¿Por qué los objetivos modernos de 50 mm son tan complejos?



Los objetivos como el Nikon Z 50 mm F1.2 S son más grandes, más pesados, más caros y más complejos que los objetivos F1.2 más antiguos. ¿Pero por qué?



Primero, un poco de historia de la óptica.



En los días en que los barcos se construían con madera, la gente ya tenía instrumentos ópticos fiables. Una de estas herramientas fue una lente de distancia focal fija hecha de acuerdo con el diseño de "lente doble gaussiana". Antes de principios del siglo XX, los diseñadores de lentes ya habían creado cinco de los seis tipos de lentes que se convirtieron en la base de los que usamos hoy. (La lente de enfoque posterior se remonta a la década de 1920, y las lentes con zoom, si tiene curiosidad, son esencialmente trillizos Cook modificados).



Desde finales del siglo XIX, una lente doble gaussiana ha sido el diseño principal de las lentes de distancia focal fija de alta apertura. A lo largo de los años, los diseñadores han agregado nuevos grupos para obtener más luz, corregir aberraciones y mejorar las lentes en general. Pero hasta los tiempos modernos, la base de las lentes de distancia focal fija ha sido el "doble Gauss". Piense en cualquier lente principal conocida y lo más probable es que se fabrique con un diseño de "doble Gauss": Speed ​​Panchro, Planar, Xenon, Summicron, Takumar, Ultron, etc.







Arriba: lente Petzval, aplanat, lente gaussiana doble. Abajo: triplete de Cook, teleobjetivo, teleobjetivo inverso (retroenfoque).





La mayoría de los esquemas de doble gauss tienen características que son de importancia práctica (tenga en cuenta que dije la mayoría , no todas). Es más fácil diseñar una lente gaussiana dual con un ángulo de visión equivalente a la distancia focal de 40-60 mm de las cámaras de fotograma completo. Por lo tanto, la esfera de 50 mm generalmente está dominada por lentes gaussianos duales, y los lentes con distancias focales más grandes o más pequeñas generalmente se convierten en lentes telefoto o retrofocales. En segundo lugar, las aberraciones en las lentes gaussianas duales son más fáciles de controlar a F2.8 o menos. Se puede hacer una lente gaussiana dual F2.8 de 50 mm decente con solo cinco elementos, mientras que las aperturas más grandes requieren más elementos para corregir las aberraciones (consulte el diagrama anterior).



Pero las lentes cambian



Durante la última década, los objetivos de 50 mm se han vuelto más sofisticados. Compare la Canon 50 mm F1.2 de 30 años (derecha) con la nueva Sigma 50 mm F1.4 Art y la Zeiss Otus 55 mm F1.4 (izquierda).





Diagramas de lentes (de izquierda a derecha) Zeiss 55 mm Otus, Sigma 50 mm F1.4 Art y Canon 50 mm EF F1.2L.



Recientemente, tres importantes fabricantes introdujeron lentes F1.2 de 50 mm con un diseño aún más sofisticado, que van desde 13 a 18 elementos, con múltiples componentes asféricos y ED. Es bastante difícil ver alguna influencia de los circuitos de lente dual gaussiana en ellos.





Esquemas de lentes (de izquierda a derecha): Sony FE 50mm f1.2 GM, Nikkor Z 50mm f1.2 S y Canon RF 50mm f1.2L.



Los diseñadores de lentes no están agregando todo este nuevo vidrio para aumentar el precio y hacer que el circuito se vea más genial. Estos diseños más nuevos, más costosos y complejos están diseñados para superar las limitaciones a las que nos enfrentamos con los lentes de apertura ultraancha de distancia focal fija de 50 mm. Al menos resolverán estos problemas en teoría y mis expectativas. Y sabemos cómo suelen acabar las expectativas.



Hablemos de lentes de apertura ultra ancha.



Hablando de expectativas, durante muchos años, los fotógrafos han gastado fortunas en lentes F1.2 con la esperanza de que, a pesar de la nitidez reducida cuando la apertura está completamente abierta, al menos cuando la apertura se reduce, serán tan buenos como los lentes de 50 mm más baratos. Después de todo, reducir el agujero puede resolver todos los problemas, ¿verdad?



Desafortunadamente, las cosas no funcionaron de esa manera, al menos para las lentes gaussianas duales con aperturas mayores que F1.4. Por supuesto, disminuir la apertura relativa los hizo más nítidos, especialmente en el centro. Pero lejos del centro, nunca fueron muy claros; más bien, se volvieron aceptables. Por ejemplo, a continuación se muestra una comparación del clásico EF F1.2L de 50 mm de Canon y el nuevo Sigma 50 mm F1.4 Art, probado en F5.6. Como puede ver, el Sigma supera a Canon.





Función de transferencia de modulación (MTF) para objetivos Canon 50 mm EF 50 mm F1.2L (izquierda) y Sigma 50 mm F1.4 Art (derecha).



El gráfico de curvatura de campo demuestra que esta no es su influencia (aunque existe cierta curvatura). Más bien, estas lentes tienen aberraciones que no se han reducido mucho al disminuir la relación de apertura (el astigmatismo de tercer y quinto orden, coma elíptica y otras aberraciones de alto orden con aperturas más pequeñas no se eliminan tan bien).





Estos diagramas muestran que, aunque la apertura se reduce, las partes exteriores de la lente no son tan nítidas y hay un alto grado de astigmatismo.



Esta era la situación. La lente de apertura ultra ancha de $ 1,500 produjo tomas impresionantes en F1.2, pero cuando la apertura se redujo a F5.6 o F8, la lente F1.8 de $ 300 fue generalmente más nítida. Usé la Canon EF 50 mm F1.2L como ejemplo, pero esencialmente lo mismo fue cierto para todas las lentes ultra anchas (F1.2 o más anchas), incluida la etiqueta de precio de $ 3,000.



Probando el nuevo Sony FE 50mm F1.2 GM



Sony me envió cinco nuevos lentes FE 50 mm F1.2 GM para pruebas preliminares . Esta es una prueba incompleta porque solo hay cinco lentes, pero eso debería ser suficiente para darnos algo de información. Aunque no he probado la Canon y Nikon de 50 mm, su diseño sugiere que los resultados deberían ser aproximadamente los mismos.



Pruebas de pozo completamente abierto



En comparación con el antiguo EF Canon 50 mm F1.2, puede ver que los últimos 30 años de diseño de lentes no han sido en vano. Sony (derecha) es significativamente mejor.





Canon EF 50 mm F1.2L @ F1.2 | Sony FE 50mm F1.2 GM @ F1.2



Aquí tienes una métrica que da una idea de lo bueno que es Sony: en F1.2 tiene mejor resolución que el excelente Sigma 50mm F1.4 Art en F1.4.





Sigma 50mm F1.4 Art en F1.4 | Sony FE 50 mm F1.2 GM en F1.2



Esta es la ventaja del nuevo diseño: cuando está completamente abierto, es tan bueno como el excelente F1.4 de 50 mm. Esto definitivamente “vale la pena” para muchos fotógrafos. Pero todavía tenía curiosidad: ¿cuánto aumenta la nitidez de la apertura?



Comparaciones de diámetro reducido



Comencemos con lo obvio: comparemos una lente F1.2 GM con una lente Sony Planar 50 mm F1.4 ZA, ambas en F5.6. La ZA no es una lente excelente, pero muchos usuarios de FE han trabajado con ella. Cuando se reduce el agujero, el diagrama MTF a continuación muestra su alto astigmatismo. Esperaba que GM fuera mejor que él; y así resultó.





Sony FE 50 mm F1.2 GM en F5.6 | Sony FE 50mm F1.4 ZA a F5.6



Ahora hagamos una comparación más compleja, entre uno de los GM y el Sigma 50mm F1.4 Art (los cambié en el gráfico con el Sony de la derecha). Hay pequeñas diferencias, pero si quieres decir que definitivamente uno es mejor que el otro, prefiero quedarme callado, porque te equivocarás. El Sigma es un poco mejor en los bordes, el Sony está en el centro y el Sony tiene un poco menos de astigmatismo. Pero las diferencias son muy menores, hasta el punto de que estarán dentro de la desviación muestral y serán invisibles en las fotografías.





Sigma 50mm F1.4 Art en F5.6 | Sony FE 50 mm F1.2 GM a F5.6



Esto es exactamente lo que esperaba ver. Anteriormente, si compraba una lente de apertura F1.2 o más amplia, esperaría que la imagen estuviera desenfocada cuando la apertura está abierta, e incluso con una apertura más pequeña, no será tan nítida como una más barata y lenta. lente. Los diseños modernos (y más sofisticados) permiten que las lentes F1.2 sean increíblemente nítidas con la apertura total y tan nítidas como las lentes con aperturas más pequeñas en las aperturas más pequeñas. Y esto es, de hecho, muy importante.



Por supuesto, el permiso no lo es todo. Probablemente esto ni siquiera sea lo más importante. Pero lo importante es que al menos las lentes F1.2 no tenían tales indicadores hasta hace poco.



Y es de esperar que ahora esté empezando a comprender por qué estos nuevos lentes están formados por tantos elementos (aunque, de hecho, esta no es la única razón).






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