¿Por qué los objetos lejanos se invierten a través de una lente pero no a través del visor?

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Cuando miro a través de una lente, la imagen de los objetos lejanos se invierte, pero al mirar el visor de mi cámara, no. ¿Por qué es esto?

En primer lugar, me cuesta entender por qué los objetos lejanos están invertidos.

¿Podría alguien proporcionar una explicación o diagramas de rayos (preferiblemente usando una fuente puntual en un objeto e incluyendo la lente en el ojo humano)?

EDITAR: Gracias a todos, ahora entiendo por qué los objetos alejados de una lente aparecen invertidos. Pero, ¿puede alguien explicar ahora cómo los elementos de la cámara hacen que los objetos invertidos aparezcan bien arriba sin hacer que los objetos normales cercanos aparezcan al revés?

EDITAR 2: No puedo proporcionar una imagen en este momento porque estoy en la escuela, pero ¿sabes cómo cuando miras a través de una lupa y los objetos lejanos estarán invertidos y borrosos, pero los objetos cercanos estarán nítidos y erectos (normal)?

Eso es lo que sucede cuando miro a través de las lentes de mi cámara mientras no están conectadas a la cámara, pero cuando están conectadas a la cámara y miro a través del visor (o la película procesada), los objetos en la imagen producida son todos La misma orientación.

¿Significa esto que la lente en realidad no produce imágenes como lo haría una lupa porque los objetos en las imágenes producidas en la película tienen la misma orientación? ¿O esto significa que una lupa en realidad no produce objetos con diferentes orientaciones? Si una lupa no lo hace, ¿por qué se ve así y los diagramas de lentes convexos son incorrectos (muestran una imagen virtual en posición vertical para objetos cercanos e imágenes reales al revés para objetos lejanos)? ¿No es una lupa solo una lente convexa?

Se ve como una lupa cuando miro a través de la lente. Por eso pensé que la lente estaba produciendo objetos con diferentes orientaciones. Esto también va con los diagramas de lentes convexos a continuación que muestran objetos con diferentes orientaciones.

Entonces, ¿la lente produce objetos con diferentes orientaciones o no? Si no, ¿por qué se ve así cuando miro a través de la lente, y también según los diagramas de lentes convexas parece que debería ser? Si no es así, ¿cómo corrigen las otras lentes en un accesorio de lente de cámara la lente convexa? Y si es así, ¿por qué la película y el visor muestran objetos con la misma orientación?

Perdón por preguntar tanto. ¡Esto es tan confuso!

EDITAR 3: Así es como pensé que funcionaría una lente de cámara: Lentes

Olvidé mencionar en EDIT 2 que parece que los objetos cercanos ni siquiera deberían aparecer en la película según los diagramas.

Todavía no entiendo ... = (

EDITAR 4: Entonces, los objetos realmente cercanos al lente de la cámara no deberían aparecer en la película, ¿correcto?

Entonces ... ¿Por qué todos los objetos en el visor aparecen en posición vertical? Dado que mi ojo está reviviendo tanto los rayos de luz de los objetos cercanos (imágenes verticales verticales) como los objetos lejanos (imágenes reales invertidas) ¿no deberían realmente cerrar objetos y objetos más lejanos con diferentes orientaciones? ¿Como mirar directamente a través de la lente? ¿Cómo cambia algo el visor?

EDITAR 5: Muchas gracias a todos. Gracias por la ayuda.

"Cualquier cosa lo suficientemente cerca como para formar una imagen virtual no se enfoca en la pantalla de enfoque"

Entonces, digamos que coloco un bolígrafo justo en frente de la lente y lo miro directamente. La imagen que veo está en posición vertical, lo que significa que es una imagen virtual. Ahora digamos que coloco la lente en la cámara y miro por el visor. Todavía puedo ver la pluma pero está borrosa (porque la distancia focal es más larga, ¿verdad?). La lente forma una imagen virtual de la pluma, pero aún puedo verla en el visor. ¿Por qué es esto? Si el visor me muestra exactamente lo que estaría en la película, no debería mostrar el lápiz en absoluto (según los diagramas de la imagen de arriba), ¿verdad?

EDITAR 6: Tal vez debería formar una imagen borrosa. Como una cámara con agujero de alfiler o algo así. En cualquier caso gracias por toda la ayuda a todos. Sé que puede ser frustrante tratar de enseñarme. Puedo ser bastante denso a veces.

Brandon K
fuente
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Los visores cambian la imagen por ti, en las cámaras réflex ese pequeño bloque de aspecto piramidal en la parte superior de la cámara es un pentaprisma (prisma de 5 lados) que hace la magia óptica y en las cámaras electrónicas simplemente está conectado de esa manera. En las cámaras TLR y de visualización antiguas, la imagen está al revés y se voltea en la "pantalla". Alguien más tendrá que manejar los diagramas ópticos por usted =)
Patrick Hughes
No sé mucho sobre óptica (tal vez podrías hacer esta pregunta sobre el SE de física o algo así), pero el concepto es similar a cuando sostienes una lupa con el brazo extendido y miras a través de ella.
J. Walker
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Los objetos lejanos y los objetos cercanos tendrán la misma orientación con la misma lente. De lo contrario, las imágenes con objetos cercanos y lejanos se verían muy extrañas.
Lea mi perfil el
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En la edición: no lo hacen . ¿Puedes publicar una imagen que ilustre lo que estás viendo?
Lea mi perfil el
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Con respecto a la Edición 4: cuando mira a través del visor de su cámara, no está mirando directamente a través del objetivo. Además del prisma invertido y la óptica del visor, está mirando una pantalla de enfoque o vidrio esmerilado que muestra la imagen formada por la lente. Está a la misma distancia de la lente que la película o el sensor. Cualquier cosa lo suficientemente cerca como para formar una imagen virtual no se enfoca en la pantalla de enfoque, por lo que no se ve como una imagen ampliada en el visor. No tienes el camino despejado hacia la lente que tienes cuando quitas la lente de la cámara y la sostienes contra el ojo.
coneslayer

Respuestas:

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Es "bastante fácil" explicar la pregunta básica con un diagrama de rayos o un medio similar; vea a continuación
PERO es importante darse cuenta de que la respuesta a por qué el visor o las imágenes del ojo humano no están invertidas es "por diseño" o "porque" ( elige uno, ambos esencialmente iguales) Es decir, el sistema requiere que el resultado sea de cierta manera, por lo que se proporcionan los pasos necesarios para implementar el resultado.

En el caso de un visor, se agregan lentes adicionales, espejos o prismas (o una combinación de estos) según sea necesario para lograr el resultado final. La verdadera pregunta no es "por qué es así", sino cómo se hace.

En el caso del ojo humano, la imagen de la Retina está invertida y el cerebro la mira "hacia arriba" en lo que respecta al espectador.

La siguiente información de este excelente sitio muestra cómo funciona la inversión básica.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Ver también -> Más sobre diagramas de rayos


En el caso del ojo, la imagen se invierte: { Desde aquí: baja tecnología pero interesante }

ingrese la descripción de la imagen aquí

http://www.quantumtheatre.co.uk/Lights%20&%20Sounds%20notes%20Key%20Stage%202_files/image022.jpg


IMPORTANTE:

Tenga en cuenta que si bien la imagen de arriba capta su atención ya que demuestra inversión, en realidad hace un muy mal trabajo al mostrar cómo funciona la lente del ojo. A medida que la lente del ojo está cada vez más incrustada en la córnea, la interacción aire-córnea realiza la mayor parte de la 'lente' mientras que la interfaz de la córnea-lente solo maneja aproximadamente el 10% de la flexión total.

Aquí se encuentra disponible una excelente discusión sobre esto: vea la sección En su ojo y a continuación se muestra una imagen razonablemente correcta de cómo la luz es realmente doblada por el ojo.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Russell McMahon
fuente
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¿Puede la gente dejar de decir que el cerebro da vuelta la imagen? La imagen proyectada es "girada" tanto por el cerebro como por el software en una cámara: no hay nada que requiera que el sensor (en el ojo o digitalmente) esté orientado de la misma manera que el sujeto ...
SoftMemes
Hmm, nunca lo pensé de esa manera.
Brandon K
@Freed: si has intentado mirarte en un espejo para controlar tu mundo, puedes reconsiderar :-). Sé lo que quieres decir PERO la necesidad es que lo que está a tu derecha físicamente se percibe como tu derecha y dónde, por ejemplo, está tu mano derecha. Para que interactúes con la realidad de manera consistente, ayuda (pero no es esencial) si todos los sensores tienen un conjunto de reglas consistente. Por ejemplo, los dentistas se vuelven expertos en trabajar invertidos o no según lo requiera la situación. El "cerebro invierte la imagen" es una abreviatura útil para significar que presenta la información de una manera que se integra con el sistema de sensores en general.
Russell McMahon
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@Russel, es exactamente por las razones que describe que no estoy de acuerdo con decir que el cerebro invierte la imagen. Da la impresión de que hay un esfuerzo mental adicional involucrado en ver porque lo que está arriba en el mundo exterior está abajo en la imagen proyectada en el ojo.
SoftMemes
@Freed: similar a los juguetes de los niños con lentes multifacéticos que pretenden simular la visión de los insectos. ¡No! Si los insectos tuvieran esa percepción del mundo, no podrían funcionar.
Lea mi perfil el
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Este enlace proporciona una buena (a veces compleja) respuesta a su pregunta.

En breve:

  • Un elemento de lente normal aumenta pero se limita a un cierto factor de aumento
  • Las combinaciones de lentes complejas pueden obtener más aumento y pueden invertir la imagen debido a los diferentes atributos de las lentes y su uso en el objetivo. (Puede captar el haz de una lente detrás de su punto focal y volver a enfocarlo con otra lente-> invierte la imagen)
  • Un pentaprismo invierte la imagen cuando se envía al visor, para que tenga el "aspecto" final de la imagen y pueda trabajar con ella.
mmlac
fuente
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"Antienfoque" de objetos a menos de 1 distancia focal de la lente:

  • Esto aborda una de las preguntas que surgieron durante sus "ediciones" pero no está implícita en su línea de asunto.

La pregunta: este es un resumen de su pregunta: todo el texto es suyo.

  • Olvidé mencionar en EDIT 2 que parece que los objetos cercanos ni siquiera deberían aparecer en la película según los diagramas.

  • EDITAR 4: Entonces, los objetos realmente cercanos al lente de la cámara no deberían aparecer en la película, ¿correcto?

  • "Cualquier cosa lo suficientemente cerca como para formar una imagen virtual no se enfoca en la pantalla de enfoque"

  • Entonces, digamos que coloco un bolígrafo justo en frente de la lente y lo miro directamente. La imagen que veo está en posición vertical, lo que significa que es una imagen virtual. Ahora digamos que coloco la lente en la cámara y miro por el visor. Todavía puedo ver la pluma pero está borrosa (porque la distancia focal es más larga, ¿verdad?). La lente forma una imagen virtual de la pluma, pero aún puedo verla en el visor. ¿Por qué es esto? Si el visor me muestra exactamente lo que estaría en la película, no debería mostrar el lápiz en absoluto (según los diagramas de la imagen de arriba), ¿verdad?

  • EDITAR 6: Tal vez debería formar una imagen borrosa. Como una cámara con agujero de alfiler o algo así.


Lo que está describiendo es exactamente lo que sucede, pero debido a que el desenfoque de objetos más cerca de una distancia focal de la lente es progresivo a medida que aumenta la distancia dentro del punto focal, tal como lo sugiere su diagrama, no solo se "desvanecen" a medida que entran la distancia crítica, más bien se vuelven cada vez más indistintos cuanto más se acercan a la cara del objetivo

Las imágenes a continuación muestran ejemplos razonablemente extremos de esta 'característica' que se utiliza con buenos resultados para eliminar casi por completo los elementos de fondo cercano de la foto; en este caso, las barras verticales y una malla razonablemente pesada se desvanecen muy bien al desenfocarse y extenderse tan ampliamente como no Ser notificado.


Los objetos en primer plano (en este caso, una malla pesada y barras de jaula) que están más cerca de la lente que su distancia focal son "anti-enfocados" hasta el punto de casi invisibilidad.

Su diagrama 3 con barras de jaula agregadas:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Este es uno de mis "trucos" estándar para fotografiar objetos en jaulas y entornos similares donde hay una capa de oscurecimiento incompleta con la que puedes enfrentarte. Un "truco" extremadamente útil.

En esta foto hay barras de jaula muy cerca del elemento frontal de la lente, tan cerca como pude conseguirlas. Utilizo este método para "abandonar" con éxito incluso barras bastante sólidas. En este caso se trata de barras de jaula de espesor normal. La distancia al elemento frontal es inferior a 50 mm y es una lente f1.8 de 50 mm. Hay algunos efectos ópticos presentes, pero la mayoría de los espectadores normalmente no los notan. La versión de mayor resolución de esto está aquí y haga clic en el ícono de descarga segundo desde la derecha en la parte superior de la foto. Esto le da una mejor visión de lo que NO PUEDE ver.

BARRAS DE JAULA ENTRE AVES Y VISOR

ingrese la descripción de la imagen aquí

Este es un ejemplo aún mejor, ya que hay una pequeña malla cuadrada muy gruesa entre la cámara y el sujeto (creo que no más de 20 mm cuadrados; puedo ver otras fotos). Esto estaba usando una lente de 18-250 a 18 mm, f6.3 * Ver fotos que muestran la malla que estaba presente en la segunda foto a continuación. Visualmente, la malla arruina la presentación del pájaro y la cámara "ve" al pájaro mucho mejor de lo que el ojo puede ver.
La misma foto en Facebook aquí

MALLA CUADRADA MUY GRUESA Y ESPALDA ENTRE AVES Y VISOR

ingrese la descripción de la imagen aquí

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(*) Originalmente dije que esto fue tomado con una lente f1.8 de 50 mm, pero después de verificar el original, he cambiado los detalles, como se indicó anteriormente.

Russell McMahon
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Si una lente convergente tiene una distancia focal f, un sujeto que esté en la posición p con respecto a la lente generará una imagen en la ubicación q = f / (f / p-1) [la ecuación fundamental es f / p + f / q = - 1]; la proporción de tamaños de imagen será p: q. Cuando pyq tienen el mismo signo, la imagen estará en el mismo lado de la lente que el objeto, y la relación de tamaño será positiva. Cuando pyq tienen signo opuesto, la imagen estará en el lado opuesto de la lente, la relación de tamaño será negativa (lo que implica una imagen invertida).

Tenga en cuenta también que si una imagen formada por una lente se usa como el "sujeto" por un segundo, esa segunda lente no "importará" en qué lado de la primera lente aparece la imagen, ni siquiera en qué lado del segunda lente aparece la imagen; se aplicará la misma fórmula de posición y tamaño. La distinción entre imágenes virtuales y reales solo es relevante cuando se trata de colocar un objetivo (como una hoja de película) en el plano focal, y se puede expresar simplemente observando que las lentes no pueden hacer nada si no están ubicadas entre el sujeto real y el objetivo focal previsto; si la lente final presentara una imagen virtual, eso implicaría que el objetivo tendría que estar entre el sujeto real y la lente final, haciendo que esa lente final sea irrelevante.

Un telescopio u otro instrumento similar usará una lente o secuencia de lentes para enfocar una imagen, luego usará otra lente o secuencia de lentes que esté "mirando" esa imagen para enfocar otra imagen, etc. La primera lente producirá una imagen que está al menos a una distancia focal de él. En un telescopio, la segunda lente se coloca de tal manera que la imagen siempre estará en el mismo lado que el espectador. En tal situación, la segunda lente enfocará una imagen a menos de una distancia focal de distancia. Los sujetos que estaban infinitamente lejos de la primera lente se enfocarán casi infinitamente detrás de la segunda, lo que hace que el término f / p se acerque a cero, produciendo así una imagen una distancia focal detrás de la segunda. Los sujetos que están infinitamente lejos de la primera lente se enfocarán una distancia discreta detrás de la segunda, y producirá una imagen cuya distancia desde la lente es aún más corta. El efecto neto es que, independientemente de la ubicación de la imagen original, la segunda lente producirá una imagen que está entre cero y una distancia focal de distancia. Como la primera lente produjo una imagen en el lado opuesto al sujeto original, invertirá la imagen; dado que la segunda lente produjo una imagen en el mismo lado que su "sujeto" [el sujeto era una imagen ubicada en el mismo lado que el espectador] no invertirá la imagen.

Muchos tipos de aparatos telescópicos destinados a la visión del ojo agregan una tercera lente que está ubicada de tal manera que la imagen de la segunda lente siempre será significativamente mayor que una distancia focal frente a ella. Esta lente reenfocará la imagen formada por las dos primeras lentes para formar una segunda imagen que está en el lado opuesto de la tercera lente de la segunda. Debido a que esa imagen y su sujeto estarán en lados opuestos de la tercera lente, la tercera lente causará una segunda inversión, volteando así la imagen hacia arriba.

Con respecto a la pregunta original, la razón por la que un visor telescópico siempre muestra objetos en posición vertical es que, si bien los sujetos excesivamente cercanos pueden hacer que la lente primaria genere una imagen que está casi infinitamente más allá de la segunda lente, la segunda lente siempre produce una imagen que está entre cero y una distancia focal más allá, de modo que la lente de visión final nunca verá un objeto tan cerca como para cambiar su comportamiento de inversión.

Super gato
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