiver uma média de uma varredura para cima em um ângulo de 45⁰, a gama é 1. Um aumento / diminuição da densidade (delta) é 0,30 para uma mudança de 1 parada. Sem muita exceção, isso é muito contrastante para filmes pictóricos. Os filmes possuem uma gama de 0,8 (36⁰). O resultado é 0,3 x 0,8 = 0,24. Em outras palavras, o delta típico para uma mudança de 1 parada é de apenas 0,24 log base 10. #
Alan Marcus #
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@ AlanMarcus Obrigado, esqueci completamente de mencionar a velocidade do filme. Cada número DIN ° em velocidades de filme ISO, como ISO 100/21 °, também é 1/10 log10. As velocidades padrão do filme ISO (100, 125, 160, 200, ...) estão em incrementos de 1/3 pontos.
scottbb
A curva de H&D é um gráfico de como o filme reage à exposição e ao desenvolvimento. Este é um gráfico em papel milimétrico logarítmico, usando a medição de densidade em unidades da base logarítmica 10. O gráfico tem sido e continua sendo muito utilizado pelos fabricantes de filmes e produtos químicos para fotos. O gráfico é dividido em três regiões, o dedo do pé, a linha reta e o ombro. O ângulo do balanço ascendente da linha reta é medido. O bronzeado desse ângulo é gama, que é usado para medir o contraste do material. A linguagem da densitometria é a espinha dorsal da ciência fotográfica.
Alan Marcus
Embora os logaritmos de base 2 também sejam usados ​​em áudio, já que os fotossensores são muito parecidos com os DACs, que também são usados ​​em áudio e outras formas no processamento de sinais?
Unsignedzero
No momento em que você começa a falar sobre bits , em essência você está falando do log de base 2. Mas, além do armazenamento de informações ou da entropia de informações, você geralmente ainda fala em termos de dB (embora em termos de ± 3dB ou ± 6dB frequentemente).
scottbb
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Apenas salientando que uma exposição "adequada" depende de muitos fatores, não apenas do ponto F. O tempo de exposição é igualmente importante e, dependendo da faixa dinâmica do filme ou do sensor de estado sólido, você pode pressionar a faixa de impressão para corresponder à aparência visual desejada da impressão. Os filmes e sensores típicos têm um alcance dinâmico muito maior do que nossos olhos, e é por isso que isso é possível.

Em seguida, não deixe a qualidade / estilo da imagem além da iluminação. A parada de parada controla a profundidade do foco e o nível de luz; a velocidade do obturador controla o desfoque de movimento e o nível de luz.

Portanto, no final, a resolução (tamanho da alteração dos tempos de parada e / ou do obturador) fornecida é uma mistura de acidente histórico, deltas de dB entre as configurações e simplesmente "mais é melhor".

Carl Witthoft
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"mistura de acidentes históricos, dB deltas entre configurações e simplesmente" mais é melhor "habilidade" de vendas) A Europa usou a escala DIN · (em oposição à ASA), onde um grau é 1/3 EV. Ter a mesma escala na lente não parece ser apenas coincidência. A granularidade da escala foi realmente usada, lembro-me de usar filmes com 15, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24 etc. DIN. Havia filmes de transparência como Fuji Velvia 50, onde 1 / 3-1 / 2 EV às vezes fazia diferença significativa. Empurrar / puxar o filme já exposto no pós-processamento não era uma opção com projeção de slides e não era uma boa ideia, mesmo durante a impressão.
MirekE 26/10/16
-1

Suspeito que escalas mais finas de f-stop foram usadas quando a medição de exposição mais precisa se tornou disponível e com a introdução de alguns filmes de slides com pequeno alcance de exposição. Para alguns metros simples do passado, as escalas mais finas de filmes em preto e branco não eram muito importantes.

MirekE
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Dados são melhores que especulações.
26416 Carl Witthoft
@CarlWitthoft Canon permite selecionar 1/2 ou 1/3 no menu. Leica usa meias paradas. Zeiss usa 1/3. Parece bastante arbitrário. Onde estão os dados que explicam isso?
MirekE 26/10/16
Esse é o ponto: sem dados, não
exija