Fotografia subaquática grande angular Dome Port imagem virtual distância e física de correção de ponto de foco close-up

1. Mutação física da óptica subaquática: ângulo de visão reduzido e falha do vidro plano

Quando a câmera é colocada em um estojo à prova d'água e mergulhada, o meio de propagação da luz muda drasticamente:

1. Penalidade da Lei da Refração de Snell:

• O índice de refração da água $n_{\text{água}} \aproximadamente 1,333$, o índice de refração do ar $n_{\text{vazio}} \aproximadamente 1,000$;
• Se for usada uma tampa de lente de vidro de fundo plano comum (Flat Port): a luz é fortemente desviada para dentro ao entrar no ar vindo da água, a distância focal equivalente de todas as lentes é forçosamente ampliada em 1,33 vezes (o ângulo de visão é reduzido em 25%), e a lente ultra grande angular é instantaneamente reduzida para uma lente de foco médio medíocre!

2. Resgate óptico da cúpula óptica hemisférica:

• Usando cobertura de cúpula óptica hemisférica concêntrica de vidro/acrílico;
• Quando a luz atinge a superfície da cúpula de todas as direções, o ângulo de incidência é quase estritamente perpendicular ao normal da seção esférica ($\theta \approx 0^\circ$), e a luz não sofre refração, retendo totalmente o magnífico campo de visão subaquático da lente ultra grande angular de 16 mm ou mesmo olho de peixe de 180 graus.

2. O subproduto físico fatal da cobertura da cúpula: Imagem Virtual (Imagem Virtual)

Mas a cobertura hemisférica da cúpula provoca um fenômeno extremo da física óptica que vai contra o bom senso:

1. Efeito de divergência de lente microcôncava na interface de água:

• O exterior é água densa com alto índice de refração e o interior é ar com baixo índice de refração; todo o sistema de cobertura do dome equivale à instalação de uma poderosa lente côncava divergente na frente da lente!

2. Todo o cenário real à distância é compactado em uma "imagem virtual em forma de arco em miniatura" à sua frente:

• Mesmo que as tartarugas e os recifes de coral estejam a uma profundidade de até 10 metros do mergulhador;
• Depois de penetrar na tampa da cúpula, a imagem óptica real que a lente da câmera realmente vê e pode focar não está a 10 metros de distância, mas é fisicamente projetada no "Plano de Imagem Virtual (Plano de Imagem Virtual)" em forma de arco que está a apenas dezenas de centímetros na frente da tampa da cúpula **!

3. Fórmula de cálculo de distância de imagem virtual virtual:
   $$D_{\text{Imagem Virtual}} \approx \frac{3 \times R}{2}$$
   (onde $R$ é o raio físico de curvatura da cobertura da cúpula).

• Uma tampa de domo padrão de 6 polegadas (raio $R \aproximadamente 7,5\text{cm}$): sua imagem virtual virtual está fisicamente localizada apenas 15cm a 20cm na frente da lente!

3. Limiar rígido para correção de foco e distância mínima de foco da lente (MOD)

1. Causas da tragédia do foco virtual:

• Se a “Distância Mínima de Foco” da sua lente ultra grande angular for de 35 cm;
• enquanto a imagem virtual formada pela tampa do domo de 6 polegadas estiver localizada a 20 cm;
• Mesmo que o anel de foco da lente esteja totalmente girado, ele não conseguirá focar a uma distância de 20 cm! O fole da câmera falhou completamente debaixo d'água e todo o filme deve ter ficado desfocado!

2. Solução A: Mude para uma tampa de cúpula de diâmetro maior (8" a 9,25"):

• Aumente o raio de curvatura $R$, empurre a distância da imagem virtual virtual para fora para 30~40 cm e insira o curso de foco mais próximo da lente.

3. Solução B: Instale uma lente close-up acromática de alta qualidade +2 ou +4 (Dioptria):

• Aparafuse uma lente close-up +2 colada dupla de alta qualidade na frente da lente grande angular para encurtar à força o curso de foco mais próximo da lente, permitindo que ela foque com nitidez e precisão na imagem virtual virtual de 15 cm à sua frente.

4. Reduza a abertura para combater a curvatura do campo (f/8 ~ f/11):

• A imagem virtual virtual é uma superfície esférica com grande curvatura de campo na borda da lente; ao tirar fotos subaquáticas de grande angular, certifique-se de reduzir a abertura para f/8 ou f/11 e use a grande profundidade de campo para absorver completamente a deformação do campo da imagem virtual da borda para garantir que os detalhes do coral de quatro cantos sejam imparáveis.

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