Co to jest f-stop w fotografii?

W miarę jak aparaty w smartfonach stają się coraz bardziej wydajne, techniczny żargon fotograficzny wnika do głównego nurtu rozmów. „F-stop” (lub „f-number”) to słowo, które zobaczysz częściej, gdy producenci smartfonów próbują się wzajemnie dopasowywać, chwaląc się specyfikacjami. Oto, co musisz wiedzieć.

Przysłona i trójkąt ekspozycji

Przysłona jest jedną z trzech nóg trójkąta ekspozycji, wraz z czasem otwarcia migawki i czułością ISO. Jest to miara tego, jak szeroka jest dziura z przodu obiektywu, a tym samym ile światła wpuszcza. Czas otwarcia migawki mierzy, jak długo światło może padać na czujnik, a ISO mierzy czułość czujnika.

Podczas gdy czas otwarcia migawki mierzy się nieco intuicyjnie w ułamkach sekundy, przysłonę mierzy się w stopniach przysłony, na przykład f / 1,6, f / 11 if / 22. Większość obiektywów umożliwia regulację przysłony, chociaż aparaty w smartfonach są wyjątkiem; mają stałą aperturę. Obniżenie przysłony sprawia, że ​​obrazy są jaśniejsze, a zwiększenie – ciemniejsze.

Ale jak to się dzieje?

Uproszczone zatrzymania F

Wykres wartości przysłony obiektywu od f / 1-f / 32.

Wartość przysłony to stosunek ogniskowej obiektywu do apertury obiektywu (otworu, przez który wpada światło). Zatem przysłona 2 (f / 2) oznacza, że ​​otwór obiektywu jest równy połowie ogniskowej. W obiektywie o ogniskowej 100 mm apertura wynosiłaby 50 mm (100/50 = 2); w obiektywie o ogniskowej 200 mm apertura wynosiłaby 100 mm (200/100 = 2).

Wartość przysłony jest mierzona jako stosunek ze względu na niektóre zabawne dziwactwa w fizyce optyki.

Im szersza apertura obiektywu, tym więcej światła przepuszcza. To sprawia, że ​​obraz wyświetlany na płaszczyźnie filmu – lub, realistycznie, czujnik cyfrowy – jest jaśniejszy. Zatem im niższa liczba f, tym jaśniejszy obraz.

Jednak obiektywy o dłuższych ogniskowych mają węższe pola widzenia. Dlatego wyświetlane przez nie obrazy są stosunkowo większe i rozpraszają światło w cieńszy sposób. Sposób, w jaki efekty są równoważone, oznacza, że ​​stosunek ogniskowej do przysłony (lub liczby f) tworzy zdjęcia, które są równie jasne dla wszystkich obiektywów. Ignoruje wszelkie różnice w przepuszczalności światła.

Dwa zdjęcia mężczyzny łowiącego ryby o zachodzie słońca wykonane przy różnych ogniskowych, ale przy takiej samej ilości światła. Oba te zdjęcia zostały zrobione z przysłoną f / 8, ale przy różnych ogniskowych. Użyli tego samego czasu otwarcia migawki, ponieważ większy otwór przysłony dłuższego obiektywu został skompensowany przez węższe pole widzenia.

Załóżmy na przykład, że robisz zdjęcie drzewa. Jeśli używasz obiektywu 100 mm przy f / 2, apertura będzie miała szerokość 50 mm. Jeśli używasz obiektywu 200 mm przy f / 2, apertura będzie miała szerokość 100 mm. Oba zdjęcia będą jednak równie jasne.

Dzieje się tak, ponieważ chociaż obiektyw 200 mm ma aperturę, która jest dwukrotnie szersza (a zatem czterokrotnie większa), jego pole widzenia jest o połowę mniejsze niż obiektywu 100 mm. Dlatego musi rzutować wszystko cztery razy większe na czujnik, aby te dwa efekty znosiły się nawzajem.

F-zatrzymuje się w fotografii

Teraz, gdy omówiliśmy szczegóły techniczne, przyjrzyjmy się, jak przysłony mają zastosowanie w fotografii praktycznej.

Robienie zdjęcia wymaga wyważenia przysłony, czasu otwarcia migawki i ISO. Chcesz mieć wystarczająco dużo światła, aby docierało do czujnika, aby prawidłowo rejestrował scenę, ale nie na tyle, aby było zbyt ciemne (niedoświetlone) lub jasne (prześwietlone).

Ilość światła, która uderza w czujnik, jest mierzona w bezwymiarowej ilości zwanej „stopem”. Zwiększenie ekspozycji (jasności zdjęcia) o jeden stopień oznacza podwojenie ilości światła padającego na czujnik. (Inne czynniki wpływające na ekspozycję, takie jak stabilizacja obrazu, są również mierzone w krokach).

Można to zrobić na kilka sposobów. Jedną z metod jest wpuszczenie światła na czujnik przez dłuższy czas, na przykład przy czasie otwarcia migawki 1/50 sekundy zamiast 1/100. Możesz także użyć szerszej apertury, ale wiąże się to z pewnymi kompromisami.

Portret kobiety po lewej i mężczyzny na nartach z góry po prawej. W lustrzankach cyfrowych i innych dedykowanych aparatach przysłona kontroluje głębię ostrości.

Oprócz przepuszczania większej ilości światła obrazy wykonane z szerszą aperturą mają mniejszą głębię ostrości, co oznacza, że ​​większa część sceny będzie nieostra. Czasami, na przykład podczas robienia portretu, jest to pożądane. Innym razem jest to problem, który musisz obejść.

Aby jeszcze bardziej zagmatwać sprawę, apertura nie jest mierzona w skali liniowej. F-stopki są logarytmiczne. Innymi słowy, przejście z f / 4 do f / 2 nie podwaja ilości światła wpadającego do aparatu, a tylko czterokrotnie. Aby podwoić ilość światła, trzeba by ustawić f / 2.8.

Tak, to dużo informacji do przetworzenia. Na szczęście jednak, ponieważ smartfony mają obiektywy o stałej aperturze, nie musisz w pełni tego rozumieć, aby skutecznie z nich korzystać (więcej o tym poniżej).

Jeśli jednak używasz również dedykowanego aparatu, możesz chcieć dowiedzieć się więcej o tym, jak twórczo wykorzystać przysłonę w fotografii.

Przysłony i Twój telefon

Specyfikacje teleobiektywu w telefonie iPhone 11 Pro.Dla mnie to nie wygląda na otwór o średnicy 26 mm.

Zarówno amatorzy, jak i profesjonalni fotografowie musieli przez lata pogodzić się z przysłonami i przysłoną. Teraz, gdy producenci smartfonów używają tych terminów w swoim marketingu, oto kilka rzeczy, o których wszyscy powinni pamiętać:

Przysłonki są obliczane na podstawie rzeczywistej ogniskowej obiektywu: chociaż lista producentów liczb przysłony jest prawdziwa, ogniskowe, które mogą pochwalić się dla swoich obiektywów, są zwykle odpowiednikami pełnej klatki. Na przykład Apple twierdził, że teleobiektyw w iPhonie 11 Pro miał 52 mm z aperturą f / 2. Oznaczałoby to, że światło przechodziło przez otwór o szerokości ponad 1 cala. Jednak prawdziwa ogniskowa wynosiła zaledwie 6 mm, więc otwór miał tylko 3 mm szerokości.
Szerszy otwór przysłony oznacza lepsze fotografowanie przy słabym oświetleniu: ze względu na konstrukcję aparatów w smartfonach największy wpływ na czas otwarcia migawki i czułość ISO, z której może korzystać aparat w różnych sytuacjach, ma stała przysłona. Im szersza stała apertura obiektywu, tym lepsze obrazy w słabym świetle. Dzieje się tak, ponieważ może używać krótszych czasów otwarcia migawki (dla mniejszego rozmycia) i niższej czułości ISO (dla mniejszego szumu).
Specyfikacje nie robią zdjęć: ponieważ firmy nadal rzucają szalone liczby, pamiętaj tylko, że to nie są tym, co tworzy dobre zdjęcie. Plik iPhone Photography Awards rozpoczęła się 13 lat temu, ponieważ ludzie robili niesamowite zdjęcia smartfonami od zawsze. Fakt, że aparat w telefonie może zmieniać wartości od f / 1,8 do f / 1,6, nie poprawi radykalnie jakości fotografii – może to zrobić tylko czas i wysiłek.