Что такое диафрагма в фотографии

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!

Источник

5 шагов к пониманию диафрагмы.

Шаг 1 – Что такое диафрагма фотоаппарата?

Лучший способ понять, что такое диафрагма – представить ее как зрачок глаза. Чем шире открыт зрачок, тем больше света попадает на сетчатку.

Экспозицию составляют три параметра: диафрагма, выдержка и ISO. Диаметр диафрагмы регулирует количество света, поступающего к матрице, в зависимости от ситуации. Есть различные творческие варианты использования диафрагмы, но когда речь идет о свете, важно запомнить, что более широкие отверстия пропускают больше света, а более узкие меньше.

Шаг 2 – Как определяется и изменяется диафрагма?

Диафрагма определяется с помощью так называемой шкалы диафрагм. На дисплее вашей камеры вы можете увидеть F/число. Число означает, насколько широкая диафрагма, что, в свою очередь, определяет экспозицию и глубину резкости. Чем меньше число, тем шире отверстие. Это может сначала вызвать путаницу – почему малое число соответствует большей светосиле? Ответ прост и лежит в плоскости математики, но сначала вы должны узнать, что такое диафрагменный ряд или стандартная шкала диафрагм.

Диафрагменный ряд: f/1.4, f/2, f/2.8, f/4, f/5.6, f/8, f/11, f/16, f/22

Главное, что нужно знать об этих числах – то, что между этими значениями одна ступень экспозиции, то есть при переходе от меньшего значения к большему в объектив будет попадать в два раза меньше света. В современных камерах есть также и промежуточные значения диафрагмы, позволяющие более точно настроить экспозицию. Шаг настройки в этом случае равен ½ или 1/3 ступени. К примеру, между значениями f/2.8 и f/4 будут лежать значения f/3.2 и f/3.5.

Теперь о более сложных вещах. Точнее о том, почему количество света между основными значениями диафрагмы различается в два раза.

Вот несколько примеров:

Если разделить 490 на 251, то получится не ровно два, но это только потому, что диафрагменные числа округлены до первого десятичного знака. На самом деле равенство будет точным.

Вот так реально выглядят соотношения отверстий диафрагмы.

Шаг 3 – Как диафрагма влияет на экспозицию?

С изменением размера диафрагмы изменяется и экспозиция. Чем шире диафрагма, тем сильней экспонируется матрица, тем более светлое изображение получается. Лучший способ продемонстрировать это – показать серию фотографий, где изменяется только диафрагма, а остальные параметры неизменны.

Все изображения ниже были сделаны на ISO 200, выдержка 1/400 сек, без вспышки, а изменялась только диафрагма. Значения диафрагмы: f/2, f/2.8, f/4, f/5.6, f/8, f/11, f/16, f/22.

Однако, основное свойство диафрагмы – это не управление экспозицией, а изменение глубины резкости.

Шаг 4 – Эффект глубины резкости

Глубина резкости – сама по себе обширная тема. Чтобы раскрыть ее, нужно несколько десятков страниц, но сейчас мы рассмотрим ее очень кратко. Речь идет о расстоянии, которое будет передаваться резко спереди и сзади объекта съемки.

Все, что вам действительно нужно знать, с точки зрения взаимосвязи диафрагмы и глубины резкости, это то, что чем шире диафрагма (f/1.4) тем меньше глубина резкости, а чем уже диафрагма (f/22), тем поле резкости больше. Прежде, чем я покажу вам подборку фотографий, сделанных с разной диафрагмой, посмотрите на диаграмму ниже. Она помогает понять, почему это происходит. Если вы не понимаете точно, как именно это работает, ничего страшного, пока для вас важно знать о самом эффекте.

На нижнем рисунке представлено фото, сделанное на диафрагме f/1.4. На нем ярко выражен эффект ГРИП (Глубины резко изображаемого пространства)

Наконец подборка фотографий, сделанных в приоритете диафрагмы, таким образом экспозиция остается постоянной, а меняется только диафрагма. Диафрагменный ряд такой же, как в предыдущем слайд-шоу. Обратите внимание, как меняется глубина резкости при изменении диафрагмы.

Шаг 5 – Как использовать различные диафрагмы?

Прежде всего следует помнить, что нет правил в фотографии, есть рекомендации, в том числе когда дело доходит до выбора диафрагмы. Все зависит от того, хотите ли вы применить художественный прием или максимально точно запечатлеть сцену. Чтобы легче принимать решение, привожу несколько наиболее употребляемых традиционно значений диафрагмы.

f/1.4: превосходно для съемки в условиях низкой освещенности, но будьте осторожны, при таком значении очень маленькая ГРИП. Лучше всего применять для небольших объектов или для создания эффекта мягкого фокуса

f/2: Использование то же самое, но объектив с такой диафрагмой может стоить одну треть от объектива с диафрагмой 1,4

f/2.8: Также хорошо применять в условиях низкой освещенности. Лучше всего применяется для съемки портретов, так как глубина резкости больше и в нее попадет все лицо, а не только глаза. Хорошие зум-объективы как правило имеют это значение диафрагмы.

f/4: Это минимальная диафрагма, используемая для съемки человека при достаточном освещении. Диафрагма может ограничивать работу автофокуса, поэтому вы рискуете промахнуться на открытой диафрагме.

f/5.6: Хорошо использовать для фотографии 2-х человек, но для низкой освещенности лучше использовать подсветку вспышкой.

f/8: Используется для больших групп, так как гарантирует достаточную глубину резкости.

f/11: На этом значении большинство объективов имеют максимальную резкость, так что это хорошо для портретов

f/16: Хорошее значение при съемке на ярком солнечном свете. Большая глубина резкости.

f/22: Подходит для съемки пейзажей, где не требуется внимания к деталям на переднем плане.

Как я уже говорил, это только рекомендации. Теперь, когда вы точно знаете, как диафрагма влияет на фото, пробуйте и получайте удовольствие.

Источник

Основы фотографии: выдержка, диафрагма, ГРИП, светочувствительность

Введение

Часто люди приобретают цифровые зеркальные камеры в погоне за качеством снимков, но при этом не имеют представления о технических моментах съемки. В основном это касается тех, кто до зеркалки держал в руках исключительно компактные фотоаппараты и пользовался автоматическими режимами (которые, к слову, весьма продвинутые в современных камерах).

В результате у кого-то возникает разочарование в камере и фотографии в целом, а другие проявляют терпение и пытаются освоить премудрости фотографии, чтобы раскрыть весь потенциал камеры с полноценным (или почти полноценным) сенсором.

Изначально я планировал написать одну статью, но по ходу дела понял, что объем получается слишком большой и решил разбить ее на несколько частей. В этой главе рассмотрю такие понятия как выдержка, диафрагма, ГРИП и светочувствительность, как эти параметры влияют на результат съемки. На очереди статья про типы и параметры объективов, работу со вспышками и советы по съемке в различных условиях.

Экспозиция

Экспозиция — это величина засветки светочувствительного сенсора. Она формируется двумя параметрами — выдержкой и диафрагмой, — которые еще называют «экспопарой». Экспозиция должна быть такой величины, чтобы обеспечить необходимое количество света для формирования изображения на сенсоре с заданной светочувствительностью (которая обозначается ISO, например, ISO 100, ISO 800 и т.д.).

Чем больше значение светочувствительности матрицы, тем меньше должна быть экспозиция. В автоматических и полуавтоматических режимах работы, фотокамера производит вычисление экспозиции при помощи специального датчика и других параметров системы.

Для передачи всей световой картины сцены, необходимо, чтобы динамический диапазон (минимальная воспринимаемая яркость и максимальная) сенсора был больше диапазона снимаемой сцены. Если это невозможно, экспозицию выбирают исходя из того, чтобы правильно проработать самую важную часть кадра.

Рис. 1. Слева направо: недоэкспонирование, нормальная экспозиция, переэкспонирование

Выдержка

Выдержка — это время, на которое открывается затвор фотоаппарата для засветки сенсора. Затвор в полноценном его виде имеется не во всех аппаратах, в большинстве компактов и разного рода мобильниках его роль выполняет электроника — так называемый «электронный затвор», выдержка в этом случае определяется временем между обнулением матрицы и считыванием с нее информации. Бывают еще гибридные затворы.

Самый распространенный вид затвора — шторно-щелевой, в нем перемещаются две шторки. Во взведенном состоянии сенсор перекрыт первой шторкой. При спуске затвора, эта шторка открывает путь световому потоку. По окончании необходимого времени, просвет закрывается второй шторкой. Начиная с определенной выдержки, быстродействия затвора перестает хватать и засветка кадра начинает производиться щелью, образованной двумя шторками. Чем короче выдержка, тем меньше щель. Эта особенность порождает две проблемы: искажение быстро движущихся объектов и проблемы при работе со вспышкой.

Поскольку на коротких выдержках экспонирование (засветка) сенсора происходит неравномерно, выдержка при работе со вспышкой может достигать только той величины, при которой происходит полное открытие площади кадра в момент съемки. Эта величина называется выдержкой синхронизации со вспышкой. В принципе, возможна работа и на более короткой выдержке, при этом вспышка формирует серию световых импульсов, но мощность ее падает.

Диафрагма

Вообще говоря, диафрагма не является обязательным элементом фотоаппарата, поэтому в совсем простых мыльницах и мобильных телефонах она просто-напросто отсутствует. Эспопара в них — вовсе и не пара; она формируется одним единственным параметром — выдержкой электронного затвора.

Диафрагма в прямом понимании — это перегородка, ее значение обратно пропорционально количеству пропускаемого света и обозначается в виде дроби 1/k, где k — стандартные коэффициенты. На практике обычно указывают только знаменатель дроби. Например, если на объективе с относительным отверстием 2.8 мы установим диафрагму f/2.8, то это будет означать, что диафрагма на данном объективе будет полностью открыта и не будет участвовать в съемке.

Казалось бы, если оба этих параметра отвечают за одно и то же — количество света, попадающего на матрицу, — нельзя ли использовать один? Можно! Но диафрагма влияет на еще один очень важный параметр: глубину резко изображаемого пространства (или просто ГРИП).

Рис. 2. Работа диафрагмы

Давайте попробуем разобраться, на что влияет увеличение или уменьшение диафрагмы кроме количества пропускаемого света. Чем больше значение диафрагмы (меньше физическое отверстие), тем больше глубина резкости, то есть область точной фокусировки вокруг снимаемого объекта.

При открытой диафрагме происходит размытие заднего фона — этот эффект наиболее полезен в съемке портретов, чтобы акцентировать внимание на лице. С прикрытой же диафрагмой снимают пейзажи, в которых требуется резко отобразить всю площадь кадра.

Я не буду вдаваться в технические детали, приводить графики и формулы, достаточно запомнить несколько условий, влияющих на величину ГРИП:

1. Диафрагма. Чем больше ее значение (меньше физическое отверстие), тем больше ГРИП.
2. Фокусное расстояние объектива. Чем больше фокусное расстояние, тем меньше ГРИП.
3. Расстояние до объекта съемки. Чем ближе объект, тем меньше ГРИП.

Рис. 3. Диафрагма 2, выдержка 800

Рис. 4. Диафрагма 4, выдержка 200

Рис. 5. Диафрагма 8, выдержка 50

По картинкам ясно видно, что на открытой диафрагме глубина резкости меньше, чем на прикрытой. Еще обратите внимание на то, что для того чтобы значение экспозиции оставалось неизменным, приходится менять и второй параметр экспопары — выдержку (при изменении диафрагмы на два стопа, выдержка меняется в 4 раза).

КРОП-фактор

На хабре есть хорошая статья про кроп-фактор и то, как он влияет на ГРИП, рекомендую прочитать. Вкратце, величина КРОП-фактора означает во сколько раз площадь сенсора меньше стандартного 35-мм кадра.

Именно из-за маленького размера сенсора, у компактных цифровые фотоаппаратов добиться малой ГРИП практически невозможно, разве что при макросъемке. Поэтому фотографии с мыльниц выглядят менее объемными, особенно портреты. При этом на пейзажах порой разницу увидеть невозможно.

Светочувствительность и шумы

Пожалуй, самый горячо обсуждаемый в фотографических кругах вопрос — это шумы матрицы. Сенсор цифровой камеры состоит из множества маленьких датчиков — пикселей. Они преобразуют количество попадающего на них света в электрический сигнал.

Светочувствительность матрицы фотоаппарата можно рассматривать как коэффициент усиления этого электрического сигнала. Поскольку усилению подвергается не только полезный сигнал, но и собственный шум матрицы, увеличение чувствительности матрицы приводит к повышению уровня шумов. Шумы наиболее заметны на темных участках кадра из-за меньшего отношения сигнал/шум слабо освещенных пикселей.

На практике, всегда надо стремиться снимать при наименьшей возможной чувствительности из основного диапазона аппарата. Она будет ограничена освещенностью сцены и максимально возможной длительностью выдержки.

Чем больше площадь каждого отдельного пикселя, тем большее количество света попадает на него за единицу времени, физику не обманешь. Поэтому я не устаю объяснять людям, что они не правы, когда основным критерием выбора фотоаппарата является разрешение сенсора. На деле, увеличение разрешения матрицы при неизменном ее физическом размере скорее вредно! Это не более чем маркетинговый ход производителей фототехники.

Все современные цифровые фотоаппараты производят некоторую обработку изображения перед тем, как оно дойдет до пользователя, в том числе подавление шумов. При разумном использовании этой возможности, результат действительно становится лучше, но в условиях гонки мегапикселей, подобная обработка начинает вносить негативные последствия в результат съемки, что проявляется в «замыливании» картинки, отсутствии достаточной резкости и детализации.

Самый низкий уровень шумов на сегодняшний день обеспечивают камеры с полноразмерным сенсором (35 мм и более), и происходит это именно из-за большой площади пикселя.

Примеры использования выдержки для разных сюжетов

Рассмотрим несколько характерных случаев, при которых используются различные выдержки.

Рис. 6. Короткие выдержки применяются для съемки динамичных сцен, они позволяют как бы «заморозить» движение

Рис. 7. Длинные выдержки, наоборот, «размазывают» движение, что порой позволяет достигнуть интересного результата

В общем случае, если сюжет банален и не требует особых условий, при съемке с рук надо стараться, чтобы выдержка не была длиннее, чем 1/f (фокусное расстояние объектива). Например, для объектива 50 мм надо стараться использовать выдержки короче 1/50 с.

Многие современные объективы (и даже некоторые тушки) оснащаются стабилизаторами изображения, но мне, к сожалению, не приходилось их использовать, поэтому сказать насколько они эффективны не могу. Теоретически, данная возможность позволяет снимать на более длинных выдержках без появления характерного смаза изображения (в народе «шевеленка»).

Рис. 8. Смаз изображения при длинной выдержке

Источник