Apertura máxima en lentes con zoom: ¿paso a paso o lineal?

Al hacer zoom con lentes sin una apertura máxima fija, el cambio en la apertura * que muestra la cámara es gradual, generalmente en pasos de tercios. Pero , ¿la apertura máxima es realmente la misma siempre y cuando la cámara diga que es la misma, o hay una diferencia dentro de los mismos pasos? Es decir, ¿la abertura en realidad será un poco más grande en el extremo más amplio de dicho intervalo?

Y, ¿hay gráficos, etc., disponibles que muestren las aberturas máximas intermedias de los lentes con zoom, entre la distancia focal más larga y la más corta? Estoy principalmente interesado en Canon, pero también en otras marcas.

*) editar: supongo que el número F es más preciso.

La apertura seleccionada rara vez es la apertura física exacta real de la lente. Por lo general, existe una cierta discrepancia entre la apertura relativa que informa la cámara, como f / 3.5, y el área física real de la apertura actual. Como tal, la exposición rara vez es exacta y puede variar en un grado medible (y a menudo visible) entre muestras de una lente dada y entre una lente dada y muestras de una cámara dada. También a menudo hay variaciones de hasta 1/3 de una parada o más entre las marcas de cámaras para lo que de otro modo serían exactamente los mismos ajustes de exposición con lentes equivalentes.

Las mejores demostraciones del mundo real de la diferencia entre una apertura reportada y la especificación de apertura de una lente requerida para lograr su diseño son usualmente patentes de lentes. Algunas patentes recientes de lentes Canon, según lo informado por Canon Rumours, son un gran ejemplo de algunos valores de "apertura relativa" del mundo real para diseños de lentes pendientes:

Ejemplo 1
- Relación de zoom 4.01
- 135.50 - - 290.90 mm 72.50 distancia focal
- Fno 4.66 -. 4.97 - 5.87
- 9.07 - - 4.25deg 16.62 medio ángulo de visión.
- Altura de imagen 21.64 mm
- 171.47 - - Lente de longitud completa de 204.08 mm 144.08
- BF 40.08 mm
- 18 hojas de configuración de lente de 12 grupos
- 3 hojas de vidrio UD
- Difracción plana
- Zoom de siete grupos positivo y negativo positivo positivo y polaridad negativa
- Enfoque interno (Grupo 6)
- Corrección de sacudidas (grupo 2)

Ejemplo 2
- Relación de zoom 2.84
- 200.00 - - 292.50 mm 103.00 longitud focal
- Fno 4.67 -. 5.44 - 5.77
- 6.17 - - 4.23deg 11.86 medio ángulo de visión.
- Altura de imagen 21.64 mm
- 189.12 - - Lente de longitud completa de 210.66 mm 162.16
- BF 45.16 - 58.25 - 70.16 mm
- 13 piezas en 11 grupos Construcción de lente
- 2 hoja de vidrio UD
- Difracción plana - Zoom de cinco grupos de positivo y negativo positivo positivo y negativo
- Enfoque posterior

Notarás las especificaciones de Fno para estos dos ejemplos de nuevos diseños de lentes ópticas difractivas o DO. El primer ejemplo enumera el rango de F-Number como 4.66 a 5.87. Ninguno de estos son F # estándar, como f / 4.5, f / 5 o f / 5.6, sin embargo, son los límites de ingeniería especificados de la lente. En realidad, no puede marcar una apertura exacta de f / 4.5 en la Lente de ejemplo n. ° 1 ... cuando lo hace, en realidad está obteniendo una apertura real de f / 4.66. El mismo trato si marca f / 5.6, lo que en realidad significaría que está obteniendo una apertura real de f / 5.87. (El número de apertura media, si entiendo la nomenclatura bastante extraña de estas patentes, sería lo que obtienes alrededor del centro de la lente, que parece ser el primer número de distancia focal, que en el caso de la lente n. ° 1 es 135 mm. )

A medida que cambia la distancia focal de una lente a la apertura máxima para una lente de apertura variable, el tamaño físico de la apertura NO cambia. El diafragma permanece en su ajuste más amplio posible ("relajado"). El número F real cambiará sin problemas y no de manera no escalonada. La lente informará sobre la apertura de 1/3 de parada "conocida" más cercana en uno de los puntos especificados (es decir, f / 4.5 para f / 4.66 @ 72.5mm, f / 5 para f / 4.97 @ 135.5mm, f / 5.6 para f / 5.87 @ 290.9mm), y eso es lo que se mostrará en EXIF ​​como la apertura seleccionada, sin embargo, las aberturas reales (es decir, f / 5.87) a menudo se mostrarán en EXIF ​​como "Valor de apertura máxima" o algo similar.

Por lo general, puede observar este cambio suave en la apertura si apunta una lente hacia su cara con una luz brillante sobre su cabeza para que ilumine el cilindro interno de la lente y ajuste la distancia focal. Verá que la cámara no realiza ningún tipo de microajuste de apertura cuando hace zoom. Este es siempre el caso en la apertura máxima, y ​​generalmente el caso en todas las demás aberturas, aunque a veces hay ligeras diferencias entre los casos de detención de la lente a una apertura más pequeña simplemente debido a la naturaleza de una operación de diafragmas. (Use un botón de vista previa DOF para ver el comportamiento en cualquier apertura, incluida la apertura máxima ... de lo contrario, la cámara siempre permanecerá en un estado "relajado").

Las mismas diferencias de precisión están presentes en otros aspectos de la lente también. Ejemplo La lente n. ° 1 es en realidad una lente con una relación de zoom de 4. Dejando a un lado la nomenclatura original, la lente es en realidad una lente de 72.5 mm a 290 mm ... o un reemplazo para la lente de 70-300 mm f / 4.5-f / 5.6 DO. Del mismo modo, la lente de ejemplo n. ° 2 es en realidad una lente de 100-300 mm f / 4.5-5.6 DO.

Si bien estas especificaciones imprecisas, al menos en relación con los números idealistas en los que generalmente pensamos los fotógrafos, en realidad son muy exactas y muy necesarias para la fabricación exitosa de una lente dada a un precio determinado. La fabricación de lentes para lentes DSLR es muy compleja, y particularmente cuando se usan lentes más grandes o lentes de ángulo extremadamente amplio, puede ser muy costosa debido al tamaño físico de muchos de los elementos de lente necesarios. Las lentes de Óptica Difractiva (DO) tienen la complejidad adicional de elementos de rejilla de difracción que, si bien permiten que las lentes se hagan físicamente más pequeñas, requieren un conjunto adicional de complejos procedimientos de fabricación.

Las especificaciones precisas como esta permiten a los fabricantes crear una lente DO de 100-300 mm que realmente pueden vender y obtener un poco de beneficio, sin las discrepancias con sus "especificaciones de venta" (es decir, 103 mm - 292.5 mm en lugar de una lente que es exactamente 100 mm - 300 mm) realmente tiene mucha diferencia en el usuario del mundo real. Cabe señalar que estas discrepancias realmente no importan en el mundo real , y las discrepancias pueden ser mayores a distancias focales más largas. Una diferencia de aproximadamente diez milímetros en longitudes de supertelephoto, unos pocos milímetros de diferencia en longitudes de teleobjetivo normales a cortas, o una fracción de milímetro en longitudes de gran angular, así como pequeñas discrepancias en el número F son indistinguibles para los fotógrafos en el mundo real, así que no dejes que te molesten.

La apertura se mide como una relación. Entonces, a medida que amplías la apertura, en realidad tiene que agrandarse para mostrarte el mismo valor. En relación con su pregunta, esto significa que la apertura se hace más grande cuando se acerca y la cámara muestra el mismo número.

Digamos que tiene una lente imaginaria de 10-20 mm F / 2-F / 4, solo para usar números redondos. Con 10 mm, F / 2 significa que su apertura es de 5 mm de ancho. A medida que se acerca para decir 15 mm, entonces la apertura necesitaría abrirse hasta 7.5 mm para seguir siendo F / 2. Si 5 mm fuera el máximo, entonces a 15 mm, le daría una apertura de F / 3 (= 15/5) y cuando alcance 20 mm, estaría en F / 4 (ya que 20/5 = 4).

Ahora, para simplificar las cosas, la mayoría de las lentes se redondean al incremento de exposición más cercano , generalmente 1/3 o 1/2 EV, de lo contrario, obtendría casos en los que la exposición es difícil de configurar, ya que las velocidades de obturación también se especifican en paradas. En muchos pactos, este no es el caso y terminas con aperturas extrañas como F / 5.8 y velocidades de obturación extrañamente correspondientes como 1 / 427s. Ahora, cuando la cámara indica que la apertura ha bajado, la abertura de hecho se ha reducido. Técnicamente, la cámara no tiene que hacer esto en incrementos fijos, pero lo hace más simple.

Hay lentes que se conocen como lentes de apertura variable continua que permiten que la apertura varíe en pasos más pequeños, como 1/16 EV. Estas lentes a veces se etiquetan como lentes compatibles con HD o película porque proporcionan una mejor transición al grabar video donde los pasos discretos son más notables. Este es el caso de la Panasonic Lumix G Vario HD 14-140 mm F / 4-5.8 ASPH OIS, por ejemplo.