摄影师经常要处理的一个光学问题是与对焦呼吸有关。它通常发生在许多现代透镜上,使其难以理解其真正的光学特性。在这篇文章中,我们将仔细研究聚焦呼吸,它是如何影响图像的,以及你可以做些什么来减少它的影响。
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什么是专注呼吸?
对焦呼吸是一个术语,描述了由于调整镜头聚焦距离而发生的焦距变化。这是一个常见的问题,发生在许多摄影镜头。当对焦从近焦调整到无限远时,对焦呼吸会引起视角和放大倍率的显著变化。
在对焦过程中,这些变化对摄影师来说通常是清晰可见的,不同的镜头表现出不同程度的焦距变化。定焦镜头和变焦镜头都可能出现对焦呼吸问题。
摄影师通常会在两种情况下注意到对焦呼吸。第一种是相当常见的,因为它与镜头在近距离的放大倍数或“范围”有关。一些透镜,如尼康70-200mm f/2.8G VR II在200mm镜头下,如果对一个近距离的拍摄对象进行聚焦,它会让镜头看起来更像一个120mm镜头。这让许多摄影师感到惊讶,因为他们没想到会看到这样奇怪的现象——他们希望自己的镜头在任何距离都能像“真正的”200mm镜头那样放大被摄物。
看看上面两张图。滑块左侧的“以前”图像显示尼康50mm f/1.4G在它最近的对焦距离(聚焦在右下角的BB-8上),而“之后”的图像显示了同样的镜头聚焦在后面的白色人物(第一阶冲锋队)。注意两张照片之间的取景变化——“之后”的照片看起来缩小了,就好像是用更短的焦距镜头拍摄的一样。这是对焦呼吸对50mm f/1.4G镜头的影响。上面提到的尼康70-200mm f/2.8G VR II镜头在200mm时显示出更显著的水平。
第二种情况包括集中堆放在拍摄微距、风景或建筑摄影时。bobsports官网摄影师注意到视角在近焦距离和远焦距离(特别是无穷远)时,这可能会使后期处理期间很难将所有图像成功地合并到一个堆栈中。
不幸的是,除了一些高端(非常昂贵)的电影镜头,大多数现代镜头都表现出某种形式的对焦呼吸。为什么会发生这种情况,这是个大问题吗?
为什么隐形眼镜能呼吸
如今大多数现代镜头都采用了“内对焦”设计,基本上是在调整对焦时移动一组内部镜头元件,而不是整个镜头筒。这使得在镜头上使用滤镜很方便,因为前面的元素在聚焦时不会旋转。内对焦的另一个好处是它不会影响镜头的整体尺寸——在任何对焦距离上都保持不变。最后,在对焦时,用一组小而轻的镜头来代替镜头筒移动速度更快,提高了自动对焦速度,使自动对焦电机噪音更小。由于这些优点和其他优点,镜头制造商大多发布带有内部对焦设计的镜头。
不幸的是,这种镜片也有一个很大的缺点——它们经常表现出聚焦呼吸。当一组内部对焦透镜元件在对焦过程中移动时,其他元件保持不变,这可能会影响透镜的光学特性,包括焦距。根据内部对焦组的大小和整体光学设计,焦距的变化可以从小到大。
那么,为什么制造商不在他们的镜头规格中反映这一点呢?为什么70-200mm f/2.8镜头在200mm的角度与120mm镜头相似,仍然被称为70-200mm镜头?因为它只发生在近聚焦距离。由于一个镜头的焦距是在无穷远处测量的,一个70-200mm的镜头在无限远处聚焦时,在变焦范围的两端都有适当的70和200mm焦距。制造商通常会在他们的规格中提供信息,以便能够识别具有聚焦呼吸特性的镜头,我们将在文章的后面详细介绍。
注意:
需要注意的是,在镜头中对焦呼吸总是会导致焦距减少,而不是增加。镜头设计师有时会考虑到这一点,专门设计镜头,展示最小的焦点呼吸。在许多摄影师的抱怨之后,尼康的工程师更新了前面提到的70-200mm f/2.8G VR II镜头,采用了全新的光学公式,最大限度地减少了对焦呼吸。这一努力的结果是尼康AF-S尼克尔70-200mm f/2.8E FL ED VR正如我们在综述中详细介绍的那样,与前一款相比,这款产品在集中呼吸方面有了显著改善。
随着新的尼康s系列镜头的发布,尼康的工程师们现在正在专门设计每个镜头,以展示最小的焦点呼吸作为镜头设计的一部分。
比较这两张图片尼康Z 50mm f/1.8 S到之前提供的尼康50mm f/1.4G相机。你会注意到,新的Z挂载50mm f/1.8 S显示很少的焦点呼吸相比,其f/1.4G对应。
其他制造商也在效仿,因为他们明白摄影师遇到这样的镜头会有多沮丧。
如何发现镜头有问题
发现镜头有焦点呼吸问题最简单的方法是看它的规格,特别是它的最大放大倍率,也被称为“最大复制比”或简称“复制比”。简单地说,最大放大倍率是图像传感器上图像的大小相对于被摄体的实际大小的比率。这些信息可以很容易地用于确定与其他类似镜头相比,呼吸镜头显示出多少焦点。
让我们来看看尼康最近生产的三款70-200mm f/2.8镜头,并将它们与70-200mm f/4G VR并排比较:
尼康镜头 | 最大放大倍数 |
---|---|
尼康AF-S尼克尔70-200mm f/2.8G IF-ED VR | 0.25倍 |
尼康AF-S尼克尔70-200mm f/2.8G ED VR II | 0.12倍 |
尼康AF-S尼克尔70-200mm f/2.8E FL ED VR | 0.21倍 |
尼康AF-S尼克尔70-200mm f/4G ED VR | 0.274倍 |
正如你所看到的,尼康70-200mm f/2.8G ED VR II的最大放大/复制比在组中最低,为0.12倍,因此在对焦呼吸方面它是最差的违反者也就不足为奇了。第一个70-200mm有0.25倍的最大放大倍率,这就是为什么摄影师很快就注意到,与之前的版本相比,新的VR II版本的对焦呼吸是多么糟糕。尼康最新的70-200mm f/2.8E FL VR在0.21倍的倍率上要好得多,但这里表现最好的显然是尼康70-200mm f/4G VR,它的最大倍率为0.274倍,是该系列中最好的。
因此,如果我要在尼康70-200mm镜头中寻找一款对焦呼吸最少的镜头,我会选择f/4版本。它比其他的更便宜,更轻,它将成为焦点堆叠的优秀候选人。
然而,这不是我们购买70-200mm f/2.8镜头的原因,不是吗?人像摄影师需要70-200mm f/2.8镜头,因为它们的光学质量,他们很少注意对焦呼吸,如下文所述。
现在,如果你面前没有镜片规格,你也可以对你的镜片做一个快速测试,看看它是否受到对焦呼吸的影响。测试很简单——将相机放在三脚架上,然后将对焦环从近焦旋转到无限焦,看看当你对焦时,图像是否会“缩小”。如果是这样(很有可能),你的镜头有对焦呼吸。如果你在对焦时看到视角有很大的变化,这意味着你的镜头有很多对焦呼吸。
如何消除集中呼吸
因为我们知道对焦呼吸只是在近距离对焦时的一个主要问题,而不是在无限远时,解决方案是迫使镜头在无限远处对焦,即使是在对焦近距离的物体时。唯一能做到这一点的方法就是使用延长管.
通过使用一个或多个延长管,你将镜头移到离相机更远的地方(因为它只是一个中空的间隔),并允许它在更近的距离上无限聚焦,这反过来会减少甚至可能消除对焦呼吸。
一方面,使用延长管听起来是个好主意,但不幸的是,它们带来了一系列问题。首先,你会失去自动对焦功能的镜头与大多数延长管。其次,你会损失一些光线,这就需要使用更快的快门速度/提高ISO。第三,你会失去专注于远处物体的能力。最后,使用加长管会降低图像质量,给图像增加更多的镜头像差。
老实说,考虑到上面列出的所有缺点,使用延长管只是为了摆脱对焦呼吸对大多数摄影师来说是一个坏主意……
专注呼吸是个大问题吗?
对焦呼吸是每个摄影师都需要注意的一个大问题吗?不是真的。大多数摄影师在近距离使用大多数镜头时,甚至不会注意到视角和放大倍率的任何差异。那些这样做的人,很可能是在比较不同的镜头,只是想知道为什么他们看到了这样的差异。因此,如果你是一个静态摄影师,你可能应该完全忽略焦点呼吸问题。
我个人拥有尼康70-200mm f/2.8G VR II多年,尽管它有严重的对焦呼吸问题。我用这个镜头拍摄了很多活动、肖像和婚礼,它的回报是很多倍。这个镜头有大量的对焦呼吸,但我不在乎,因为它不影响我的图像。
然而,如果你是一个风景,建筑或微距摄影师谁想要能够专注堆栈想要成功地拍摄图像,尤其是在拍摄对象从近焦一直到无限远的时候,那么你应该密切注意你选择的镜头类型。你想要挑选的镜头表现出最少的焦点呼吸,以便在调整焦点时,镜头与镜头的视角差异最小。
对电影摄影师来说,对焦呼吸也是一个相当大的问题,因为他们不想看到在将焦点从一个主题转移到另一个主题时视角的变化。电影摄影师专门为他们的作品挑选昂贵的电影镜头,因为它们几乎没有对焦呼吸,并且在拍摄视频时具有其他重要的光学特性。
总之,除非你有这些非常特殊的拍摄条件,否则不要担心对焦呼吸,因为它可能不会以任何方式影响你的摄影。bobsports官网
我认为人们对“聚焦”或“透镜呼吸”有很多混淆。我试着把事情弄清楚一点:
1.术语“对焦呼吸”或“透镜呼吸”描述的是对焦时视角的变化。请看这里的定义:en.wikipedia.org/wiki/...ing_(透镜).它不一定与焦距的变化有关。
2.有不同的方法a)聚焦镜头(例如内部和外部,但比这更复杂-让我们不在这里深入研究)和b)校正近距离聚焦(例如使用浮动元素)。所有这些都对集中呼吸的表现方式有影响。
3.正如这篇文章中正确地指出的那样,最小或消除对焦呼吸的镜头对于电影摄影是可取的,因为它避免了在改变焦平面时转移视角(太多)。对于静态摄影来说,这bobsports官网种特定的行为并不特别重要,这里提到的一个例外是:它使堆叠更容易一些。但也请参见第6条。
4.有消极焦点呼吸-视角变宽(“缩小”)而聚焦更近,积极焦点呼吸-视角变窄(“放大”)而聚焦更近。
5.如果注意到负对焦呼吸,人们会皱眉头,因为人们觉得在更近的对焦距离上,“承诺”的放大倍率(=被认为足够指定的焦距)被“欺骗”了。特别是旅行变焦与大焦距可以显示相当极端的量。大多数讨论都围绕着这种负焦距呼吸展开——因为与其他具有相同焦距的镜头设计相比,在较近距离时放大倍率(=范围)的巨大损失是显而易见的。另一方面,这种透镜结构提供了许多优点,其中包括便携性、重量轻、无限焦距范围大和经济实惠。即使是最极端的“负焦呼吸”变焦镜头也可以在很多情况下非常有用和足够。
6.对于许多镜头设计来说,正对焦呼吸是一种相当正常的行为,对摄影师来说真的不是问题——如果你主要关注的是“触及范围”,这甚至是一件好事,因为与没有或负对焦呼吸的镜头相比,当对焦更近时,放大倍率更高。这对于叠加来说也不是什么大问题——只要先把最近的对焦镜头框起来,然后再往后推,这样你就不会丢失任何相关的图像元素了。好的叠加软件可以与不同放大倍数的单张照片一起工作,产生非常好的效果。当然,如果使用非聚焦呼吸镜片,效果会更好。
7.使用延长管引入积极的焦点呼吸-视野变窄。就像最后一段说的:没什么问题。
8.在一定焦距下的最大放大倍数不仅受对焦呼吸的影响,还受镜头最小对焦距离的影响。
其中一些观点已经被其他人在这里的评论区提到了,
我希望这能澄清一些事情。
亲爱的纳西姆,很抱歉这么说,但你的文章基本上是假的,因为你没有抓住要点。
一个在对焦时不改变焦距的镜头(通过改变与传感器的距离来对焦,就像你在使用延长管时所做的那样)有很多对焦呼吸。
如果你想避免对焦呼吸,那么你必须在近距离聚焦时缩小焦距。
透镜的焦点是平行射线(即来自无穷远处)经过透镜后相交的点。透镜的焦距是由透镜到焦点的距离决定的。这意味着镜头的焦距与它到传感器的距离无关,根本不需要传感器。因此,只通过改变与传感器的距离来聚焦的照片镜头永远不会改变焦距。
现在如果你画一个草图,右边是传感器的描边,左边是透镜,然后你画出从传感器边缘穿过透镜中心的光线,如图所示digicam-experts.de / faqfo…kus_1a.jpg(“Brennweite”的意思是焦距),然后你就有了视角。如果你现在通过改变镜头到传感器的距离来聚焦到更近的物体(就像你用延长管做的那样),然后在草图上把镜头移到左边,当你从传感器边缘穿过镜头中心重新绘制光线时,你就有了一个更小的视角,如图所示digicam-experts.de / faqfo…kus_1b.jpg.也就是说,用相同的镜头,这意味着相同的焦距,你有强烈的焦点呼吸。
如果你想在不向左移动镜头的情况下对焦,那么你可以用另一个镜头来交换镜头,使光线弯曲得更强。视角保持不变,看这里digicam-experts.de / faqfo…kus_2b.jpg所以没有对焦呼吸,但是你减小了焦距因为更强的镜头焦距更短。
(这里是完整的文章digicam-experts.de /常见问题/ 12-用德语,但我把主要部分拿出来给你解释。)
这意味着70-200 VR在近焦时焦距的缩短可能不是一个bug,而是一个功能。但并不是每个摄影师都喜欢这个功能。
为什么不进行数字更正呢?
它主要影响视频,而视频已经过度采样了。
难怪尼康会重蹈渡渡鸟的覆辙。消费者不喜欢在花了很多钱买了一件产品后被骗。
发现镜头有对焦呼吸问题最简单的方法是看它的规格,特别是它的最大放大倍率,也被称为“最大复制比”或简称“复制比”。
我认为我们应该同时观察最大放大倍率和最小聚焦距离来发现焦点呼吸问题。
先生们:
在你关于专注呼吸的文章中,有一张很棒的照片。它有
地质年代的美丽图层。我试图在你的照片点部分找到位置,但它没有列出。你能告诉我这张照片的拍摄地有没有名字或者照片是在哪里拍的吗?
谢谢你!
谷歌搜索显示这些是约旦佩特拉的洞穴
我认为这篇文章可以从更多的思考和清晰中受益。
据我所知,尼康50mm f/1.4G相机的对焦性能与只有一个光学元件的镜头基本相同。为了更近地对焦,你将镜头元件移到远离传感器的地方,这会减小视角。举个极端的例子,如果你想使用这个镜头作为微距镜头,你可以使用一个延长管,使镜头的光学中心和传感器之间的距离加倍。这将减少一半的视角。或者换句话说,它会给你一个与100毫米镜头在无限聚焦相同的视角。
电影镜头和摄影镜头的对焦方式不同。在电影镜头上,改变焦距会改变镜头的焦距,同时保持光学中心(因此视野)不变。如果有一个50mm的微距电影镜头,那么在无限远处聚焦时,它的焦距为50mm,而在足够近的距离聚焦以获得1:1的复制比时,焦距为25mm。
“对焦呼吸”,在我的理解中,指的是当你改变焦距时,镜头的焦距会发生变化的现象。基于这个清晰度,你用50mm尼康相机展示的图像没有显示对焦呼吸,因为视野变化了,但镜头的焦距没有变化。
有一个术语来指代当你改变镜头焦点时发生的视野变化是有用的,但使用术语“焦点呼吸”来指代这个目的似乎是一个糟糕的选择,因为大多数摄影网站使用这个术语来指代焦距的变化。bobsports官网
如果你是摄影师而不是电影摄影师,尼康50mm的视野变化对你来说可能太小了,你甚至都注意不到,更不用说担心了。当摄影师抱怨对焦呼吸时,他们并不是在抱怨当他们近距离对焦时,他们的视野会略微变窄,就像改变对焦不会改变焦距的镜头一样。他们也没有抱怨镜头的焦距会稍微变短,就像电影镜头那样。他们抱怨焦距急剧缩短,导致视野变宽。
例如文中提到的尼康70-200mm f/2.8G VR II,其最小对焦距离为1.4米。如果你有一个200米的镜头,在改变焦距时不改变焦距,那么将焦距从无穷大改为1.4米将使视场缩小约12.5%。一个200mm的电影镜头将通过将焦距缩小到175mm来弥补这一点,以保持视野不变。但据报道,尼康将焦距缩短至120毫米,视野扩大了约46%。
人们对此抱怨有两个原因。首先,焦距变化很大。视场46%的变化比12%的变化要明显得多。第二,视野的改变方向是错误的。如果你用长焦镜头拍摄1.4米外的物体,那是因为你拍摄的物体很小。如果你注意到视野缩小了12%,你很可能会感到满意,而不是失望。如果你不想缩小视场,你可以随时缩小到175毫米。
这意味着尼康50mm f/1.4G相机拍摄的图像并不是一个理想的对焦视场变化的说明,因为摄影师抱怨的变化更大,而且方向相反。
我不知道为什么有些镜头的焦距会发生巨大变化。文章指出了内在聚焦,我相信这是答案的一部分,但它不是完整的答案。有很多内置对焦的电影镜头。尼康Z 50mm f/1.8 S有内对焦,但文章显示,当镜头聚焦得更近时,视野仍然会变得更窄。因此,使用内聚焦可能意味着焦距会随着对焦的拉近而减小,但这并不意味着焦距必须急剧减小,甚至减小到足以导致视场增大。
“因为我们知道对焦呼吸只是在近距离对焦时的一个主要问题,而不是在无限远时,解决方案是迫使镜头在无限远处对焦,即使是在对焦近距离的物体时。实现这一目标的唯一方法就是使用延长管。”
大错特错,纳西姆。
首先,我相信你知道宏观风箱。
其次,我几乎可以肯定你已经意识到使用无反光镜z机身和g镜头的风箱的可能性,这样你就可以保持无限焦。
第三,60年代或70年代的标准手动对焦镜头移动了整个镜头包,并且正在做你所说的只有延长管才可能做到的事情。后来的镜头公司继续使用“浮动元素”来提高近焦效果。也就是说,两个或两个以上的透镜组的运动方式不同,可能会导致“对焦呼吸”,这在当时是一个未知的词。
第四,即使使用扩展管或波纹管,当尝试使用比70-200或50毫米更大的角度进行聚焦堆叠时,也会遇到复杂的情况。根据透视和距离的不同,构图中的元素可能会模糊很多,而焦点内的元素会被前面和背景的模糊所覆盖,这仅仅是不可能解决透视矛盾的。没有解决办法,因为你不能关掉前景。幸运的是,这个问题只出现在试图集中堆栈。但它也显示了对抗集中呼吸的局限性——它可以被最小化,但不能完全避免。
“第三,60年代或70年代的标准手动对焦镜头改变了整个镜头包,你所说的只有延长管才能做到。”
我不敢苟同,我很快测试了一下:我所有的旧尼康/尼克尔镜头从20mm到180mm都能对焦呼吸。Q.C. Auto 3.5 f=135mm和Q Auto 2.8 f=24mm都是六十年代的。其他的都是七十年代或更晚的,尽管大多数都有更老的镜头设计。(尼康以长期重复使用镜头设计而闻名。这种情况在z型镜头之后发生了巨大变化。)
(请不要吹毛求疵,例如关于延长管或风箱。我想我们都明白这里的意思了,不是吗?)
好吧,我的挑剔是关于风箱允许连续调整(不移动三脚架),并可能包括无限聚焦,而扩展管是相当不切实际的。而纳西姆的声明“能够实现这一目标的唯一方法”就是排除一切其他因素。
现在,我只有一把旧的尼克尔,1969年的35/2.8。那是把整个镜头系统作为一个整体来移动。我想,它也会做集中呼吸,和你的一样,如果我没理解错的话。
但将整个镜头作为一个单独的组移动,只不过是在机身和镜头之间增加了一个延长管。如果纳西姆的说法是正确的,就不应该有任何焦点呼吸。但我相信,这是不对的。
避免对焦呼吸的方法是,在调整距离的同时,焦距也要调整,因为物体的放大倍率要保持不变。然而,我不认为这对摄影师来说是个大问题。对于严肃的电影摄影师来说,无论如何都有很多理由去拍摄ciné-lens。
尼克尔S可能确实表现出较少的对焦呼吸-但它们也没有适当的对焦尺度,它们是通过电线聚焦的,我不认为它们在不同的拉焦速度下对准确的对焦非常有用。如果我更喜欢视频,我就不会把它们作为首选。
此外:任何透镜,如果不是特别设计的,确实聚焦呼吸,因为透镜的运动达到不同的焦点缩短或延长焦距。
文章指出,内聚焦变焦镜头比定焦镜头的性能更差。
PS:我想知道是否有一种镜头是完全没有对焦呼吸的。
当然,“…不仅仅是固定焦距镜头”。对不起。添加一些信息:
蔡司100mm f/2 Makro-Planar据说是那些几乎没有对焦呼吸(FB)的镜头之一。电影镜头也有FB,一般来说更少,但其中一些是专门设计来减少它。Tokina声称自己有不含FB的隐形眼镜。但仔细一看,他们还是会这么做。我读了一些关于FB的电影镜头的文章,偶然发现了蔡司/Arri Master质数。但即使他们做了一点FB,即使他们的设计是最小化它。他们花了一大笔钱。
我的结论是,没有焦点呼吸就没有镜头。我只是提供一些我发现的信息,并不是一个透镜专家。
我很高兴我的摄影类型没有受到FB的影响。bobsports官网干杯!1月
我认为,电影变焦镜头在变焦时不会散焦(这对摄影变焦来说通常不是问题)。我也很高兴不用担心集中呼吸。没有FB的镜头是非常困难和不可能的,我认为有一点FB通常是没有问题的,如果一部电影唯一的缺点是用一个镜头来拍摄,展示了一些FB,我很乐意买一张票:)
最近我读了一篇关于非常昂贵的专业电视镜头的文章。很少对焦呼吸和局部对焦(缩放时没有对焦转移)
事实上,大多数静止摄影师都能忍受这种情况,因为他们在拍摄前就已经摆好了镜头。然而,视频/电视射击游戏却面临着更大的问题。
Robin,我花了一分钟才弄清楚我可以触摸箭头,来回滑动来显示整个前后帧。如果你没有触摸屏,鼠标也可以。
Nasium,谢谢你这篇简单易懂的文章解释了专注呼吸。这个题目一直困扰着我,现在我明白了。
非常欢迎JD!很高兴你喜欢这篇文章。
引文:“因为它只是一个中空的垫片”
什么?“相机”是一个“空心”间隔器?(括号的位置)
也许:“因为他们只是一个肤浅的间隔者”
除此之外,我真的很喜欢这篇文章-尽管我想阅读更多关于这些光学特性背后的理论:)
[请随意删除这些评论]
我相信纳西姆指的是空心(不是“空心”)。延伸管是空心垫片。为了有机会阅读在这个网站上找到的高质量的信息,我愿意忍受一到三个错字!
谢谢你,蒂姆,我就是这个意思。我赶着发表这篇文章,因为我忙着约旦研讨会-应该校对它!