В своем обиходе многие фотографы под словами ‘Диафрагма’, ‘Светосила’, ‘Относительное отверстие’ часто понимают одно и то же.
Про светосилу
Если все сильно упростить, то число F (число диафрагмы) отвечает только за соотношение геометрического отверстия объектива к его фокусному расстоянию – потому еще можно встретить определение, что число F называют геометрической светосилой. На деле же, светосила – это способность объектива к пропусканию света, и на эту способность влияет не только отношение фокусного расстояния объектива к его диаметру (т.е. геометрические показатели). Огромную роль в возможности пропускания света играет оптическая схема объектива, которая имеет свойство пропускать не весь падающий свет.
Идеальный объектив пропускал бы весь свет, который падает на него, но из-за отражения, переотражения и поглощения оптическими элементами реального объектива до светочувствительного элемента, который и формирует конечное изображение, доходит только часть светового потока. Потому то разные объективы с разными оптическими схемами, но с одинаковым относительным отверстием могут создавать разную экспозицию на фотографиях при прочих равных показателях. С этим очень часто сталкиваются в кино, где нужно монтировать очень много коротких роликов, например снятых с разных ракурсов, в один большой. При этом, если сцена снимается с разных ракурсов разной оптикой с одним и тем же значением F, то в итоговой склейке можно получить разные яркости, что будет очень плохо смотреться при просмотре. Это самый примитивный пример, который часто приводят видеооператоры.
Чтобы было удобней работать с фото и видеотехникой, существует так называемое T число (от английского ‘Transmission’ – пропускание, передача). Число T является числом F, скорректированным с учетом эффективности светопропускания объектива. Число T показывает эквивалент объектива с определенным числом F, который бы пропускал все 100% света. Например, если объектив 50mm, F/1.4 пропускает только 50% света, то ему будет соответствовать идеальный объектив с числом T 2.0. Пользоваться числом T можно точно так же, как и числом F.
Пример. Если мы имеем объектив 100mm T 4.0, то не важно какое в действительности у него геометрическое отверстие и какое он имеет число F, он все равно будет пропускать столько же света, как и любой другой объектив с таким же числом T, например какой-нибудь 50mm T 4.0. При этом у 100mm T 4.0 и у 50m T 4.0 могут быть абсолютно разные значения числа F. Если на такие объективы одеть нейтральный светофильтр, то можно сказать, что их значения чисел F будут сохранятся, а числа T поменяются на ступень затемнения фильтром. Таким образом T-stop (аналог ступени числа F) во многом более удобно использовать.
В сети я встречал информацию, что фотографов обманывают, указывая на корпусе объектива не настоящее значение светосилы. На деле никто никого не обманывает, просто между понятием “светосила” и “относительное отверстие” имеются определенные отличия, о которых знает опытный фотограф. На объективе же указывается обычное значение относительного отверстия (оно же именуется максимальной диафрагмой, или числом F), а вот сколько в действительности света пропускает такой объектив, порой можно найти только в инструкции к объективу.
Когда я писал текст для этой статьи, то нашел у себя инструкцию к современному объективу Nikon Nikkor AF-S 35mm 1:1.8G DX, перечитал ее от корки до корки, но так и не нашел информацию про светопропускание объектива. Потому на производителя таки можно злословить за неполную информацию про объективы.
Из-за разного коэффициента светопропускания могут возникать даже маленькие парадоксы с диафрагменным числом F. Например, возьмем два объектива – Nikon 35mm 1:1.8G DX Nikkor (объектив для кропнутых камер) и Nikon 35mm 1:2D Nikkor (полноформатный объектив). Казалось бы, что первый объектив обладает слегка большей светосилой, чем второй. Но если попробовать снимать с помощью этих объективов, используя кропнутую камеру, то может оказаться, что количество света, проецируемое на матрицу камеры первым объективом будет меньше, чем вторым. Это связано с тем, что кропнутый объектив имеет более сильное виньетирование на F/1.8 и с разными потерями светового потока в оптических схемах.
Фото для разделения абзацев :)
Многие начинающие фотографы стремятся использовать светосильную оптику по общепринятым причинам – уменьшение выдержки, более гибкий контроль ГРИП, красивый рисунок и отличное качество изображения. Но светосильная оптика дает еще несколько очень приятных (а может и не приятных?) нюансов.
Первым из них хочу отметить яркость оптического видоискателя. Светосильная оптика дает приятную яркую картинку в ОВИ. С такими объективами намного удобней наводиться вручную, не нужно сильно всматриваться в ОВИ и щурить правый глаз. Человеческий глаз очень хорошо подстраивается по интенсивность освещения, а потому разницу с разными объективами не всегда заметишь, но она есть. Лично я пробовал определить мое личное ощущение яркости ОВИ с помощью светосильного объектива с ручным управлением диафрагмой – Porst Color Reflex MC Auto 1:1.2/55mm. Вот что заметил:
- Разница между F/1.2 и F/1.4 не чувствуется вообще
- Разница F/1.4 и F/2.0 практически неуловима
- Разницу между F/2.0 и F/2.8 уже можно легко уловить, но на F/2.8 в ОВИ все хорошо просматривается и не вызывает никакого дискомфорта
- Разница между F/2.8 и F/4.0 просто колоссальна, ее сразу замечаешь. Визуально работать на F/2.8 значительно приятней
- Разница между F/4 и F/5.6 не сильно заметна, но на F/5.6 после F/2.0 остается чувство сильной ограниченности.
- При дальнейшем закрытии диафрагмы все становится блеклым.
На основании проведенного опыта (и некоторых других) я пришел к выводу, что наиболее комфортными значениями максимального относительного отверстия для визирования являются F/2.8 и ниже.
Можете провести собственный эксперимент на яркость ОВИ вашей камеры. Это проще всего сделать, если камера поддерживает предварительный просмотр глубины резкости через ОВИ. Если такой функции нет, то нужно воспользоваться объективом с ручным контролем диафрагмы. Электронный видоискатель для такого теста не подходит.
Боке Гелиос-44 с 8 лепестками. Фото разделитель
Светосильная оптика не только дает более яркую и светлую картинку в ОВИ, но и позволяет во многих случаях, куда более точно и быстрей справляться системе автоматической фокусировки.
Если говорить грубо, то чем сильней световой поток от объектива к зеркалу, тем проще фазовым датчика фокусировки выполнять фокусировку. Впервые я прочувствовал разницу долго снимая в студии, где у меня под рукой имелся слабый пилотный свет от осветителей. Светосильный объектив, который я использовал для поясного портрета легко цеплялся за объект съемки, но когда мне приходилось снимать группу людей и использовать штатный зум со средней светосилой, то он просто отказывался фокусироваться при таком освещении.
Предполагаю, что светосильная оптика должна улучшать качество фокусировки также в режиме Live View.
Фото разделитель
Помимо улучшений в системе фокусировки, камера, со светосильными объективами в определенных условиях, намного точней производит и замер экспозиции. Я не могу сказать точно, насколько и по каким причинам та или иная камера улучшает работу экспонометра, но, исходя из своего опыта, я почему-то уверен, что ошибок в экспозиции со светосильной оптикой куда меньше.
На моей практике ошибки в экспозиции чаще всего возникают при использовании оптики средней светосилы и при съемке на прикрытых диафрагмах. При использовании светосильной оптики на тех же значениях числа F, ошибок значительно меньше. Конечно, небольшие ошибки в экспозиции не критичны, если снимать в RAW, но все же это неплохой плюсик таких объективов.
Фото разделитель
Также, я замечаю, что светосильная оптика дает меньше брака из-за ошибок фокусировки при использовании на прикрытых диафрагмах. Я предполагаю, что если при фокусировке на светосильный объектив была допущена незначительная ошибка, то во время съемки при закрытии диафрагмы ощутимое расширение зоны ГРИП просто компенсируют эту ошибку.
Кто не знает, то современные зеркальные камеры всегда выполняют фокусировку при полностью открытой диафрагме и закрывают ее до установленного значения только во время спуска затвора.
Для примера возьмем светосильный полтинник с F/1.4 и обычный штатный зум с F/3.5-5.6. Будем проводить съемку на 50мм и F/6.3. Если первоначально была допущена ошибка фокусировки на полтиннике, то из-за закрытия диафрагмы до F/6.3 зона ГРИП сильно расширится и скорее всего захватит наш объект съемки. В то же время, если была ошибка фокусировки у зума, то небольшое изменения ГРИП при переходе от F/5.6 до F/6.3 не сможет компенсировать неточную фокусировку.
Фото разделитель
Правда, есть у светосильный оптики и явные недостатки. Одним из них хочу выделить дифракционный порог, который порой начинается с F/8. Особенно дифракцией на сильно закрытых диафрагмах страдают супер-светосильные объективы с F/1.4 и F/1.2 и ниже. Обычно минимальное число F, которые они могут использовать – это F/16. Несветосильная оптика менее подвержена дифракции ибо ей нужно выполнять меньший маневр диафрагмой. Так штатные “темные” зумы на F/8 только приходят “в чувство” и показывают отличное качество фото. Это может быть критичным только для определенных типов съемки, да и у разных объективов порог разный. Описанные мной особенности и тонкости не всегда можно наглядно показать, но со временем они начинают ощущаться на практике и влиять на работу :)
Комментарии к этой заметке не требуют регистрации. Комментарий может оставить каждый.
Материал подготовил Аркадий Шаповал.
Доброго дня! Новий рік Ви, Аркадій, почали з дуже цікавих статтей, дякую!!! З наступившим новим роком!!!
Молодец Аркадий! Три дня, три статьи!Так держать весь 2014г!А что такое пропускная способность обозначаемая в процентах?
Если объектив пропускает весь свет, то это 100%, если не весь свет, то только определенный процент, например 80%, 90%, а остальные 20% или 10% рассеиваются, отражаются не доходя до матрицы или пленки.
Это то же самое, что и коэффициент пропускания???
Фактически да, что q=0.8, что 80% – одно и то же самое :)
Надевая после Nikon 35 f/1.8G – 50 f/1.8G, сразу чусвовалось, что ОВИ стал светлей, хотя у обоих F 1.8.
Интересная статья, спасибо за информацию!
Доброго дня, Аркадій. Не знаю де краще написати тому пишу тут. Хочу купити обєктив, вибираю між Тамроном 17-50. Який краще взяти для Кенон 650Д, якщо різниця в ціні не суттєва? Цікавить тільки якість вихідних фото.
Одна из интереснейших статей! Очень понятно и очень интересно. Спасибо!
Мои догадки подтвердились. Часто наблюдал, что у разных объективов при одинаковом значении F, експозиция разная. Спасибо за интересную тему.
отличная статья. можно добавить:
– некоторые линзы заметно “темнее” чем можно ожидать (тот же Кенон 24-105/4 )
– навешивание любых фильтров снижает светосилу (полярик и градиент – сильно снижают)
Аркадий, Zeiss в названиях многих своих объективов перед числом диафрагмы пишет букву Т, что это? Просто буква или у этих объективов светопропускание 100%, ведь в характеристиках указывается F такое же?
T. это новый тип мультипросветления.Нет ниакой связи со светопропусканием.
Спасибо за ликбез.
и там не T, а T* (именно так, со звездочкой)
Индекс Т тип просветления использовавшийся Цейссом с тридцатых годов , после войны эта маркировка перекочевала на ГДРовские Карл Цейсс Йена . Т* мультипросветление на Западногерманских и японских Цейссах.
Интересная статья, спасибо Аркадий.
Дифракция не зависит от “светосильности” объектива. Это субъективное ощущение. Например, 50/1.4 очень резок на f/4, на f/8 уже заметно падение резкости. На 18-70/3.5-4.5 при 50/4.2 резкость ЕЩЕ недостаточная, а при 50/8 она подтягивается к резкости полтоса на f/8.
Почему у светосильных минимальная диафрагма примерно f/16? Всё очень просто. Дискретность хода толкателя, двигающего лепестки диафрагмы, всегда фиксирована. Поэтому, например, светосильный 50/1.4 доходит только до f/16.
Это на Ваших никонах дискретность толкателя фиксированная.
Вот тут замечательная статья о дифракции и не только. http://vladimirmedvedev.com/dpi.html
и все-таки Т имеет прямую зависимость от F – если верить тестам dxomark, то чем больше максимальная дырка объектива, тем больше Т, но при этом ряд объективов с одинаковой Ф могут иметь разные Т
А где брать это число T? Из каких источников?
Если производитель не озаботился его указать в руководстве или на сайте – нигде. Это определяемая в заводских условиях величина.
На данный момент есть только 2 серийные линейки оптики, в которых указывают честное T и при этом которые доступны на Украине:
1 – Canon Cinema Lenses – фиксы и зумы для киносъемки, очень дорогие (за фикс около $5000 требуют)
2 – Samyang VDSLR – недорогие фиксы, отличающиеся отсутствием автофокуса и встроенными кольцами под FollowFocus (стоимость $300-700)
Все линейки кинооптики с честным Т , иначе они будут невостребованны.
да, три первых дня года и три одинаково замечательных статьи! отличное начало!
Все здравствуйте. У меня давно возник вопрос: почему при разнице в светосиле в 1-2 ступени резко повышается цена объектива(пример полтинники 1,4 и 1,8G от Никон). то маркетинг или действительно резко возрастают производственные издержки?
Спасибо, Аркадий, за интересную статью!
Долго ломал голову почему Волна 9 при диафрагме 2.8 имеет то же время экспозиции, что и кенон 50 мм 1.8.
Скажите влияет ли светосила на ГРИП или только относительное отверстие?
считаю, что только относительное отверстие!
Вопрос к Аркадию, объясните пожалуйста темному человеку, на что влияет диаметр передней линзы ?
Если Вы имеете в виду, влияет ли передняя линза на светосилу, то ее величина на прямую с этим не связана. Диаметр передней линзы влияет только на вес объектива и диаметр светофильтров.
еще сильно влияет на “престижность” и цену объектива – тем больше диаметр, тем типа круче
“Если Вы имеете в виду, влияет ли передняя линза на светосилу, то ее величина на прямую с этим не связана. Диаметр передней линзы влияет только на вес объектива и диаметр светофильтров.”
Ну вот почему-то не верится мне это. Ведь диафрагма по сути как раз и уменьшает (обрезает) световой поток от краёв линз. А это, как я понимаю, и есть падение светосилы – надо увеличивать выдержку.
Или я в чём-то ошибаюсь ?
Диафрагма почти всегда находится не за передней линзой, потому никакого отношение к ней не имеет.
Да не важно в каком месте стоит диафрагма.
Она ведь обрезает световой поток по краям ? Так ?
А количество света, доставшееся светоприёмнику, если в идеале он не теряется на линзах, напрямую зависит от того, сколько его соберёт самая первая линза.
Например: зеркальные солнечные энергостанции – сильно утрированный зеркальный объектив. Вот это светосила !!!
Или я неправильно понимаю термин светосила в этой статье ?
Просто лезите в дебри.
PS всё вышеизложенное для светоприёмника одного размера.
Подумайте над тем, почему у разных объективов с одинаковым относительным отверстием разная величина передней линзы, это поможет прийти к выводу, указанном мной выше.
у индустар 50-2 диафрагма – 3,5.. у юпитер 37 – тоже 3,5 однако диаметры их передних линз отличаются в несколько раз.
А как же теория (из википедии) Относительное отверстие объектива — отношение диаметра входного зрачка объектива D к его заднему фокусному расстоянию f. Его величину выражают в виде дроби: D\f = 1\k, когда числитель приведён к единице. Знаменатель относительного отверстия k называют «диафрагменным числом» или «числом диафрагмы». Т.е прямая зависимость от диаметра линзы передней (в смысле теоритический минимум диаметра должен быть обеспечен для определенной светосилы, например для 50 1.8 что то около 27мм) или я не прав.
Объясните что такое “зрачек” и не путайте с передней линзой.
Да зрачек и передняя линза не одно и тоже, согласен. И я полностью согласен с Вашей статьей, просто хотел донести мысль, что светосила в любом случае пропорциональна геометрическому отверстию с учетом фокусного расстояния, скорректированному на разного рода потери о которых вы как раз и пишите. Упрощенно, в гипотетической трубке в ваккуме)) без линз на светосилу будет влиять только размер дыры.
Я бы даже дополнил вопрос: степень размытия заднего плана при одном и том же фокусном расстоянии и одинаковом значении 1/f больше зависит от f-stop или t-stop объектива?
Зависит только от геометрии, то есть от фокусного, числа F, и дистанции фокусировки. Если мы оденем на объектив нейтральный фильтр, его число T уменьшится, но это только повлияет на экспозицию.
Если мы наденем нейтральный светофильтр, уменьшится T-число (или светопропускание, если быть более точным), тогда как степень размытия, которая зависит от относительного отверстия, останется прежней.
Современные производители на бытовых линейках фотооптики , в маркетинговых целях ,указывают геометрическое относительное отверстие , а не реальную светосилу.
Собственно, про это написана данная статья.
Аркадий, добрый день! С новым Годом , желаю в новом году побольше творческих успехов, интересных кадров и сил на просвещение менее опытных коллег :)
Спасибо за очень интересную серию статей – они внесли ясность в некоторые моменты.
П.С. небольшая опечатка вкралась :
” Если мы имеет объектив 100mm” – наверное “имеем”
Fixed.
Скажите, а информация о светосиле в экзифе никоновских файлов (в каноновских такой инфы не нашел) честная? Или это просто некий программный обсчет а не “честная” информация?
в EXIF указывается самое честное значение диафрагмы, на которой был выполнен снимок :) А вот, что подразумевать под светосилой – описано в данной статье.
ось виндоус 7. Щелкаем правой клавишей на снимке-свойства-вкладка “подробно”-скролим вниз. Там есть пункты диафрагма, выдержка и светосила. Откуда эта светосила взялась? объектив ее передал в свойства или это камера как-то подсчитала программно?
Это нужно спрашивать у разработчиков ПО, что именно они подразумевают под словом “светосила” в своей вкладке. Это однозначно не число T, ибо порой оно меньше, чем число минимальное число F объектива, на котором производилась съемка (например, если взять объектив Nikon 85 1.8G и посмотреть на это поле “светосила” будет равняться значению 1.6).
Пункт “Диафрагма” показывает значение Ф, установленное для данного снимка (т.е. берется из настроек камеры), а пункт “Светосила” показывает минимальное число Ф объектива (камера берет с объектива). Иногда в прошивке объектива последнее указано неверно.
Аркадий с Новым Годом и спасибо за интересный и внятный обзор. Я вернулся к фото спустя 30 лет и попал на этот сайт, читая про свой бывший Зенит ЕТ с Гелиосом 44. Сейчас захожу сюда почти каждый день и постоянно черпаю нужную инфу. Еще поражает, что если Аркадию дать на тест шпалу или лом с прилипшим куском стекла, он сможет на это сделать снимки пристойного качества . Еще раз огромное спасибо и ждем новых обзоров…
Соглашусь с Вами, Максим. Тоже “подсел” на статьи Аркадия. Благодаря его сайту дал вторую жизнь Гелиосу 44-2/58 от Зенита Е, который лежал без дела уже 10 лет (как купил первую цифромыльницу).
Логично ли предположить что реальная светосила объектива зависит не только от качества конструкции и линз объектива, но и имеет прямую зависимость от диаметра линз. Ведь чем больше диаметр линз, тем больше световых пучков будет попадать на них и преломляться попадая на матрицу? Если так то самым светосильным должен был бы оказаться никор 14-24 f2.8..
Диаметр линз, как здесь уже обсуждалось, только коссвено влияет на светосилу. Диаметр линз связан с оптической схемой, которая то и решает вопрос о светосиле объектива. Если на то пошло, то гляньте на Nikon 8mm f/2.8 и т.д. Чтобы закрыть вопрос, контр пример – объектив Sigma 50mm f/1.4 EX DG HSM сигма имеет диаметр переднего фильтра 77мм, а Nikon 50mm f/1.4 AF-D имеет диаметр 52мм, что по площади круга 2,2 раза меньше сигмовского. Вот только на деле T стопы у объективов не отличаются в 2 раза, а приблизительно одинаковые. Делаем вывод, что непосредственно светосила зависит от оптической схемы, а какие линзы и их размеры требует эта схема – это уже совсем другой вопрос.
Светосила несомненно зависит от размера передней линзы, и чем больше фокусное расстояние тем больше оптическая схема объектива требует увеличения размера передней линзы. Закон сохранения энергии пока никто не отменил. Вы сравнили 2 объектива с схожей светосилой но фокусным расстоянием отличающимся в разы, этим и вызван Ваш казалось бы парадоксальный вывод.
Я сравнил Sigma 50mm f/1.4 EX DG HSM с фокусным расстоянием в 50 мм и Nikon 50mm f/1.4 AF-D с фокусным расстоянием 50 мм и написал их разницу в диаметре передней линзы (77мм против 52мм). Теперь объясните разницу в величине передней линзы у этих двух объективов.
Nikon 8mm f/2.8 был приведен в качестве другого примера.
Да, согласен по поводу второй части фразы, плохо посмотрел что Вы сравнили, но по поводу первой части фразы – если Вы сумеете доказать обратное, смело можете подавать заявку в Нобелевский комитет :).
А разницу в диаметре линз, объяснить просто: на 50 мм для получения данного показателя светосилы достаточно диаметра и 52 мм.
А вот вопрос чтобы голову поломать)) Когда мы ставим светосильный объектив FX на кропнутую камеру, не теряем ли мы почти в два раза в светосиле? Так как свет прходящий через fx оъбъектив расчитан попадать на полную матрицу и вероятно от тех данных и была подсчитана его светосила, а тут мы его на матрицу в два раза меньше ставим… мда голова съезжает)) признаться куда проще жить было, когда я думал что светосила – это масимально открытая дырка.
Ну насмешили)) А если серьёзно, считаю что Аркадий прав, светосила зависит от оптической схемы… У меня например на Д7000 стоит Nikon 85мм F1.8 диаметр фильтра 52мм.
Каждый пиксель матрицы получает столько же света. На кропе с одним и тем же объективом будут одинаковые параметры экспозиции, просто изображение будет обрезано по краям, вот и весь фокус.
Шикарная статья. Огромное спасибо.
Аркадий, вы не думали о нивелире, тестировать нивелиры на фотоаппаратах?
Не лучше ли и точнее было бы вместо:
“число F (число диафрагмы) отвечает только за соотношение геометрического отверстия объектива к его фокусному расстоянию”
написать:
“число F – это отношение фокусного расстояния объектива к диаметру его зрачка”
На таких стеклах есть небольшая проблема, называется шифт-фокус. Это значит область фокусировки немного смещается в зависимости от диафрагмы (на самом деле точка фокусировки никуда не смещается, просто ГРИП распространяется неравномерно). Фокусировка происходит на диафрагме 1,4, а во время съемки она закрывается и ГРИП уплывает за точку фокусировки. Но в любом случае точка, куда вы целились, должны остаться хотя бы на границе ГРИП. Если точка фокуса уплывает из зоны ГРИП, то в сервис, на юстировку. 50/1,4 делается в китае в очень больших количествах – много откровенного брака.