Глубина резкости (ГРИП) напрямую зависит от светосилы вашего объектива, поэтому фотографируя с диафрагмой f/1.2, f/1.4 и f/1.8 фокусная плоскость очень мала, и вы рискуете тем, что ваш объект съемки будет вне фокусной плоскости, вот как здесь:

Этот кадр я сделал давно, я его испортил. Испортил тем, что фотографировал с максимально открытой диафрагмой f/1.2 и конечно же, в фокус я не попал, момент упустил, а кадр испоганил т.к. он не резкий (см. статью как сделать фото резким).

Потом я сфотографировал ещё один, в котором все хорошо: лицо в фокусе а фон размытый, но диафрагма уже была f/2.8.

Я много перепортил кадров, до того, как я понял, что f/1.2 нужно использовать только в случае если не хватает света для съемки и то, это не всегда помогает, проще повысить ISO, особенно если у вас полноформатная цифровая камера. Порой, даже на 50мм фикс с диафрагмой f/2.8 – можно промахнуться и многие детали окажутся не в фокусе, поэтому я всегда перестраховываюсь, особенно когда фотографирую моделей, при хорошем освещении использую диафрагму не меньше чем f/3.2.

Как видите, глубина резкости вполне ощутима.

Вывод

Светосильный объектив идеально подходит для портретной съемки, поэтому любой уважающий себя фотограф обязательно должен иметь такой в арсенале.

При покупке светосильного объектива, не покупайтесь на заявленные 1:1.2 либо 1:1.4. Использовать максимально открытую диафрагму вы будете крайне редко, поэтому, если у вас есть выбор между светосильным портретным объективом 1:1.2, 1:1.4 и 1:1.8 не делайте ошибку и не тратьте лишние деньги покупая максимально доступный светосильный объектив, вам вполне достаточно портретника со светосилой 1:1.8.

Спасибо за прочтение и до новых встреч.

Константин

review.lospopadosos.com

Что такое светосила объектива в фотоаппарате

Решив выбрать новый объектив к своему зеркальному фотоаппарату, стоит определиться, какими параметрами он должен обладать. Среди важных моментов, значительно влияющих на качество результата – светосила объектива. Что такое светосила фотообъектива, какие задачи она помогает решить, какая оптика относятся к светосильным и другие вопросы далее в статье.

Что такое светосила объектива

От того, насколько светосильный объектив использует фотограф, зависит количество света, попадающее на матрицу фотоаппарата. Светосила (обозначается буквой f) показывает, насколько мощный поток света достигнет цели. Ведь стекло или пластик, из которого изготавливают объективы, не полностью прозрачно и часть светового потока рассеивается по пути к матрице. Свет преломляется в разных направлениях, часть его поглощается линзами.

Чем шире открыта диафрагма, тем больше света она может пропустить. Светосилу указывают из расчета диаметра максимально открытой диафрагмы и фокусного расстояния до объекта съемки. Чем это соотношение меньше, тем выше светосила.

От количества света, попавшего на матрицу, зависят:

• глубина резкости изображения;
• возможность создать качественный снимок даже при недостаточном количестве света.

Глубина резкости

Светосильные объективы позволяют сильнее выделить резкостью только главные объекты. Например, при съемке портретов. Количество объектов, находящихся в резкости определяется глубиной резко изображаемого пространства – ГРИП. Окружающий фон красиво размывается, создавая вокруг объекта съемки так называемое боке. Это позволяет избавиться от ненужных деталей, скрыть непривлекательный фон. Такие кадры во многих случаях выглядят намного более эффектно.

Качество даже при недостатке света

При недостатке освещения фотограф может изменить в фотоаппарате 3 основные настройки: светосилу (ISO), выдержку и светочувствительность оптики (диафрагмой). При этом выдержку можно менять лишь до определенных значений, чтобы не получить смазанный кадр – «шевеленку». Высоко поднятые значения светочувствительности способны ухудшить качество кадра, так как появится цифровой шум. Остается использование светосилы, то есть максимальное открытие диафрагмы. Этот показатель не ухудшит качество снимка и выручит в данной ситуации.

Какая оптика считается светосильной

Светосильные объективы еще называют быстрыми и светлыми. К этому типу оптики относятся модели, в которых максимально открытая диафрагма (f) начинается от 2.8. Например, Sigma 17-50mm F2.8. Диафрагма может открываться еще шире, как в портретных фиксах Nikon 50mm F1.4G.

Существуют и суперсветосильные объективы. Например, Nikon 50mm F1.2 MF.

При этом новичкам стоит учитывать, что лучше не открывать диафрагму до максимума, указанного на оптике. Например, при указанной f1.4 рабочая светосила начинается примерно с f1.8 и даже f 2.0. А при показателях f1.4 не совсем четким может оказаться даже главный объект в кадре.

Достоинства и недостатки

Фотоаппараты, оснащенные оптикой с высокой светосилой, дают очень много преимуществ и некоторые недостатки.

Преимущества

Среди преимуществ:

• Высокое качество и яркость фотографий;
• Возможность получать светлые и эффектные кадры даже при недостатке света;
• Съемка на коротких выдержках «с рук» при любом освещении;
• Быстрота работы автоматической фокусировки некоторых типов, что особенно выручает при использовании светофильтров;
• Красивое боке, позволяющее делать художественные портреты даже при отсутствии подходящего фона;
• Возможность создавать оригинальные снимки. Например, при съемке портрета фокусироваться на глазах, а остальную часть лица оставлять размытой;
• Съемка при низкой светочувствительности (ISO) без опасения, что кадр будет испорчен цифровым шумом;
• Светлая и яркая картинка в видоискателе, что облегчает поиск удобного ракурса и фокусировку. Особенно, если фокусироваться вручную. Не приходится сильно щуриться, напрягая зрение.

Недостатки

• Главный минус светосильных стекол – их дороговизна. Особенно, если речь идет о зум объективах – то есть, оптике с переменным фокусным расстоянием. Светосильные фиксы, например Nikon 50mm F1.4G, стоят дешевле. Но тогда придется обзавестись дополнительным объективом, ведь фиксированное расстояние подходит далеко не для всех видов съемки. Оно отлично подходит для съемки портретов, но не справится с репортажной. Особенно, если снимаемые объекты находятся на большом расстоянии от фотоаппарата. В таком случае без зума не обойтись;
• Также недостатком можно считать сильное размытие окружающих объектов при съемке на максимальных значениях диафрагмы. Особенно, когда по задумке фотографа резкими должны быть сразу несколько объектов, а условия съемки, например, освещение, не позволяют сильно закрыть диафрагму для увеличения ГРИП.

Когда светосильный объектив необходим

Любители, которые снимают только бытовые сюжеты и не стремятся развиваться в фотоискусстве, вполне могут обойтись более дешевой оптикой и показатель светосилы не так важен. Профессионалам фотоаппараты со светосильными объективами пригождаются в следующих ситуациях:

• При съемке спортивных соревнований или диких животных. В данном случае важно установить максимально короткую выдержку, чтобы движущиеся с большой скоростью объекты не оказались смазанными.
• Для съемки профессиональных кадров вечером или ночью. В таких условиях без хорошей светосилы объектива не обойтись. Светосильные объективы помогают уловить и использовать даже слабое освещение объектов.
• Для компенсирования низкой светочувствительности матрицы фотоаппарата. Светосила способна сгладить такой недостаток камеры.
• Для создания качественных фоторепортажей в помещениях с недостаточным освещением. Например, в ночных клубах, ресторанах, на показах моды или танцевальных состязаниях.

Просветление и светосила – разные понятия

При просмотре данных об объективе важно не путать просветление линз и общую светосилу стекла. В современных фотоаппаратах часто используется специальное покрытие для оптических линз. Оно уменьшает количество паразитных пучков отраженного света, возникающее между ними. Такое покрытие называется просветлением. Оно улучшает четкость и контрастность получаемых снимков. Но оно не имеет ничего общего со светосилой, позволяющей проходить большому количеству света через линзы и диафрагму.

Какой светосильный объектив выбрать

В целом оптика с высокой светосилой делится на 2 типа: фиксы и объективы с переменным фокусным расстоянием.

Фиксы отлично подходят для студийной съемки, где можно легко менять расстояние до объекта, перемещаясь по залу. А модель при этом статична. Фиксированные объективы хороши качеством картинки. В их конструкции меньше оптических элементов, что уменьшает число искажений.

Новички чаще всего выбирают оптику с фиксированным фокусным расстоянием от 50 до 55 мм, имеющих светосилу от 2.8 до 1.4. Такие объективы еще называют «полтинниками». Их можно найти в линейках всех самых известных производителей фототехники. Этих параметров вполне достаточно, если у фотографа нет стремления заниматься предметной или ночной съемкой.

На втором месте по популярности фиксы с фокусным расстоянием 30 и 35 мм. Они относятся к широкоугольным и подходят для большого количества задач. Но при этом они слегка деформируют перспективу, что неблагоприятно отражается на портретной съемке.

Те, кто специализируется на крупно плановых портретах, предпочитают фиксы с фокусным расстоянием 85 и 135 мм. А чем больше фокусное расстояние оптики, тем больше эффект боке.

Среди стекол с переменным фокусным расстоянием наиболее популярны модели с фокусным расстоянием 17-55 мм. Добавив к ним оптику с расстоянием 70-200, можно уверенно снимать качественные репортажи. При наличии конечно же навыков репортажной съемки.

Светосила – важный параметр в объективе. Она помогает делать качественные снимки даже в сложных условиях, например, при недостатке света. Однако светосильная оптика стоит недешево, а в случае с фиксами, скорее всего, понадобится и не одна – с разными фокусными расстояниями. Поэтому новичок может сначала опробовать свои силы на более дешевых моделях. В дальнейшем станет ясно, нужен ли вам светосильный объектив или с поставленными задачами справляется и обычная китовая (комплектные) оптика.

my-photocamera.ru

О светосильных объективах

© 2013 Vasili-photo.com

Под светосилой объектива подразумевается его способность пропускать свет. Способность эта напрямую зависит от максимальной величины относительного отверстия объектива, т.е. от минимального доступного значения диафрагмы. Строго говоря, такая светосила называется геометрической, поскольку она учитывает только геометрические размеры отверстия диафрагмы и игнорирует ослабление светового потока линзами объектива, но для сравнения различных объективов между собой такой упрощённый подход вполне годится. Поэтому, когда фотографы говорят о светосиле объективов, они, как правило, имеют в виду минимальное число диафрагмы и только его.

Очевидно, что более светосильный объектив при равных значениях ISO позволяет использовать более короткие выдержки, чем менее светосильный, а при равных выдержках даёт возможность понизить ISO (см. «Экспозиция»).

В англоязычной литературе распространён термин «скорость объектива» (lens speed), обозначающий всё то же минимальное диафрагменное число. Светосильные объективы называют быстрыми за возможность снимать с высокими скоростями затвора, а также за ту быстроту, с которой они опустошают кошелёк фотографа. Линзы светосильной оптики имеют внушительные размеры и требуют при производстве большого количества дорогостоящего оптического стекла, что выливается в существенное повышение стоимости объектива.

Какие же объективы считаются светосильными?

Профессиональные светосильные зум-объективы характеризуются минимальным значением диафрагмы f/2,8. Более лёгкие и дешёвые зумы имеют минимальную диафрагму f/4. Последние уже не принято называть светосильными. Как f/2,8, так и f/4 зум-объективы отличаются постоянной светосилой на всём диапазоне фокусных расстояний, т.е. у 70-200 мм f/2,8 зума диафрагма f/2,8 будет доступна и на 70 и на 200 мм.

Любительские «тёмные» зум-объективы обладают переменной светосилой в районе f/3,5-5,6, т.е. минимальное число диафрагмы в широкоугольном положении будет f/3,5, а в телеположении – f/5,6. Переменная светосила позволяет уменьшить габариты и стоимость объектива.

Объективы с фиксированным фокусным расстоянием отличаются гораздо большей светосилой по сравнению с зум-объективами. Здесь никого не удивишь диафрагмой f/2,8. По-настоящему светосильным фикс-объектив становится при минимальном значении диафрагмы не более f/2, а у профессиональных фиксов светосила достигает f/1,4 или даже f/1,2. Некоторые специализированные объективы (например, для астрофотографии) могут иметь светосилу вплоть до f/0,7, но такую оптику нельзя назвать массовой.

Причина столь значительной разницы в светосиле объективов с переменным и постоянным фокусным расстоянием заключается в относительной простоте конструкции фикс-объективов. Оптические же схемы зумов очень сложны, включают десятки линз из разных сортов стекла, что сильно затрудняет достижение светосилы свыше f/2,8.

Спешу напомнить, что речь у нас идёт о геометрической светосиле, не учитывающей поглощение света конкретным объективом. Разница же между эффективной светосилой (с учётом показателя поглощения) объективов с фиксированным и переменным фокусным расстоянием ещё больше, чем разница между их геометрической светосилой, что обусловлено большим количеством оптических элементов зума, а значит, и бо́льшими потерями света на пути через сложный объектив.

Среди начинающих фотолюбителей бытует поверье, что чем выше светосила объектива, тем лучше. Так ли это? И да, и нет.

Светосильный объектив действительно позволяет использовать более короткие выдержки, что незаменимо при съёмке подвижных объектов в условиях недостатка света, будь то спортсмены в тёмном зале или дикие животные в сумерках. Но когда вы снимаете статичный пейзаж, да ещё и со штатива, выдержка перестаёт вас волновать. При съёмке же бегущей воды выдержку и вовсе хочется увеличить. А носить с собой по горам тяжёлые светосильные стёкла для фотографа-пейзажиста достаточно утомительно.

Малая глубина резкости и красивое боке – это прекрасно для портретной съёмки, но если вы в большинстве случаев работаете с диафрагмой f/8 или f/11, то так ли важно, какова минимальная диафрагма вашего объектива? Уж всяко она не больше f/5,6.

Принято считать, что светосильные объективы более резкие. Спорное утверждение. В самом деле, при диафрагме f/4 объектив со светосилой f/2,8 будет давать несколько более резкую картинку, чем аналогичный объектив со светосилой f/4, поскольку второй вынужден работать с минимальным для себя значением диафрагмы, в то время как первый отстоит от минимума на одну ступень, т.е. приближается к зоне наилучшего восприятия. Однако при диафрагме f/8 оба объектива будут вести себя абсолютно одинаково. На предельной же диафрагме f/2,8 объектив будет субъективно восприниматься как менее резкий, в силу меньшей глубины резкости, чем у f/4 объектива.

И уж никак нельзя забывать, что светосильные объективы (особенно зумы) всегда большие, тяжёлые и дорогие. Например, классический репортажный телеобъектив Nikon 70-200 f/2.8G VR II весит полтора килограмма и стоит две с половиной тысячи долларов, тогда как его младший брат Nikon 70-200 f/4G VR вдвое легче и на тысячу дешевле. У Canon ситуация аналогичная. Для матёрого фоторепортёра достоинства именно f/2,8 неоспоримы, для рядового же любителя – ничтожны.

Думаете, с фиксами дело обстоит лучше? Как бы не так! Увеличение относительного отверстия объектива с f/1,8 до f/1,4 (т.е. всего на 2/3 ступени) влечёт за собой повышение цены в 2-3 раза.

Как видите, ситуация не столь однозначна, как это может показаться на первый взгляд. Попробуем же сформулировать преимущества и недостатки светосильной оптики.

Итак, преимущества светосильных объективов:

• Возможность использовать более короткие выдержки или низкие значения ISO.
• Возможность использовать малую глубину резкости для визуальной изоляции объекта съёмки на фоне красиво размытого заднего плана.
• Больше света попадает в видоискатель, что облегчает компоновку кадра.
• Более быстрая и точная работа автофокуса.
• Возможность применения телеконвертеров.

Теперь перейдём к недостаткам светосильных объективов:

• Более высокая цена по сравнению с более тёмными объективами аналогичного класса и равных фокусных расстояний.
• Большой вес, затрудняющий съёмку с рук и усложняющий транспортировку.
• Большие габариты, требующие дополнительного пространства в фотосумке.
• Необходимость в фильтрах большого диаметра.

Из всего вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

• Светосильная оптика жизненно необходима фоторепортёрам, спортивным журналистам, особенно тем, кто часто работает в помещении, при остром недостатке света.
• Нужны светосильные объективы и пленэрным портретистам, готовым на любые жертвы ради красивого боке.
• У астрофотографов порой на счету каждый фотон.
• К названным категориям фотографов тесно примыкают фотоохотники и иногда свадебные фотографы.

Большинству же фотографов, работающих в студии, путешественникам, макрофотографам и в особенности фотографам-пейзажистам сверхсветосильные объективы нужны как собаке пятая нога.

Также они ни к чему фотолюбителям, неделю назад купившим камеру и наивно полагающим, что замена китового объектива на профессиональное стекло решит все их фотографические проблемы.

Иными словами, ничего плохого в светосильной оптике нет, но для решения большинства ординарных и ряда профессиональных задач светосила свыше f/4 (для зум-объективов) или f/1,8 (для фикс-объективов), мягко говоря, избыточна.

Если вам непременно хочется поснимать на широких диафрагмах, то начать можно с приобретения классического «полтинника», т.е. объектива с фокусным расстоянием 50 мм. Являясь нормальным объективом для полнокадровых и плёночных 35-мм фотоаппаратов, на камерах с кроп-фактором (Nikon DX, Canon APS-C и пр.) полтинник превращается в короткий телеобъектив, очень удобный для съёмки портретов. При светосиле f/1,8 такие объективы стоят совсем не дорого, а качество оптики имеют весьма и весьма достойное. Это самый простой и бюджетный способ попробовать светосильную оптику, так сказать, на вкус, и определиться: нужна ли в принципе большая светосила лично вам.

Спасибо за внимание!

Василий А.

Post scriptum

Если статья оказалась для вас полезной и познавательной, вы можете любезно поддержать проект, внеся вклад в его развитие. Если же статья вам не понравилась, но у вас есть мысли о том, как сделать её лучше, ваша критика будет принята с не меньшей благодарностью.

Не забывайте о том, что данная статья является объектом авторского права. Перепечатка и цитирование допустимы при наличии действующей ссылки на первоисточник, причём используемый текст не должен ни коим образом искажаться или модифицироваться.

Желаю удачи!

Вернуться к разделу «Фотооборудование»

Перейти к полному списку статей

vasili-photo.com

Что такое светосила 🚩 Наука 🚩 Другое

Что такое светосила

Фото или видеосъемка — это зафиксированный на светочувствительной поверхности (в случае с цифровой техникой — на матрице) поток света, проходящий через объектив. Оптика в съемке играет первостепенную роль и ее качество во многом определяет качество будущего снимка.

Любой объектив состоит из нескольких линз, объединенных в группы. Каждая из них имеет свою функцию. Линзы преломляют свет, фокусируя его на матрице, защищают от искажений, переотражений и других негативных оптических эффектов. Проходя через эти «барьеры» световой поток закономерно ослабевает. В результате свет, который попадает на матрицу, становится менее ярким, тускнеет.

Существует немало способов, которые помогают избежать «световых потерь», из которых самый эффективный — применение просветленных линз, проходя через которые, свет будет терять минимум своей интенсивности. Так вот, способность объектива пропускать наибольшее количество света без потери интенсивности и называется светосилой.

Как определить светосилу

Светосила — это комплексное понятие и ее значение производители выражают при помощи цифровых коэффициентов. Так, самые простые, недорогие зум-объективы современных фотоаппаратов имеют светосилу от 3,5 до 5,6 единиц. Чем ниже значение коэффициента, тем выше светосила объектива. Самой большой светосилой обладает объектив Carl Zeiss Planar 50mm f/0.7, созданный для съемок в космосе. Объективы с высокой светосилой для съемок на земле имеют диапазон от 0,7 до 2,8 единиц.

Объектив Carl Zeiss Planar 50mm f/0.7 использовался для съемок обратной стороны Луны.

Как светосила влияет на качество съемки

Светосила определяет не только интенсивность светового потока, что позволяет вести съемки с короткими выдержками при очень слабом освещении. Она также связана и с диаметром относительного отверстия диафрагмы. Чем выше светосила, тем шире относительное отверстие, а значит и меньше глубина резкости. Это особенно важно в портретной съемке, так как с помощью такого объектива можно выделять объекты на переднем плане и размывать фон.

Наибольшей светосилой обладают объективы с фиксированным фокусным расстоянием.

Именно поэтому светосила — наиболее важная характеристика для портретных объективов и любой профессиональный фотограф-портретист имеет светосильную оптику в своем арсенале.

www.kakprosto.ru

Что такое светосила. Какой светосильный объектив выбрать

Наверняка, если вы покупали объектив, то не раз слышали такое понятие как светосила объектива. Скорее всего, именно светосила играла ключевую роль при выборе той или иной линзы и конечно же продавец старался вам продать более дорогой объектив именно ссылаясь на этот мистический параметр – светосила, как-будто он решит все ваши проблемы.

Вначале давайте разберемся что такое светосила объектива, и с чем ее едят. Если просто, то светосила, это пропускная способность объектива, т.е. светосила показывает какое максимально возможное количество света проходит через объектив и попадает на матрицу цифрового фотоаппарата. Чем больше светосила у объектива – тем больше света через него может проходить, тем больше возможности при съемке в плохом освещении без использования вспышки или штатива.

Светосила объектива зависит от следующих параметров:

Не будем углубляться в физику, скажу лишь что отношение диаметра максимально открытой диафрагмы к фокусному расстоянию, как раз и будет вашей светосилой (так называемой геометрической светосилой объектива). Именно эту светосилу производители оптики и указывают у себя на объективах, наверняка вы встречали следующие подписи – 1:1.2, 1:1.4, 1:1.8, 1:2.8, 1:5.6 и так далее. Естественно, чем больше это соотношение, тем больше светосила объектива. Поэтому светосильные объективы считаются те, у которых соотношение 1:2.8, 1:1.8, 1:1.4 и более.

Для заметки, самый светосильный объектив в мире, был сделан в 1966 году для NASA которые использовали его в целях съемки темной стороны луны. Называется он Carl Zeiss Planar 50mm f/0.7 и светосила у него равна 1:0.7, таких объективов было выпущено всего десять.

Каждый фотограф, будь-то он начинающий или профи, знает – самые светосильные объективы это портретные объективы с фиксированным фокусным расстоянием. И конечно же, каждый уважающий себя фотограф имеет в арсенале такой объектив. Еще один плюс, светосильных фиксов – то что они относительно недорогие, к примеру если сравнивать с светосильными зум-объективами, но не менее качественные.

Светосильные объективы идеально подходят для портретной съемки, потому что они дают малую глубину резкости, что очень важно для портретной съемки.

Какой портретный объектив выбрать, со светосилой 1.2, 1.4 или 1.8?

Существует тот факт, что новички хотят купить себе более светосильный объектив, и конечно же продавцы с радостью им продают этот объектив, который стоит в разы дороже. Вопрос только нужно ли переплачивать за диафрагму f/1.4 если вы ей практически не будете ей пользоваться!?

Глубина резкости (ГРИП) напрямую зависит от светосилы вашего объектива, поэтому фотографируя с диафрагмой f/1.2, f/1.4 и f/1.8 фокусная плоскость очень мала, и вы рискуете тем, что ваш объект съемки будет вне фокусной плоскости, вот как здесь:

Этот кадр я сделал давно, я его испортил. Испортил тем, что фотографировал с максимально открытой диафрагмой f/1.2 и конечно же, в фокус я не попал, момент упустил, а кадр испоганил т.к. он не резкий.

Потом я сфотографировал еще один, в котором все хорошо: лицо в фокусе, а фон размытый, но диафрагма уже была f/2.8.

Я много перепортил кадров, до того, как я понял, что f/1.2 нужно использовать только в случае если не хватает света для съемки и то, это не всегда помогает, проще повысить ISO, особенно если у вас полноформатная цифровая камера. Порой, даже на 50 мм фикс с диафрагмой f/2.8 – можно промахнуться и многие детали окажутся не в фокусе, поэтому я всегда перестраховываюсь, особенно когда фотографирую моделей, при хорошем освещении использую диафрагму не меньше чем f/3.2.

Как видите, глубина резкости вполне ощутима.

Вывод

Светосильный объектив идеально подходит для портретной съемки, поэтому любой уважающий себя фотограф обязательно должен иметь такой в арсенале.

При покупке светосильного объектива, не покупайтесь на заявленные 1:1.2 либо 1:1.4. Использовать максимально открытую диафрагму вы будете крайне редко, поэтому, если у вас есть выбор между светосильным портретным объективом 1:1.2, 1:1.4 и 1:1.8 не делайте ошибку и не тратьте лишние деньги покупая максимально доступный светосильный объектив, вам вполне достаточно портретника со светосилой 1:1.8.

nikon3100.ru

Светосила — Википедия. Что такое Светосила

Светоси́ла — величина, характеризующая соотношение освещённости действительного изображения, даваемого оптической системой в фокальной плоскости, и яркости отображаемого объекта^[1]. Светосила пропорциональна квадрату относительного отверстия оптической системы и определяет её световую эффективность^[2][3].

В практической фотографии и кинематографе используется упрощённое обиходное понятие светосилы объектива, которой называют максимальное относительное отверстие, получаемое при полностью открытой диафрагме, и при котором достижимо наибольшее светопропускание объектива^[4][5]. Квадратичная зависимость при этом не принимается во внимание, поскольку автоматически учитывается в экспонометрических расчётах. Таким образом, объектив с максимальным относительным отверстием f/2,0 светосильнее объектива f/4,5.

Геометрическая светосила

Принято различать геометрическую и эффективную светосилу, которые пропорциональны квадратам геометрического и эффективного относительных отверстий^[6]. Геометрическая светосила Qg{\displaystyle Q_{g}} может быть вычислена с помощью выражения:

Qg=(Df′)2{\displaystyle Q_{g}=\left({\frac {D}{f’}}\right)^{2}},

где D{\displaystyle D} диаметр входного зрачка, а f′{\displaystyle f’} — заднее фокусное расстояние. Светосила любой оптической системы имеет теоретический предел, определяемый волновыми свойствами света. Он вычисляется при помощи математической зависимости:

Nmin=12NAmax=12nsin⁡θ{\displaystyle N_{\text{min}}={\frac {1}{2\;\mathrm {NA} _{\text{max}}}}={\frac {1}{2\,n\sin \theta }}}

где

Учитывая, что коэффициент преломления воздуха близок к единице, максимально достижимое относительное отверстие любой оптической системы не может превышать f/0,5 или 2:1. Соответственно, максимально достижимая светосила, равная квадрату этой величины, не превышает значения 4:1.

Эффективная светосила

Геометрическая светосила характеризует светопропускание объектива лишь отчасти, поскольку не учитывает прозрачность его линз. При прохождении светового потока через объектив часть его поглощается массой стекла, а часть отражается и рассеивается поверхностью линз и оправы, поэтому световой поток доходит до светочувствительного элемента ослабленным. Светосила, учитывающая коэффициент пропускания объектива, называется эффективной светосилой (в некоторых источниках — физической светосилой^[7]). Эффективная светосила всегда ниже геометрической^[8].

Эффективная светосила Qe{\displaystyle Q_{e}}, как было сказано выше, определяет отношение освещённости E{\displaystyle E} изображения к яркости B{\displaystyle B} объекта съёмки^[1]:

Qe=EB=τ(Df′)2{\displaystyle Q_{e}={E \over B}=\tau \left({\frac {D}{f’}}\right)^{2}},

где τ{\displaystyle \tau } — коэффициент светопропускания системы. В современной оптике для увеличения светопропускания используют просветление, снижающее световые потери. У непросветлённых объективов при прохождении света сквозь линзы световой поток ослабляется на 1 % на каждый сантиметр толщины стекла и на 5 % за счёт отражения лучей на каждой поверхности раздела воздух-стекло. Среднее значение коэффициента светопропускания у непросветлённых объективов составляет 0,65, а у просветлённых — 0,9. Световой поток, проходя через непросветлённый объектив, ослабляется в среднем примерно на 1/3. У просветлённых объективов световой поток ослабляется в среднем на 0,1, практически не влияя на экспозицию.

В сложных многолинзовых вариообъективах даже при наличии просветления потери возрастают, доводя разницу между геометрической и эффективной светосилой до величин, которые приходится учитывать. В киносъёмочной оптике, для которой разница между геометрической и эффективной светосилой может быть существенной, принято отдельное обозначение эффективных относительных отверстий в виде буквы «Т». Например Т1,3 свидетельствует об эффективном относительном отверстии объектива f/1,3 с соответствующей эффективной светосилой. В практическом кинематографе квадратичную зависимость светосилы от относительного отверстия опускают, называя эффективной светосилой максимальное эффективное относительное отверстие «Т». На оправах фотообъективов указывается геометрическое максимальное относительное отверстие, характеризующее наибольшую геометрическую светосилу при том, что промежуточные значения диафрагмы маркируются в значениях эффективного относительного отверстия с учётом светопропускания стекла^[5]. На оправах современной киносъёмочной оптики, напротив, указываются эффективные относительные отверстия с дополнительным обозначением буквой «Т».

Практическое значение светосилы

Светосила косвенно влияет на качество астрономических приборов, имеющих объектив: телескопов и астрографов. Её значение неразрывно связано с максимальной апертурой, от которой зависит минимальная светимость небесных тел, доступных для регистрации визуальным или фотографическим способами. Для ведения успешных наблюдений создаются оптические приборы с наибольшей возможной светосилой, позволяющие обнаруживать звёзды и их скопления на больших расстояниях. Для других приборов наблюдения светосила объектива определяет минимальную освещённость, при которой ещё можно различать видимые сквозь оптическую систему объекты.

В фотографии и кинематографе максимальная светосила не менее важна. От неё зависит минимальная выдержка, с которой возможна съёмка при конкретной освещённости сцены. Особенно важна светосила при видео- и киносъёмке, поскольку в этом случае максимальная выдержка не может быть длиннее, чем период съёмки одного кадрика, в отличие от фотографии, где экспонирование может продолжаться несколько секунд и даже минут. Тем не менее, в фотографии светосила объектива ограничивает минимальную освещённость, при которой ещё возможна съёмка на моментальных выдержках без штатива. Англоязычное название светосильного объектива англ. Fast Lens (буквально — «быстрый объектив») подчёркивает его пригодность для съёмки быстродвижущихся объектов на коротких выдержках.

Не следует забывать, что при максимальном относительном отверстии качество получаемого изображения хуже, чем при средних значениях диафрагмы, несмотря на совершенство конструкции объектива^[9]. Виньетирование достигает своих максимальных значений также при полной светосиле^[10]. Кроме того, глубина резкости при этом очень мала и недостаточна для резкого отображения объектов, протяжённых в глубину кадра. Более всего это заметно при съёмке с небольших дистанций, поэтому светосила макрообъективов часто сравнительно мала. Тем не менее, использование сверхсветосильных объективов с открытой диафрагмой позволяет получать в фотографии и кинематографе художественные эффекты, недоступные оптике с невысокой светосилой. Большое максимальное относительное отверстие характерно для портретных объективов, допускающих остаточную сферическую аберрацию и мягкий оптический рисунок^[11].

В проекционных объективах величина светосилы определяет световую эффективность всего проектора и, в конечном итоге, яркость изображения на экране. Ненужность большой глубины резкости и небольшой угол поля зрения позволяют изготавливать большинство объективов для проекции плоских объектов достаточно светосильными.

Классификация оптики по светосиле

Объективы с различным значением максимальной геометрической светосилы принято делить на несколько групп. Кроме обычной оптики с невысокой светосилой объективы могут быть светосильными и сверхсветосильными. В кинематографе к первым относят оптику с максимальным относительным отверстием выше f/2,8, а вторая группа начинается со значения f/1,5^[12]. В фотографии из-за более крупных размеров кадра сверхсветосильной считается оптика, начиная с f/2,0^[13]. Максимальное относительное отверстие лучших сверхсветосильных объективов приближаются к теоретическому пределу f/0,5 для съёмки в воздухе^{[* 1]}:

• объектив «Carl Zeiss Super Q Gigantar» 40/0,33 для фотоаппарата «Contarex Bullseye»: 0,33^[14][15];
• Зеркально-линзовый объектив «ЧВ» 20/0,5, разработанный ГОИ в 1948 году: 0,5^[16][17];
• Военный объектив «Signal Corps Engineering» 33/0,6: 0,6;
• Объектив «Искра-3» 72/0,65, разработанный ГОИ: 0,65;
• Специальный объектив для космической программы НАСА Carl Zeiss Planar 50mm f/0.7: 0,7;
• Серийный объектив для фотосистемы Micro Four Thirds «Handevision Ibelux»: 0,85^[18];
• Mitakon 50mm f/0.95 для байонета Sony E;
• Leica Noctilux для дальномерного фотоаппарата: 0,95;
• Canon EF 50 мм для зеркальных фотоаппаратов Canon EOS: 1,0^[19];
• Noct-Nikkor для зеркального фотоаппарата Nikon F2: 1,2;
• Штатные объективы 50 мм для зеркальных фотоаппаратов Canon, Nikon, Minolta и т. п.: 1,4;
• Советские объективы Юпитер-3 и Гелиос-40: 1,5;

Для разных классов аппаратуры типичны следующие значения светосилы объектива^[20]:

• Профессиональные дискретные киносъёмочные объективы: T1,3—2,8;
• Проекционные объективы для кинопроекторов и диапроекторов: 1,0—2,8
• Вариообъективы для профессиональных видеокамер: 1,2—2,0;
• Объективы с постоянным фокусным расстоянием для зеркальных фотоаппаратов: 1,2—4,5;
• Профессиональные зум-объективы для зеркальных фотоаппаратов: 2,8—4,0;
• Бюджетные зум-объективы для зеркальных фотоаппаратов: 4,0—6,3;
• Цифровая или плёночная компактная камера: 3,5—8;
• Плёночная бокс-камера: 8—11;

Высокая светосила легко достигается в нормальных объективах при их небольших габаритах и сравнительно низкой себестоимости. Светосила широкоугольных и длиннофокусных объективов обычно ниже: в длиннофокусной оптике диаметр линз увеличивается пропорционально фокусному расстоянию, а в короткофокусной возрастает астигматизм боковых пучков, прямо зависящий от апертуры. Поэтому, габариты светосильных широкоугольников и телеобъективов могут возрастать в несколько раз по сравнению с менее светосильными аналогами. В соответствии с принципом инвариантности оптических систем, произведение тангенса углового поля, квадратного корня фокусного расстояния и светосилы является константой для любых объективов-анастигматов при одинаковом уровне их оптического совершенства^[21].

См. также

Примечания

1. ↑ Объектив «Carl Zeiss Super Q Gigantar», созданный в маркетинговых целях, считается техническим курьёзом, поскольку непригоден для практической фотографии

Источники

1. ↑ ^{1 2} Краткий справочник фотолюбителя, 1985, с. 35.
2. ↑ Бутиков, 1986, с. 363.
3. ↑ Общий курс фотографии, 1987, с. 18.
4. ↑ Киносъёмочная техника, 1988, с. 81.
5. ↑ ^{1 2} Гордийчук, 1979, с. 152.
6. ↑ Волосов, 1978, с. 75.
7. ↑ Волосов, 1978, с. 76.
8. ↑ Краткий справочник фотолюбителя, 1985, с. 35.
9. ↑ Краткий справочник фотолюбителя, 1985, с. 34.
10. ↑ Общий курс фотографии, 1987, с. 20.
11. ↑ Волосов, 1978, с. 316.
12. ↑ Киносъёмочная техника, 1988, с. 82.
13. ↑ Общий курс фотографии, 1987, с. 19.
14. ↑ Carl Zeiss Super Q Gigantar 40мм F/0.33: самый светосильный объектив или ирония производителя? (рус.). «Cameralabs». Проверено 14 ноября 2015.
15. ↑ Michael Zhang. Carl Zeiss Super-Q-Gigantar 40mm f/0.33: The Fastest Lens Ever Made? (англ.). News. «Petapixel» (6 August 2013). Проверено 14 ноября 2015.
16. ↑ Luiz Paracampo. World’s fastest lens (англ.). USSR Photo (25 December 2007). Проверено 14 ноября 2015.
17. ↑ Десятка самых светосильных объективов (англ.). «Кадрр». Проверено 14 ноября 2015.
18. ↑ Владимир Самарин. Handevision Ibelux 40 мм f/0,85: новый рекордсмен (рус.). «Fototips» (28 декабря 2013). Проверено 14 ноября 2015.
19. ↑ Ken Rockwell. Canon 50mm f/1.0 L (англ.). Reviews (October 2013). Проверено 14 ноября 2015.
20. ↑ Фотоаппараты, 1984, с. 43.
21. ↑ Волосов, 1978, с. 295.

Литература

• Е. И. Бутиков. 7. Геометрическая оптика и роль дифракции в оптических приборах // Оптика / Н. И. Калитеевский. — М.: «Высшая школа», 1986. — С. 329—391. — 512 с. — 23 000 экз.

• Д. С. Волосов. Фотографическая оптика. — 2-е изд. — М.,: «Искусство», 1978. — С. 75, 76. — 543 с. — 10 000 экз.

• Гордийчук, И. Б. Справочник кинооператора / И. Б. Гордийчук, В. Г. Пелль. — М. : Искусство, 1979. — 440 с. — 30 000 экз.

• Е. А. Иофис. Фотокинотехника / И. Ю. Шебалин. — М.,: «Советская энциклопедия», 1981. — С. 228. — 447 с. — 100 000 экз.

• Н. Д. Панфилов, А. А. Фомин. Краткий справочник фотолюбителя / Н. Н. Жердецкая. — М.: «Искусство», 1985. — С. 179—184. — 367 с. — 100 000 экз.

• Фомин А. В. § 4. Фотографические объективы // Общий курс фотографии / Т. П. Булдакова. — 3-е. — М.,: «Легпромбытиздат», 1987. — С. 124—130. — 256 с. — 50 000 экз.

• М. Я. Шульман. Фотоаппараты / Т. Г. Филатова. — Л.,: «Машиностроение», 1984. — 142 с. — 100 000 экз.

wiki.sc

Светосила — это… Что такое Светосила?

Светоси́ла объекти́ва — Светосилой оптического прибора принято называть величину, характеризующую освещенность изображения.

Иногда светосилой неправильно называют величину знаменателя максимального относительного отверстия.

Численное выражение светосилы

Светосила пропорциональна площади действующего отверстия объектива (где  — диаметр действующего отверстия), делённой на квадрат главного фокусного расстояния, т. е. , или . Следовательно, светосила объектива тем выше, чем больше его относительное отверстие.

Выразив через , где  — число шкалы диафрагмы, получим:

Из формулы следует, что чем больше число диафрагмы, тем меньше светосила объектива. Таким образом, диафрагмирование уменьшает светосилу объектива.

Для сравнения светосилы двух объективов необходимо брать отношение квадратов знаменателей относительных отверстий:

Например, светосила объективов с относительными отверстиями 1:4 и 1:8 будет отличаться в раза.

Учет светосилы при съёмке

Если объекты съёмки расположены от фотоаппарата не в фотографической бесконечности, а ближе, то освещённость оптического изображения уменьшается, так как сопряжённое фокусное расстояние, т. е. расстояние от изображения до задней главной плоскости объектива, всегда больше его главного фокусного расстояния. В этом случае фактическая светосила объектива тоже уменьшается. До масштаба 1:10, что приблизительно соответствует расстояниям от объекта съёмки до фотоаппарата более десяти фокусных расстояний объектива, уменьшение светосилы в расчет не принимают. При репродуцировании в крупном масштабе и макрофотосъёмке уменьшение светосилы необходимо учитывать, так как оно влечет за собой увеличение выдержки. В современных фотокамерах изменение светосилы учитывается автоматически.

Эффективная светосила

Относительное отверстие объектива является геометрическим понятием и характеризует его светосилу только условно. При прохождении светового потока через объектив часть его поглощается массой стекла, а часть отражается и рассеивается поверхностью линз, поэтому световой поток доходит ослабленным до светочувствительного элемента. Светосила, учитывающая эти потери, называется эффективной светосилой.

Не следует путать эффективную светосилу с так называемой «эквивалентной светосилой», которая, якобы, приводит к единому значению светосилы для систем с различным кроп-фактором.

Потери света в объективе

Потеря света, уменьшающая прозрачность объектива, определяется по формуле:

где  — доля света, теряемая при отражении одной поверхностью раздела;  — число поверхностей раздела воздух-стекло;  — поглощение света 1 см стекла;  — суммарная толщина линз в см.

Величина называется коэффициентом светопропускания объектива.

В среднем у непросветлённых объективов при прохождении света сквозь линзы световой поток ослабляется на 1 % на каждый сантиметр толщины стекла и на 5 % за счет отражения лучей на каждой поверхности раздела воздух-стекло. Среднее значение коэффициента светопропускания у непросветлённых объективов составляет 0,65, а у просветлённых — 0,9. Световой поток, проходя через непросветлённый объектив, ослабляется в среднем примерно на 1/3. У просветленных объективов световой поток ослабляется в среднем на 0,1, поэтому поправку в выдержку вносить необязательно. В настоящее время все объективы выпускаются просветлёнными.

Внутренние отражения света в объективе

Отраженные и рассеянные линзами объектива лучи света равномерно засвечивают светочувствительный элемент. Эти лучи уменьшают контраст оптического изображения. Снижение контраста происходит потому, что рассеянный свет для ярких участков изображения составляет очень небольшой процент, а для слабо освещённых — весьма значительный. Поэтому светорассеяние сильно уменьшает различие деталей в тенях и менее значительно в света́х.

Светорассеяние увеличивается при наличии царапин на линзах объектива и особенно при потертости их поверхности в центре, сильной запылённости, сколов стекла около оправы. Поэтому с фотографическими объективами необходимо обращаться бережно.

Аналогично действуют и лучи, рассеиваемые оправой объектива, диафрагмой, стенками фотоаппарата.

Типичные значения знаменателя максимального относительного отверстия объективов разных классов

• Carl Zeiss Planar 50mm f/0.7: 0,7
• Leica Noctilux для дальномерной фотокамеры: 1,0
• Юпитер-3 для дальномерной фотокамеры (оптическая схема «зоннар»): 1,5
• Объективы с постоянным фокусным расстоянием для зеркальной камеры: 1,2 — 4
• Цифровая автофокусная мыльница: 2,8 — 5,0
• Вариообъектив среднего ценового диапазона для зеркальной камеры: 2,8 — 4
• Недорогой вариообъектив для зеркальной камеры: 3,5 — 5,6
• Автофокусная мыльница: 5,6
• Мыльница: 8 — 11

Литература

• Яштолд-Говорко В. А. Фотосъемка и обработка. Съемка, формулы, термины, рецепты. Изд. 4-е, сокр. М., «Искусство», 1977.
• Тамицкий Э. Д., Горбатов В. А. Учебная книга по фотографии., М., «Лёгкая индустрия», 1976

dic.academic.ru