Co to jest f-stop w fotografii?

W miarę jak technologia aparatów w smartfonach osiąga nowe szczyty, terminologia związana z fotografią staje się coraz bardziej powszechna. Pojęcie „f-stop” (lub „numer f”) to jeden z terminów, które zaczynają dominować w dyskusjach, zwłaszcza gdy producenci smartfonów porównują swoje specyfikacje. Oto, co warto wiedzieć na ten temat.

Przysłona i trójkąt ekspozycji

Przysłona stanowi jedną z trzech składowych trójkąta ekspozycji, obok czasu otwarcia migawki oraz czułości ISO. Oznacza ona, jak szeroki jest otwór w obiektywie, co wpływa na ilość światła, które może przejść do aparatu. Czas otwarcia migawki określa, jak długo światło pada na sensor, natomiast ISO wskazuje na czułość sensora na światło.

Podczas gdy czas otwarcia migawki jest zazwyczaj mierzony w ułamkach sekundy, przysłonę wyraża się w stopniach przysłony, takich jak f/1,6, f/11 czy f/22. Większość obiektywów pozwala na regulację przysłony, jednak w przypadku aparatów w smartfonach przysłona jest zazwyczaj stała. Zmniejszenie wartości przysłony skutkuje jaśniejszymi obrazami, natomiast jej zwiększenie prowadzi do ciemniejszych zdjęć.

Jak to działa w praktyce?

Uproszczone wyjaśnienie f-stopów

Wartość przysłony to stosunek ogniskowej obiektywu do średnicy otworu, przez który wpada światło. Na przykład, przysłona f/2 oznacza, że średnica otworu wynosi połowę ogniskowej. W przypadku obiektywu o ogniskowej 100 mm, średnica otworu wynosiłaby 50 mm (100/2 = 50), a w przypadku obiektywu 200 mm wynosiłaby 100 mm (200/2 = 100).

Wartości przysłony są wyrażane w stosunku z uwagi na pewne interesujące zjawiska w fizyce optyki.

Im szerszy otwór obiektywu, tym więcej światła przepuszcza. To sprawia, że obraz na czujniku jest jaśniejszy. Zatem im niższy numer f, tym jaśniejszy obraz.

Obiektywy o dłuższych ogniskowych mają węższe pola widzenia, co powoduje, że obrazy są większe, a światło rozprzestrzenia się w cieńszy sposób. Ostatecznie relacja ogniskowej do przysłony (czyli liczby f) sprawia, że zdjęcia są równie jasne niezależnie od używanego obiektywu, pomijając różnice w przepuszczalności światła.

Obydwa zdjęcia zostały zrobione z przysłoną f/8, ale przy różnych ogniskowych. Użyto tego samego czasu otwarcia migawki, ponieważ większy otwór przysłony dłuższego obiektywu został skompensowany przez węższe pole widzenia.

Na przykład, jeśli robisz zdjęcie drzewa przy użyciu obiektywu 100 mm z przysłoną f/2, otwór wynosi 50 mm. Przy obiektywie 200 mm z tą samą przysłoną otwór wynosi 100 mm. Mimo to oba zdjęcia będą miały podobny poziom jasności.

To dlatego, że choć obiektyw 200 mm ma otwór dwukrotnie szerszy (a zatem czterokrotnie większy), jego pole widzenia jest o połowę mniejsze niż w przypadku obiektywu 100 mm. W związku z tym, aby zrównoważyć te różnice, musi on przekazać cztery razy więcej światła do sensora.

F-stop w praktyce fotograficznej

Teraz, gdy omówiliśmy aspekty techniczne, przyjrzyjmy się, jak przysłony są stosowane w praktycznej fotografii.

Aby uzyskać dobre zdjęcie, trzeba zrównoważyć przysłonę, czas otwarcia migawki oraz ISO. Ważne jest, aby ilość światła padającego na sensor była wystarczająca do prawidłowego zarejestrowania sceny, ale nie za dużo, aby zdjęcie nie było zbyt jasne ani zbyt ciemne.

Ilość światła, które dociera do sensora, jest mierzona w jednostkach zwanych „stopami”. Zwiększenie ekspozycji o jeden stop oznacza podwojenie ilości światła padającego na sensor. (Inne czynniki wpływające na ekspozycję, jak stabilizacja obrazu, również są mierzone w stopach).

Można to osiągnąć na kilka sposobów. Jednym z nich jest wydłużenie czasu otwarcia migawki, na przykład z 1/100 sekundy do 1/50 sekundy. Można też użyć szerszej przysłony, co jednak wiąże się z pewnymi kompromisami.

W lustrzankach cyfrowych oraz innych dedykowanych aparatach, przysłona ma również wpływ na głębię ostrości.

Wraz z przepuszczaniem większej ilości światła, zdjęcia wykonane przy szerszej przysłonie mają mniejszą głębię ostrości, co prowadzi do większego rozmycia części sceny. Czasami, jak w przypadku portretów, jest to efekt pożądany; innym razem może stanowić problem, który trzeba rozwiązać.

Dodatkowo, warto zauważyć, że przysłona nie jest mierzona w skali liniowej. F-stop jest logarytmiczny. Oznacza to, że przejście z f/4 do f/2 nie podwaja ilości światła, lecz czterokrotnie ją zwiększa. Aby rzeczywiście podwoić ilość światła, należałoby ustawić f/2.8.

To sporo informacji do przetworzenia, ale na szczęście, ponieważ smartfony mają obiektywy o stałej przysłonie, nie musisz być ekspertem, aby skutecznie z nich korzystać (więcej na ten temat poniżej).

Jeśli jednak korzystasz z dedykowanego aparatu, warto zgłębić temat, aby wykorzystać przysłonę w kreatywny sposób w fotografii.

Przysłony w telefonach

Dla mnie to nie wygląda jak otwór o średnicy 26 mm.

Zarówno amatorzy, jak i zawodowi fotografowie od lat musieli zmierzyć się z pojęciami przysłony i f-stopu. Teraz, gdy producenci smartfonów zaczynają używać tych terminów w reklamach, warto pamiętać o kilku rzeczach:

Przysłony oblicza się na podstawie rzeczywistej ogniskowej obiektywu: chociaż wartości przysłony podawane przez producentów są prawdziwe, ogniskowe, którymi się chwalą, są zazwyczaj ekwiwalentami pełnoklatkowymi. Na przykład Apple twierdzi, że teleobiektyw w iPhonie 11 Pro ma ogniskową 52 mm z przysłoną f/2. Oznaczałoby to, że światło przechodziłoby przez otwór o średnicy ponad 1 cala. W rzeczywistości jednak ogniskowa wynosi zaledwie 6 mm, co sprawia, że otwór ma jedynie 3 mm średnicy.
Szersza przysłona oznacza lepsze warunki do fotografowania w słabym świetle: z uwagi na konstrukcję aparatów w smartfonach, stała przysłona ma największy wpływ na czas otwarcia migawki i czułość ISO, które aparat może wykorzystać w różnych warunkach. Szersza przysłona pozwala na uzyskanie lepszych zdjęć w słabym oświetleniu, ponieważ może korzystać z krótszych czasów otwarcia migawki (mniej rozmycia) oraz niższej czułości ISO (mniej szumów).
Specyfikacje nie są najważniejsze: mimo że producenci często podają imponujące liczby, pamiętaj, że nie to decyduje o jakości zdjęć. iPhone Photography Awards istnieją od 13 lat, ponieważ ludzie od zawsze robią niesamowite zdjęcia smartfonami. Sam fakt, że aparat w telefonie może zmieniać wartości od f/1,8 do f/1,6, nie wpłynie znacząco na jakość fotografii – to zależy od czasu i wysiłku włożonego w robienie zdjęć.