что означает диафрагма в фотоаппарате
Что такое чувствительность, диафрагма, выдержка
Содержание
Содержание
Обилие параметров, которые фотограф контролирует во время съемки, для новичка выглядит весьма угрожающе. В действительности все не так страшно. Научиться настраивать камеру может каждый. Только не стоит браться за все сразу: осваивать техники проще поэтапно. В первую очередь познакомимся с тремя китами экспозиции — диафрагмой, выдержкой и светочувствительностью.
Понятие «экспозиция» характеризует количество света, попавшее на светочувствительный материал (матрицу или пленку) в течение определенного времени. Проще говоря, настройки экспозиции определяют общую яркость снимка. Слишком темное фото называют «недоэкспонированным», пересвеченное — «переэкспонированным».
Работа с экспозицией осуществляется путем изменения трех параметров: диафрагмы, выдержки и светочувствительности. У каждого из них есть нюансы. В рамках материала познакомимся с ними подробно.
Выдержка
Параметр определяет время, в течение которого свет попадает на матрицу. Чем шире диапазон выдержки, тем более гибкие условия доступны при работе. В современных моделях камер он варьируется от 1/16 000 секунды до 30 секунд.
Значение 1/5 говорит о том, что матрица будет открыта в течении одной пятой секунды. Если выставлено короткое значение, например, 1/8000 сек, то за это мизерное время на матрицу не успеет попасть много света.
Обычно работают с выдержками меньше 1 секунды. Поэтому для более рационального использования места на шкале значений современных камер часто не пишут «1/». И, напротив, когда выдержка начинает приближаться к одной секунде, появляется значок «”».
Технически выдержка выглядит так: мы позволяем свету дольше воздействовать на светочувствительный элемент. За время, пока открыт затвор, матрица зарегистрирует абсолютно весь свет, попавший на ее поверхность. Любые движения в кадре смажутся или будут сопровождаться шлейфами. В некоторых сюжетах это является ключевым приемом, но гораздо чаще вредит.
На длинных выдержках испортить фото может и тряска рук фотографа. Следует помнить правило: максимальное значение выдержки равно единице, разделенной на фокусное расстояние объектива.
Например, если съемка ведется на 90-миллиметровый объектив, то безопасный диапазон выдержек начинается с 1/90. Но это не убережет снимок от сильной тряски. При спуске затвора необходимо находиться в максимально неподвижном состоянии или использовать штатив.
Для компенсации тряски рук и предотвращения смазанных кадров производители внедряют стабилизаторы в камеры и объективы. С каждым поколением их эффективность увеличивается. Современные системы стабилизации способны компенсировать свыше 5 стопов экспозиции (вместо 1/90 выдержки из примера можно было бы использовать 1/3). Это действительно впечатляющий результат. В некоторых случаях сделать резкий снимок получается с выдержкой около секунды.
Диафрагма
Диафрагмой называется отверстие внутри объектива, через которое свет попадает на матрицу. Несмотря на то, что встречаются модели с фиксированным значением (например Samyang 300mm F6.3 ED UMC CS Reflex Mirror Lens), в абсолютном большинстве объективов параметр можно изменить.
Максимально открытая диафрагма обычно включается в название модели. Для зум-объективов можно встретить два значения, написанные через тире. Например, Sigma AF 17-70mm F2.8-4 DC Macro OS HSM. Это означает, что максимально открытая диафрагма меняется с 2.8 до 4 от ближнего конца (17 мм) к дальнему (70 мм) во время зуммирования.
Значения диафрагмы имеют вид f/1.8 или F1.8. Это число — результат деления фокусного расстояния объектива на диаметр установленного отверстия диафрагмы. Например, при использовании объектива 50 мм с диафрагмой F1.8, фактический диаметр отверстия составит 50 ÷ 1,8 = 27,8 мм. Именно поэтому максимально открытая диафрагма достигается при минимальном числовом значении.
Влияние настроек диафрагмы на снимок понятно: чем шире отверстие, через которое проходит свет, тем больше его пройдет за одинаковое время (выдержку). Из-за этого объективы с диафрагмой от 1.2 до 2 называют «светосильными».
Но это не единственное влияние диафрагмы на снимок. Регулируя значения параметра, можно изменять глубину резко изображаемого пространства (ГРИП) и интенсивность размытия.
Чем сильнее открыта диафрагма, тем меньше глубина резкости и сильнее размыт фон. Такой прием часто используется для получения художественных снимков. При этом диафрагма выставляется в максимально открытое положение.
Светочувствительность
Параметр пришел в цифровую эру из пленочной фотографии. Но суть его изменилась. Раньше под светочувствительностью понимали характеристику пленки. А сейчас это величина, которая отражает не столько чувствительность матрицы, сколько степень усиления ее электрических сигналов и их последующую цифровую обработку.
Светочувствительность измеряется в ISO. Это стандартизированная единица, введенная одноименной организацией. В цифровых фотоаппаратах выражается в единицах, эквивалентных светочувствительности пленки. Это позволило получить сопоставимость методов замера экспозиции.
В цифровых камерах значения светочувствительности находятся в пределах от 100 до 32000 ISO с возможностью расширения от 50 до 102 400 и более в некоторых моделях. Зависимость между светочувствительностью и экспозицией прямая: чем больше значение ISO, тем светлее полученный снимок.
Стоит помнить, что изменение светочувствительности происходит за счет комплексной работы многих систем. К ним относится матрица, предусилитель сигнала, алгоритмы работы центрального процессора. Работа с высокими значениями ISO происходит за счет допустимого увеличения напряжения в системе. Результатом становится появление шума, деградация цветов, и потеря контуров на изображении.
Чтобы снизить негативное влияние, центральный процессор применяет алгоритмы шумоподавления, цветовой корректировки и повышения детализации снимка. Зачастую это только усугубляет ситуацию. Но стоит отметить, что производительность ЦП цифровых камер ежегодно возрастает, одновременно с этим внедряются более сложные алгоритмы обработки сигнала.
Практический результат в этом направлении весьма ощутим. В начале 2010-х далеко не для всех камер оказывался рабочим рубеж в 3200 iso. В настоящее время некоторые модели позволяют получить приличный снимок на 12800 iso.
«Стоп» экспозиции
Настройка выдержки и диафрагмы — основные инструменты работы с экспозицией, на которые можно влиять путем изменения светочувствительности. Так как все показатели имеют разные единицы измерения, был введен универсальный способ для сравнения — изменение экспозиции на «стоп».
«Стоп» (ступень) экспозиции — изменение настроек камеры, при которых количество света, попадающего на матрицу, увеличивается или уменьшается в два раза.
Например:
Ступенями экспозиции удобно пользоваться при работе с камерой в ручном режиме, когда фотограф имеет полный контроль над настройками. Снимая спортивные соревнования, приходится часто переключаться между короткой и длинной выдержкой. Чтобы не ошибиться в настройках экспозиции, необходимо корректировать параметры так, чтобы экспозиция в целом оставалась неизменной.
Например, снимая выход спортсменов на площадку с выдержкой 1/200 сек и светочувствительностью 1400 iso, при начале игры следует укоротить выдержку на пару «стопов» (с 1/200 до 1/800) и усилить светочувствительность на те же два «стопа» (с 1400 до 3600), иначе фотография получится слишком темной.
Итак, экспозиция снимка настраивается комбинацией трех параметров: выдержка, диафрагма и светочувствительность. При работе необходимо постоянно держать в голове, как изменение настроек отразится на фотографии и какой запас по светочувствительности остался до того момента, как снимок окажется окончательно испорченным высоким уровнем шума.
Диафрагма объектива. Объяснения для начинающих
Диафрагма объектива или апертура (англ. — aperture; греческ. — перегородка) это одна из трех основных настроек камеры, наряду с выдержкой и ISO. Возможно, это одна из самых важных настроек просто потому, что она затрагивает так много переменных в изображении. Диафрагма может добавить глубины Вашим фотографиям размывая фон, а также влияет на экспозицию, делая Ваши снимки ярче или темнее. В этой статье Вы узнаете все, что нужно знать о диафрагме простыми словами.
Что такое диафрагма?
Если простыми словами, то диафрагма — это отверстие внутри объектива, через которое свет проникает в корпус камеры. Это просто, если Вы представите как работают Ваши глаза. Когда Вы двигаетесь между яркими и темными средами, радужная оболочка Ваших глаз либо расширяется, либо уменьшается, контролируя размер зрачка — отверстие, которое позволяет свету проникать дальше в глаз. В фотоаппарате «зрачок» Вашего объектива называется диафрагмой. Вы можете уменьшить или увеличить размер диафрагмы, чтобы увеличить или уменьшить свет до датчика камеры.
Эффекты диафрагмы: Экспозиция
Диафрагма объектива дает несколько эффектов снимкам. Одним из наиболее важных является яркость или экспозиция Ваших изображений. По мере изменения размера диафрагмы он изменяет общее количество света, которое достигает датчика Вашей камеры и, следовательно, яркость изображения. Большое отверстие (диафрагма открыта) будет пропускать много света, что приведет к более яркой фотографии. Небольшое отверстие (диафрагма закрыта), наоборот, делает фотографию темной. В темном помещении или на улице ночью Вы скорее всего захотите полностью открыть диафрагму, что получить максимальное количество света. Также поступают Ваши глаза — зрачок расширяется с наступлением темноты. 
Эффекты диафрагмы: глубина резкости
Другим, важным эффектом диафрагмы является то, что называется глубиной резкости (профессиональный термин — ГРИП (Глубина Резко Изображаемого Пространства)). Глубина резкости — это величина области снимка, которая кажется резкой от переднего плана к заднему. Те изображения, где фон полностью не в фокусе, имеют малую глубину резкости. Те изображения, где передний план и задний фон четко видны, имеют большую глубину резкости.
На фотографии выше только стакан находится в фокусе. Здесь использована большая диафрагма в фотоаппарате (полностью открыта), что естественно привело к полностью размытому фону. Эффект полностью или частично открытой диафрагмы часто используется в портретной съемке, чтобы ничего не отвлекало от главного героя снимка.
С другой стороны, маленькая диафрагма (полностью или частично закрытая) обычно идеально подходит для съемки пейзажей и архитектуры. На фотографии ниже использована небольшая диафрагма, чтобы гарантированно получить резкие передний и задний планы.
Что такое F-число?
До сих пор мы говорили о диафрагме только в общих терминах. Однако размер диафрагмы выражается как число, известное к f-число. Всякий раз, когда Вы видите значение диафрагмы, перед числом видна буква «f», например f/8.
Вы наверняка видели это на своей камере. На жк-дисплее Вашего фотоаппарата или в видоискателе размер диафрагмы будет выглядеть примерно так: f/2, f/3.5, f/8 и тд. Некоторые камеры опускают косую черту и пишут: f2, f3.5, f8 и тд. Камера на фото установлена на диафрагму f8/.
Таким образом, f-число это способ описания размера диафрагмы (как сильно открыта или закрыта диафрагма) для конкретной фотографии.
Размеры диафрагмы
Есть одна важная деталь, которую Вы должны помнить, о значениях диафрагмы. Обычно это вводит в ступор начинающих фотографов. Но на это действительно нужно обратить внимание и запомнить: маленькие цифры — большое (открытое) отверстие диафрагмы; большие цифры — маленькое (закрытое) отверстие диафрагмы.
Тут нет опечатки. Например, f/1.4 больше f/2 и намного больше f/8. В начале это кажется неудобным, поскольку мы привыкли к тому, что большие цифры представляют собой большие значения. Тем не менее это основной факт фотографии.
Для понимания этого есть простое и разумное объяснение, которое должно сделать диафрагму более понятной: значение диафрагмы — это доля.
Например, когда Вы имеете дело с f/10, вы можете думать о нем как о доле — 1/10. Разумеется, Вы знаете, что доля равна 1/10 намного меньше, чем доля равная 1/2. По этой причине диафрагма f/10 меньше диафрагмы f/2.
Как выбрать правильное значение диафрагмы?
Теперь, когда мы знакомы с численным выражением диафрагмы, то возникает вопрос, какой размер диафрагмы использовать? Давайте немного вернемся в начало, к экспозиции и глубине резкости. Здесь приведена краткая диаграмма для демонстрации различий в яркости одного и того же сюжета при использовании разных значений диафрагмы:
Используя видоискатель или жк-дисплей Вы можете видеть результат заранее. Не волнуйтесь, если Ваша фотография слишком яркая или темная в выбранном Вами значении диафрагмы. В большинстве случаев, Вы сможете настроить дополнительно выдержку или повысить ISO для получения нужной Вам яркости фотографии.
Какие значения диафрагмы доступны?
У каждого объектива есть предел того, насколько велика или насколько мала диафрагма. Если Вы посмотрите на технические характеристики своего объектива, то узнаете эти значения. Почти во всех случаях максимальное значение диафрагмы (насколько сильно открывается отверстие) будет более важным, поскольку будет означать сколько света сможет получить объектив в максимуме. Объектив, который имеет диафрагму f/1.4 или f/1.8 в качестве максимального значения, считается хорошим объективом, так как света будет получать больше при минимально допустимых значениях выдержки и ISO. Объектив с максимальным значением диафрагмы f/4.0 будет получать света гораздо меньше, тогда значения выдержки и ISO придется также менять, чтобы получить хорошо экспонированный снимок. Но изменения выдержки и ISO грозят снизить качество снимка. Вот почему объективы с f/1.4 или f/1.8 обычно стоят гораздо дороже.
Минимальное значение диафрагмы не так важно, потому что все современные объективы могут обеспечить максимум f/16 в качестве минимального значения. Вам вряд ли понадобится что-то меньшее в повседневности.
При использовании некоторых зум-объективов максимальная диафрагма будет меняться при увеличении или уменьшении масштаба. Например, со стандартным объективом 18-55мм f/3.5-5.6 наибольшая диафрагма постепенно смещается от f/3.5 на широком конце до только f/5.6 при более длинных фокусных расстояниях. Только более дорогие зум-объективы могут поддерживать постоянное значение диафрагмы.
Максимальная диафрагма настолько важна, что включена в название самого объектива.
В заключении
Диафрагма, безусловно, является решающим параметром в фотографии, и, возможно, это самая важная установка. Потому что глубина резкости и экспозиция оказывают большое влияние на изображение и Ваш выбор диафрагмы меняет его. Диафрагма объектива имеет также ряд других эффектов, которые слишком обширны, чтобы поместиться в одну статью.
Надеюсь, что эта и другие обучающие статьи полезны и интересны. Учитесь фотографировать и погружайтесь в красочный и завораживающий мир фотографии!
Это странное диафрагменное число
Автор: Fimpuls.ru · Опубликовано 23.11.2017 · Обновлено 03.11.2018
Диафрагма главный технический аспект фотографии, помимо ISO и выдержки. Благодаря пониманию как работает диафрагма и управляя ею мы делаем фотографии отделяя объект от фона или же снимаем детализированную картинку, на которой видно каждую деталь на фоне. В этой статье просто и наглядно показаны принципы работы с диафрагмой и разобрано такое понятие как диафрагменный ряд.
Что такое диафрагма?
Диафрагма – это отверстие в объективе, через которое в камеру проходит свет. Чтобы это понять, представим себе как устроен человеческий глаз. Роговица в наших глазах, как передний элемент объектива – собирает внешний свет, а затем передает его в радужную оболочку глаза. В зависимости от количества попадания света, зрачок либо увеличивается, либо уменьшается, и как следствие контролирует поток света, проходящий через него. Вот и выходит, что зрачок человеческого глаза, не что иное, как то, что мы называем отверстием в фотографии. Количество света, которое проходит в сетчатку (работает так же, как сенсор камеры), ограничивается размером зрачка (диафрагмой) – чем шире зрачок (диафрагма), тем больше света попадает на сетчатку (сенсор).
Таким образом, самый простой способ понять работу диафрагмы, сравнить его со зрачком. Чем больше размер зрачка, тем больше диафрагма, и чем меньше размер зрачка, тем меньше диафрагма.
Для наглядности, как работает диафрагма в объективе Canon 85mm f 1.8, можно посмотреть замедленное видео:
На видео хорошо видно, как 8 лепестков диафрагмы этого объектива сжимаются в момент спуска затвора и образуют отверстие, через которое проходит свет. К слову, чем больше лепестков диафрагмы у объектива и чем больше они закругляются, тем больше отверстие становится идеально круглым. Но это уже больше по теме боке.
Диафрагменный ряд – открытая или закрытая диафрагма
Диафрагменный ряд – последовательность чисел 1.4, 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11, указывающих на величину диафрагмы.
Диафрагменное число это отношение фокусного расстояния объектива к диаметру диафрагмы. Диафрагменное число так и записывается f/x (фокусное расстояние разделить на диаметр отверстия объектива).
Ряд диафрагменных чисел привязан к ступени экспозиции. Одна ступень экспозиции равна изменению освещённости в два раза. Соответственно, изменение на одно диафрагменное число равно изменению освещённости на одну ступень экспозиции.
Cтупень экспозиции на английский манер даже в России называют стопом («один стоп» или f-stop).
Чем больше открыта диафрагма, тем меньше диафрагменное число.
Чтобы через объектив проходило света в два раза больше (или иначе, на одну ступень больше), необходимо увеличить площадь отверстия в два раза. Рассмотрим иллюстрацию ниже. Размер круга представляет размер диафрагмы объектива – чем больше диаметр круга ( диафрагменное число), тем меньше значение диафрагмы f.
Теперь рассмотрим иллюстрацию ниже:
В первом случае свет проходит через отверстие площадью S1 с диаметром d1, а во втором случае площадь отверстия S2 в два раза больше
Диаметр отверстия d2 тоже увеличится, но не в два раза. Вычислить насколько изменится диаметр поможет формула расчёта площади круга.
Заменим площади отверстий в первом уравнении на формулы, выраженные через диаметры. И найдём соотношение между d2 и d1.
Извлечём корень из двойки и получим приблизительную формулу.
Другими словами, если площадь круга увеличилась в 2 раза, то его диаметр увеличился в 1.4 раза.
А теперь составим последовательность из диаметров отверстий так, чтобы каждое последующее отверстие имело площадь в два раза меньшую. Иначе говоря, количество света через каждое последующее отверстие должно уменьшаться на одну ступень. Начнём с единицы.
1 x 1.4 = 1.4
1.4 x 1.4 = 2
2 x 1.4 = 2.8
2.8 x 1.4 = 4
4 x 1.4 = 5.6
5.6 x 1.4 = 8
8 х 1.4 = 11 и т. д.
Теперь, понятно, откуда взялись столь странные цифры ряда диафрагм.
Этот диафрагменный ряд называется основным. В этом ряду изменение на одно число ведёт к изменению количества света на одну ступень. На фотоаппарате есть и другие диафрагменные числа, которые не входят в основной ряд.
Это промежуточные значения между основными числами. Благодаря промежуточным значениям, можно точнее выставить экспозицию. Например, между диафрагмой 5.6 и диафрагмой 8, есть ещё диафрагменные числа 6.3 и 7.1.
5.6 + 1/3 ступени экспозиции = 6.3
5.6 + 2/3 ступени экспозиции = 7.1
5.6 + 3/3 ступени экспозиции = 8
6.3 + 1/3 ступени экспозиции = 8
8 2/3 ступени экспозиции = 6.3 и т. д.
Таким образом, ряд диафрагм с шагом 1/3 ступени будет выглядеть следующим образом (красным выделены числа основного ряда):
В настройках фотоаппарата можно выбрать и другой шаг изменения диафрагм 1/2 ступени экспозици. Тогда ряд диафрагм будет выглядеть так:
В первом и во втором случае иногда встречаются одни и те же числа промежуточного диафрагменного ряда. Например, и при шаге 1/3 и при шаге 1/2 есть число 2,5 и 13. Это из-за неточности вычислений. Но в практической съёмке этим можно пренебречь.
Может ли быть диафрагма меньше единицы? Да, может. Это означает, что фокусное расстояние меньше диаметра отверстия диафрагмы.
Минимальное диафрагменное число указывается прямо на объективе. Например, цифры в маркировке объектива Canon EF 85 F/1.8 USM расшифровываются так : фокусное расстояние 85 мм, минимальное диафрагменное число – 1.8.
Если взять объектив с переменным фокусным расстоянием (зум-объектив), то можно увидеть два значения диафрагмы. Например, Canon EF 70-300 F/4-5.6 USM. Здесь получается, что при фокусном расстоянии 70 мм минимальное диафрагменное число будет равно 4, а при фокусном расстоянии 300 мм – 5.6.
НО есть и зум-объективы с постоянным минимальным значением диафрагмы. Например, Canon EF 70-200 F/2.8L, где при любом расстоянии от 70 мм до 200 мм минимальная диафрагма будет равна 2.8.
Максимальное диафрагменное число обычно не указывается.
Диафрагменное число прижилось среди фотографов?
Из-за своего удобства. Рассмотрим два объектива с разным фокусным расстоянием – 50 мм и 100 мм. Для объектива 50 мм диафрагма f/2 будет означать, что её отверстие открыто на 25 мм, а для объектива 100 мм диафрагма f/2 будет означать, что диафрагма открыта на 50 мм. Но и в том и другом случае количество света, падающего на матрицу, будет одинаково. Следовательно нам не надо запоминать диаметры в миллиметрах каждого конкретного объектива. Достаточно запомнить ряд диафрагм.
Глубина резкости
Это пожалуй самый творческий и художественный принцип выбора диафрагменного числа для съемки. Глубина резкости – расстояние, которое будет резким перед объектом съемки и на за ним.
На схеме ниже показаны два варианта глубины резкости, на первой диафрагма открыта на максимум и диафрагменное число наименьшее, поэтому глубина резкости маленькая, а на второй диафрагма прикрыта и диафрагменное число наибольшее, поэтому глубина резкости большая.
Так и выходит, чем больше диафрагменное число, тем больше глубина резкости.
Чтобы понять как изменяется глубина резкости, достаточно посмотреть примеры фотографий с разным числом диафрагмы:
С художественной точки зрения получается, что чем меньше значение диафрагмы, тем лучше размывается фон, тем самым отделяя объект съемки. И наоборот, если не нужно отделять объект от фона, нужно увеличить диафрагменное число.
Влияние диафрагмы на экспозицию
Чем меньше значение диафрагмы, тем больше света попадает на матрицу, соответственно картинка получается светлее. С увеличением значения диафрагмы количество света уменьшается и картинка постепенно становится недоэкспонирована, при условии что ИСО и выдержка не меняются.
Все фотографии ниже сняты с одними параметрами выдержка 1/250 ИСО 250, менялась только диафрагма
Значения диафрагмы для различных съемок
Когда мы разобрались с тем, как диафрагма влияет на глубину резкости и на экспозицию, можно понять какие значения лучше использовать для той или иной фотографии.
Диафрагмы со значением от f/1.4 до f/2.8 хорошо использовать для съемки портрета (одного или двух человек), как уже говорилось выше, для того чтобы лучше отделить объект от фона.
Диафрагмы со значением от f/5.6 до f/11 лучше использовать для съемки пейзажей, больших групп людей или же фотографий где важно не упустить ни одной детали.
Также важно учесть, что на значениях к примеру f/1.2 – f/2.0 возможно появление хроматических аберраций (цветовых искажений), а на значениях от f/11 и больше – дифракция (потеря резкости).