Miten lasketaan kameraoptiikan suurennus vai voiko sitä laskea?

[mals77]

Mietin pääni puhki ja etin googlella ratkaisua kameraoptiikan suurennuksen laskemiseksi, mutten löytäny. Kaukoputken suurennuksen laskeminen on helppoa, mutta samat lainalaisuudet ei mahda päteä kameraoptiikkaan. Ainoa, mitä löysin näiden kameraoptiikoiden suurennuksiin, oli jotain suurennussuhteita, tai kertoimia, luokkaa alle yhden? Tätä tietoa ilman voin elää, mutta semmonen "nice to know" tietohan tämä olisi.
Jos joku viittis valottaa hieman tätä asiaa. Kiitos!

-Mikko-

[naavis]

Mietin pääni puhki ja etin googlella ratkaisua kameraoptiikan suurennuksen laskemiseksi, mutten löytäny. Kaukoputken suurennuksen laskeminen on helppoa, mutta samat lainalaisuudet ei mahda päteä kameraoptiikkaan. Ainoa, mitä löysin näiden kameraoptiikoiden suurennuksiin, oli jotain suurennussuhteita, tai kertoimia, luokkaa alle yhden? Tätä tietoa ilman voin elää, mutta semmonen "nice to know" tietohan tämä olisi.
Jos joku viittis valottaa hieman tätä asiaa. Kiitos!

-Mikko-

Mieti hetki mitä suurennus tarkoittaa. Kaukoputken ja okulaarin kanssa suurennus on määritelty kaukoputken ja okulaarin polttovälien suhteeksi. Kameraoptiikan kanssa mukana on vain "kaukoputki", jonka polttotasolle on asetettu kameran kenno. Perinteistä määritelmää noudatellen termi "suurennus" ei ole mielekäs, koska okulaari puuttuu.

[Lauri Kangas]

Suurennus tosiaan tarkoittaa sitä kerrointa jonka verran isompana jonkun optiikan läpi näkyvä kuva silmille näkyy, kun katsotaan okulaarin kautta. Tämähän lasketaan jakamalla obiskan polttoväli okulaarin polttovälillä.

No, jos okulaarin tilalle laitetaan kamera niin ei ole enää mitään visuaalinäkymää, jota verrata paljaan silmän 1x suurennukseen. On vain kamera jolla on kenno ja jolle piirtyvä kuva voidaan sitten lukea tietokoneelle ja esittää missä koossa tahansa. Suurennuskerroin terminä on siis vailla merkitystä.

Kameraoptiikan (tai yhtä hyvin minkä tahansa kaukoputken, jonka perässä on kamera) eräänlainen suurennuskerroin saadaan jos sitä verrataan johonkin tiettyyn toiseen optiikkaan jakamalla näiden polttovälit keskenään. Yleensä verrataan 50mm lasiin siitä syystä että kun katsot sellaisella varustetun järkkärin etsimeen, näet asiat suunnilleen yhtä suurina kuin luonnossakin (paitsi nykyisillä halvoilla digijärkkäreillä, joilla ne näkyvät itseasiassa vähän pienempinä, noin 80-90% koossa, mutta ei nyt takerruta yksityiskohtiin). Tällaiseen verrattuna 100mm antaa 2x suurennuksen, 200mm 4x jne. Mutta tämä on vähän vähän väkisin aikaansaatu analogia, eikä siihen erityisemmin kannata takertua.

Kokonaan toinen juttu on sitten ne zoomikertoimet, joilla digipokkareita mainostetaan. Ne kertovat pisimmän ja lyhimmän polttovälin suhteen. Esim. jos laaja pää vastaa kuvakulmaltaan 35mm kinofilmilasia ja telepää 350mm lasia, on zoomikerroin 10x. Huomaa ettei tämä kerro mitään pitkän pään ulottuvuudesta. Jos valmistaja keksiikin miten tehdään samanlainen lasi mutta joka ylettyy 28mm vastaavuuteen asti, tuleekin zoomikertoimeksi 350/28 = 12.5x ilman että pitkään päähän tuli mitään lisää.

Joskus kuvatessani isolla jyhkeällä 300mm kiinteäpolttovälisellä lasilla, on saanut kuulla kysymyksiä "vau, paljonko tossa on zoomia". Vastaushan on tietysti että ei yhtään, tasan 1x.

Sitten vielä noihin löytämiisi kertoimiin, jotka ovat luultavastikin makrosuurennussuhteita. Kyseinen luku kertoo, miten isona joku pieni kohde piirtyy kennolle kun sitä kuvataan lähimmällä tarkennusetäisyydellä. Esim. jos ostat järkkäriisi Canonin 100mm f/2.8 makrolasin, niin sen suurennuskertoimella 1:1 sellainen 22mm pitkä ötökkä täyttää koko 22mm leveän kennosi vaakasuunnassa. Jos laitat väliin loittoputkia, pääset tarkentamaan vielä lähemmäs, esim. 2:1 jolloin ötökän kuva kennolla on tuplasti isompi kuin luonnossa.

Normaaleilla (ei-makro) kakkuloilla suurennussuhteet jäävät luonnollisesti alle yhteen, kun ison esineen kuva kutistetaan parin sentin kokoiselle kennolle. Äärettömän kauas kuvatessa tämäkin termi menettää merkityksensä.

[mals77]

Kameraoptiikan (tai yhtä hyvin minkä tahansa kaukoputken, jonka perässä on kamera) eräänlainen suurennuskerroin saadaan jos sitä verrataan johonkin tiettyyn toiseen optiikkaan jakamalla näiden polttovälit keskenään. Yleensä verrataan 50mm lasiin siitä syystä että kun katsot sellaisella varustetun järkkärin etsimeen, näet asiat suunnilleen yhtä suurina kuin luonnossakin (paitsi nykyisillä halvoilla digijärkkäreillä, joilla ne näkyvät itseasiassa vähän pienempinä, noin 80-90% koossa, mutta ei nyt takerruta yksityiskohtiin). Tällaiseen verrattuna 100mm antaa 2x suurennuksen, 200mm 4x jne. Mutta tämä on vähän vähän väkisin aikaansaatu analogia, eikä siihen erityisemmin kannata takertua.

Kiitos Lauri, tätä juuri hain. Vaikka suurennukset ovatkin loppupeleissä melko toissijaisia suureita, on mulle jotenkin helpompi miieltää putken "suorituskykyä" näiden suureiden kautta, kakkuloiden ja putkien välisissä suhteissa.

-Mikko-

[Timpe]

Kameraoptiikan (tai yhtä hyvin minkä tahansa kaukoputken, jonka perässä on kamera) eräänlainen suurennuskerroin saadaan jos sitä verrataan johonkin tiettyyn toiseen optiikkaan jakamalla näiden polttovälit keskenään. Yleensä verrataan 50mm lasiin siitä syystä että kun katsot sellaisella varustetun järkkärin etsimeen, näet asiat suunnilleen yhtä suurina kuin luonnossakin (paitsi nykyisillä halvoilla digijärkkäreillä, joilla ne näkyvät itseasiassa vähän pienempinä, noin 80-90% koossa, mutta ei nyt takerruta yksityiskohtiin).

Takerrun sen verran yksityiskohtiin, että esim. Canonin croppi-kennoisilla järkkäreillä tuo 50mm objektiivi käyttäytyy tietysti kuten 1.6 x 50mm = 80mm objektiivi vanhaan kinofilmiaikaan. Kinofilmin aikaan (ja nykyisin myös täyskennoisilla rungoilla kuten EOS 5D MkII:llä) tuo 50mm käyttäytyi kuvaamallasi tavalla, jolloin kamerasta saattoi katsoa etsimen kuvaa toisella silmällä ja toisella silmällä maisemaa kameran edessä, jolloin näkymät sulautuivat päällekkäin normaaliobjektiivin määritelmän mukaisesti. (Tämä toteutuu, jollei etsimen oma n. 0,9x suurennuskerroin sotke asioita.) Nykypäivän normaaliobjektiivi 1.6x croppi-kennoisella rungolla olisi pikemminkin jotain tällaista: 50mm / 1.6 = noin 31mm polttovälinen objektiivi. Epäilen tosin, ettei tuokaan ole täysin vedenpitävä määritelmä, mutta rungon rajauskertoimen joutuu huomioimaan näissä asioissa...

http://www.laitetekniikka.com/digikuvaus/objektiivi.html
"Normaaliobjektiivi vastaa suurin piirtein ihmisen näkemää perspektiiviä ja polttoväli on 35 mm järjestelmässä 40–55 mm. Tällä objektiivilla saadaan kohteesta otettua vääristymätön peruskuva."

[Kaizu]

Voidaan kamerankin kanssa puhua suurennuksesta vaikkakin siihen vaikuttaa moni muukin asia kuin käytetty optiikka. Kamera katsoo optiikkansa läpi kuuta taivaalla. Tiedämme että kuun näennäinen halkaisija on puolen asteen kieppeissä. 300mm:n objektiivilla se muodostaa kennolle 2.6mm:n kiekon.  Jos kenno on kinokokoinen ja siitä saatu kuva tulostetaan 9x13cm kokoon on kuun halkaisija siinä 9.4mm. Kun tätä kuvaa katsotaan 25cm:n etäisyydeltä, näkyy kuu 2.15 asteen kokoisena joten suurennusta on karvan päälle 4x. Suurennukseen vaikuttavia asioita onkin sitten melko paljon:
kuvan katseluetäisyys, tulostetun kuvan koko, kennon koko sekä objektiivin polttoväli. Kuvankäsittelyllä saa asiaa vielä vähän monimutkaisemmaksi.

カイズ

[Lauri Kangas]

Takerrun sen verran yksityiskohtiin, että esim. Canonin croppi-kennoisilla järkkäreillä tuo 50mm objektiivi käyttäytyy tietysti kuten 1.6 x 50mm = 80mm objektiivi vanhaan kinofilmiaikaan. Kinofilmin aikaan (ja nykyisin myös täyskennoisilla rungoilla kuten EOS 5D MkII:llä) tuo 50mm käyttäytyi kuvaamallasi tavalla, jolloin kamerasta saattoi katsoa etsimen kuvaa toisella silmällä ja toisella silmällä maisemaa kameran edessä, jolloin näkymät sulautuivat päällekkäin normaaliobjektiivin määritelmän mukaisesti. (Tämä toteutuu, jollei etsimen oma n. 0,9x suurennuskerroin sotke asioita.) Nykypäivän normaaliobjektiivi 1.6x croppi-kennoisella rungolla olisi pikemminkin jotain tällaista: 50mm / 1.6 = noin 31mm polttovälinen objektiivi. Epäilen tosin, ettei tuokaan ole täysin vedenpitävä määritelmä, mutta rungon rajauskertoimen joutuu huomioimaan näissä asioissa...

Eeeipäs kun tuopa juuri ei pidä paikkaansa, koska kroppikennoisilla järkkäreillä se etsinkuvakin on näennäisiltä kulmamitoiltaan pienempi kuin täyskennoisilla. Etsinkuva siis kroppautuu myös. Tästähän edusta täyskennoisten kameroiden 1) myyjät 2) omistajat paasaavat jatkuvasti.   Samoin kun aina välillä kurkkaa filmikameraan niin huomaa että kyllä asiat oli paremmin ennen.

Eli se 50mm antaa saman näennäisen suurennoksen etsimen läpi katsottaessa sekä kroppi- että FF-kameralla mikäli kysteisten kameroiden suurennussuhteissa ei ole eroja (esim. 0.9x vs 1.0x). Ainakin mun 40D:ssä 35mm rööri antaa tosielämää huomattavasti pienemmän suurennuksen.

Tuota normaaliobjektiivin määritelmää olen aina vähän hämmästellyt kun jos tarkkoja ollaan niin eihän perspektiivi riipu mitenkään kuvakulmasta, ellei sitten kuvakulmaa vaihdettaessa vaihdella kuvausetäisyyttäkin siten että sama kohde täyttää ruudun samankokoisena. Mutta onhan tuo ihan ok tuollaisena häilyvänä nyrkkisääntönä laajakulman ja telen välissä.

Kaikkein pahitenhan mennään metsään siinä usein kuultavassa myytissä että 50mm olisi normaaliobjektiivi koska se vastaa kuvakulmaltaan ihmisen paljain silmin näkemää kuvaa. Olen aina ihmetellyt, kuinka putkinäköisiä tätä väittämää toistelevat oikein mahtavat olla.

[Kaizu]

Tulisiko se normaaliobjektiivi siitä että kinofilmiruudun kulmasta on suurin piirtein 50 mm (48mm) matkaa ko.normaaliobjektiivin keskelle. Kuvakulma on n.60 astetta, kulmasta kulmaan, n.45 astetta reunasta reunaan ja n.30 astetta ylhäältä alas.. Yksiselitteistä polttoväliähän kameraobjektiiveilla ei ole. Objektiivin tulee muodostaa kuvataso eikä kuvapalloa.
Ihmisen näkökenttä on vaakasuunnassa yli 180 astetta. Siltä alueelta näkee liikkeen. Terävän näön alue on muutaman asteen suuruinen alue siellä minne katse on kohdistettu.

カイズ

[Timpe]

Eeeipäs kun tuopa juuri ei pidä paikkaansa, koska kroppikennoisilla järkkäreillä se etsinkuvakin on näennäisiltä kulmamitoiltaan pienempi kuin täyskennoisilla. Etsinkuva siis kroppautuu myös...

Ok, näin arvelinkin ja kirjoitin siksi tuonne "Epäilen tosin, ettei tuokaan ole täysin vedenpitävä määritelmä..." ja tilasin näin Laurilta tarkennuksen tähän asiaan. 

[Meade-mad]

Normaaliobjektiivi termi on ollut käytössä helpottamaan eri filmiformaattien objektiivien tuottamien kuvakulmien vertailua. Kaizu tuossa mainitsi että se on suunnilleen negatiivin diagonaalin pituus. Se on siis vertailupolttoväli. Tuota vertailupolttoväliä lyhyemmät polttovälit tuottavat laajemman kuvakulman ja ovat siten laajakulmaobjektiiveja. Pidemmät tuottavat kapeamman. Objektiivin rakenne määrää onko se tavallinen kauko-objektiivi vai onko se teleobjektiivi.

Kameran etsimessä näkyvän kuvan mittasuhteisiin vaikuttaa etsimen omat optiset ominaisuudet. Esimerkiksi EOS 1ds kameraa käytettäessä molemmat silmät voi pitää auki ja katsella yhdenmuotoista kuvaa kun objektiiviksi valitaa noin 85mm objektiivi. Vanhassa Canon T90 kamerassa saman efektin tuotti noin 50mm objektiivi. Molemmissa kameroissa on käytössä yhtä suuri valoherkkä pinta.

jk

[mickut]

Ja jos pysytään aiheessa, eli suurennoksessa kameraoptiikan osalta, niin sille on hyvin vakiintunut ja selkeä määritelmä: kuvan koko jaettuna kohteen koolla. 1:1 suurennoksella muurahainen on muurahaisen kokoinen kuvatasolla, 2:1 suurennoksella kuva muurahaisesta on kaksi kertaa suurempi kuin oikea muurahainen. Tässä pitää huomioida, että tarkoitetaan siis linssin muodostaman kuvan kokoa filmillä/kennolla. Tähtitieteellisillä kohteilla puhutaan käytännössä aina pienennyksistä.

-Antti

[jaffons]

Ja jos pysytään aiheessa, eli suurennoksessa kameraoptiikan osalta, niin sille on hyvin vakiintunut ja selkeä määritelmä: kuvan koko jaettuna kohteen koolla. 1:1 suurennoksella muurahainen on muurahaisen kokoinen kuvatasolla, 2:1 suurennoksella kuva muurahaisesta on kaksi kertaa suurempi kuin oikea muurahainen. Tässä pitää huomioida, että tarkoitetaan siis linssin muodostaman kuvan kokoa filmillä/kennolla. Tähtitieteellisillä kohteilla puhutaan käytännössä aina pienennyksistä.

-Antti

Jos nyt ymmärsin oikein niin tässä unohdetaan kokonaan yksi asia eli etäisyys. Muurahainen on 1:1 kokoinen kaikilla objektiiveilla riippuen etäisyydestä.

Asia on mielestäni helpoin oppia näin:

Silmälle voidaan puhua suurennoskertoimesta eli polttoväli / okulaarin polttoväli

Ja jos kuvataan kameralla niin puhutaan kuvakulmasta, joka määräytyy kennon fyysisen koon ja objektiivin polttovälin mukaan. Objektiivin rakenne määrää kuinka suuren vinjentoimattoman ja tasaisen kuvatason/-kulman se kykenee luomaan