Это странное диафрагменное число. Апертура камеры в смартфоне — что это и как работает

Апертура - в параметрах камер смартфонов часто указывают ее значение. Разберемся, почему хорошая апертура важна, и какая апертура лучше - f 2.2 или f 1.8.

Апертура камеры – что это вообще такое? И почему это значение указывают после числа пикселей в фотоматрице смартфона? Не знаете? Давайте разбираться, попутно выясняя, какая из апертур лучше.

Что такое апертура?

По-простому, апертура – это зрачок. Свет идет сквозь роговицу (линзу), проходит сквозь зрачок (апертуру/диафрагму) и попадает на зрительный нерв (фотоматрицу). Зачем в этой цепочке апертура? Да затем, чтобы дозировать световое излучение. Чем она больше (зрачок расширяется), тем больше света попадет на матрицу (зрительный нерв).

Апертура f 2.0 — что это значит? В чем измеряют апертуру?

Из характеристик смартфонов понятно, что апертура измеряется в специальных единицах – f -числах. Или, как говорят профессиональные фотографы, в f-стопах. Причем размерный ряд апертуры состоит из дробных чисел – f/1.4, f/2.0 и так далее. Иногда в характеристиках пишут упрощенный вариант обозначения – апертура 1.8. Однако точное отображение данной величины требует следующего написания — f/1.8.

По законам математики максимальное значение апертуры достигается при минимальном значении делителя – числового коэффициента, расположенного справа. То есть апертура 2.0 (f/2.0) предполагает большую степень «расширения» зрачка-диафрагмы, чем апертура 2.2 (f/2.2). И чем больше число справа, тем меньше степень раскрытия апертуры.

Как размер апертуры влияет на качество снимка?

Большая апертура позволяет шторкам объектива раскрыться по максимуму, пропуская на сенсор очень большую порцию света. Маленькая апертура означает, что шторки объектива приоткрылись не полностью, и пропустили на матрицу минимум света.

Как это влияет на качество снимка? Да самым прямым образом! Большая апертура при ярком свете, скорее всего, испортит (засветит) кадр. Попробуйте сфотографироваться с солнцем за спиной, и вы увидите все последствия слишком большой апертуры. Однако возможна и другая ситуация, когда слишком маленькое значение апертуры не позволяет матрице захватить достаточную порцию света и снимок получается темным.

То есть хорошая апертура не может быть ни большой, ни маленькой. Она должна соответствовать конкретным условиям съемки. Однако в условиях плохой освещенности нужна максимально большая апертура, чтобы уловить максимум света. И забывать об этом не стоит.

Маленькая апертура – это совсем плохо?

Не совсем. При небольших апертурах – от f 4.0 — f 8.0 и ниже – наблюдается интересная возможность увеличить глубину резкости матрицы. Чем меньше апертура, тем больше объектов оказываются в фокусе камеры. Поэтому малые величины апертуры любят все поклонники пейзажной фотографии и портретисты, желающие получить четкие снимки без размытия контуров и прочих шумов.

В итоге, выбирая между апертурой f 2.0 и f 2.2 , что лучше сказать невозможно. Первое значение гарантирует возможности улучшить качество фото в темном помещении. Второе – обещает увеличить резкость снимка.

Выбираем смартфон по апертуре камеры

Беда любой камеры любого смартфона – это очень незначительный физический размер фотоматрицы (зрительного нерва мобильного устройства). Поэтому стандартная апертура основной камеры – f 2.0 или f 2.2. Ставить меньшее значение диафрагмы не решится ни один производитель смартфонов, уважающий своих клиентов. В этом случае фото в помещениях будут абсолютно нечитаемыми.

Слишком большое значение f-числа смартфону тоже не нужно. Маленькую матрицу легко пересытить светом, испортив баланс снимка. Впрочем, в последнее время появились аппараты со сдвоенной камерой и апертурой в f/1.7, что очень неплохо для смартфона с увеличенной фотоматрицей. Качество снимков в помещении у таких смартфонов находится на недосягаемой высоте.

А какая апертура у флагманов?

На данный момент чемпионами по значению f-чисел являются следующие смартфоны:

У остальных, в том числе и у хваленого апертура не превышает f/2.2.

Любое дело начинается с теории, затем проверка и закрепление знаний на практике. В этой статье хочется сказать несколько слов как раз о теории. Что такое диафрагма фотоаппарата? Где она расположена, что из себя представляет и на что она влияет?

Итак самое главное- это определение. Диафрагма (от греческого слова перегородка)- это элемент объектива фотоаппарата, позволяющий регулировать количество светового потока поступающего через объектив на матрицу фотокамеры. Если сказать упрощенно- это отверстие в объективе. Обозначается оно, как правило, буквой F. В описаниях к любому объективу вы всегда можете узнать ее значение. Диафрагма является одной из составляющих понятия .

Самое главное понять, что меньшее число означает более широкое отверстие. И соответственно чем больше диафрагма фотоаппарата открыта, тем больше света будет поступать через объектив. Например, при диафрагме со значение f 2.8 будет поступать больше света, чем при f 16. Получается, что увеличивая числовое значение, уменьшается количество света. Вот такая нехитрая основная суть системы работы диафрагмы.

Пример, где выдержка 1/200 и ISO 200 оставались неизменными, а менялось только значение диафрагмы.

На всех профессиональных фотокамерах режим съемки в приоритете диафрагмы обозначается буквой А. когда вы самостоятельно выбираете нужное для вас число, а фотоаппарат автоматически .

Какое отношение диафрагма фотоаппарата имеет к ГРИП?

ГРИП- это глубина резко изображаемого пространства или по-другому глубина резкости. Под пространством подразумевается часть кадра, изображенная перед и за пределами главного объекта съемки. Большая глубина резкости означает, что основная часть кадра будет четкая и детально проработана. Маленькая ГРИП (глубина резкости) соответственно, только одна определенная часть будет в фокусе, остальное все будет размыто.

Приведу пример: F 2.8 = открытая диафрагма = маленький ГРИП. Такая схема прекрасно подходит для фотосъемки портретов, когда нужно размыть задний фон, тем самым сосредоточив основное внимание на объекте съемки, а еще точнее на глазах портретируемого. Мы все знаем, что глаза зеркало души и они являются самым главным в портрете, но об этом немного позже.

Однако диафрагма фотоаппарата со значением F 2.8 не подходит для съемки групповых портретов, как результат многие лица могут оказаться нечеткими. Для такого случая лучшим вариантом будет использование диафрагмы со значением F 8 или в зависимости от условий освещения можно выставить значение больше, тем самым вы обеспечите большую глубину резкости, и лица людей в кадре будут четкими.

Как диафрагма в фотоаппарате влияет на экспозицию?

Экспозиция- это количество света, достигающего матрицы фотокамеры за определенный период времени. Формируется из трех основных понятий:

диафрагмы
выдержки

Все эти три понятия в комплексе приводят к правильно экспонированному, недоэкспонированному (слишком темному) или переэкспонированному снимку (чересчур светлому).

Чем шире будет открыта диафрагма (и чем меньше будет значение F), тем больше света будет поступать и соответственно это будет способствовать созданию более светлого изображения.

Диафрагма фотоаппарата. Где и какую применять?

Не существует определенных четких правил для ответа на этот вопрос. Однако есть рекомендации, следуя которым вы добьетесь наилучших для какого-то определенного жанра результатов.

Для фотосъемки пейзажей или архитектуры фотографы часто применяют значение F/16, F/22, что дает большую глубину резкости и полную проработку деталей.

Наоборот в портретной фотографии чаще используются маленькие значения диафрагмы F/2.8, F/2, F/1.8, чтобы сосредоточить внимание на модели и никакие посторонние детали не будут отвлекать внимание. Групповые портреты получаются наилучшим образом при диафрагме F/8, F/11.

И напоследок скажу вам: дерзайте! Все в ваших руках! Возможно в начале будет сложно понять, но помните, что самый лучший способ разобраться до конца и закрепить теорию- это практика. И, конечно, требуется запастись терпением, чтобы все отработать до такой степени, когда техническая грамотность будет способствовать воплощению ваших самых смелых творческих идей.

В данной статье мы расскажем о том, какую роль выполняет диафрагма в зеркальном фотоаппарате, и как фотографировать на Canon и Nikon с разным значением диафрагмы.

Цифровые технологии на сегодняшний день достигли высокого уровня в качестве передачи изображения. Всего лишь одним щелчком можно сохранить навсегда памятные моменты вашей жизни. Таким образом, по сравнению с прошлым десятилетием, нынешние приборы открывают для нас новые возможности и горизонты.

К тому же, для современных цифровых устройств предоставляется возможность установки различных насадок и объективов, которые позволяют регулировать количество света на фото, снимать пейзажи на дальних расстояниях без потери качества и многое другое.

Тем не менее, многие пользователи, даже опытные задаются вопросом для чего нужна диафрагма, и зачем она нужна на фотоаппарате или видеокамере.

Что такое диафрагма?

Техническое определение диафрагмы: «Открытие в объективе, через которое проходит свет, чтобы попасть в камеру».

Проще говоря, диафрагма — это отверстие внутри объектива, через которое свет проникает в корпус камеры. Это простая концепция, чтобы понять её, вспомните как работают ваши глаза. К примеру, при резкой смене яркой среды на темную, радужная оболочка наших глаз либо расширяется, либо уменьшается, контролируя размер зрачка — отверстие, которое позволяет свету проникать дальше в глаз. В фотографии «зрачок» вашего объектива называется диафрагмой. Вы можете уменьшить или увеличить размер диафрагмы, чтобы увеличить или уменьшить свет до датчика камеры. На рисунке ниже показано отверстие в объективе:

Диафрагма подобна «ученику» для вашей камеры, которая может открываться и закрываться, чтобы изменить количество проходящего света. Обратите внимание на девять лезвий диафрагмы в этой линзе. Они необходимы для того, чтобы заблокировать проникновение света при создании снимка.

Для примера мы привели две одинаковые модели цифровых устройств марки Canon. Как вы видите на картинке слева, объектив фотоаппарата выглядит полностью открытым и доступным для проникновения света — значение диафрагмы f/2. На правой картинке мы видим закрытый объектив с небольшим зазором, причиной тому высокое значение диафрагмы f/10.

Что представляет собой диафрагма в фотоаппарате?

Это створки, которые расположены по кругу объектива внутри его корпуса. При повороте объектива они съезжаются к центру и закрывают просвет, при этом они препятствуют поступлению части солнечных лучей внутрь фотокамеры. Диафрагма закрывается не полностью, она оставляет небольшое отверстие для светочувствительного элемента.

Такое техническое решение дает весьма интересные эффекты, поэтому специалисты утверждают, что диафрагма дает основные инструменты для творческой реализации своих идей в фотографиях. К тому же, наверняка вы хотите увидеть, как работает диафрагма в дневное и ночное время суток?

Как увеличить/уменьшить диафрагму на Canon?

Изменение диафрагмы на цифровых устройствах марки Canon под силу даже новичку. Ведь для того, чтобы увеличить или уменьшить значение диафрагмы, достаточно выполнить несколько шагов, которые мы в подробностях описали ниже:

Включите питание фотоаппарата, а затем активируйте режим «M» или «Av». В нашем случае был активирован режим «M» , так как в данном режиме можно полностью работать вручную, но если вы новичок, используйте режим «Av».

Нажмите на кнопку «Av» , и параллельно с этим крутите колесико, как на изображении ниже. Это позволит вам увеличить/уменьшить значение диафрагмы.

Как увеличить/уменьшить диафрагму на Nikon?

Теперь поговорим о том, как работать с диафрагмой на устройствах Nikon. Однозначно, как и в случае с Canon, зеркальные фотоаппараты Nikon также предусматривают наличие интуитивно-понятного интерфейса.

Но все же, мы рассмотрим в деталях, как изменить значение диафрагмы на зеркальном фотоаппарате Nikon:

Включите питания и активируйте режим «Av» , чтобы работать исключительно со значением диафрагмы, и не затронуть настройки выдержки.

Теперь зажмите кнопку «Av» и одновременно крутите колесико, как на изображении ниже. Таким образом вы сможете увеличить или уменьшить диафрагму.

Если вы новичок и не когда не работали с диафрагмой, то первые несколько сотен снимков возможно будут получаться с абберациями, помехами или другими артефактами. Тем не менее, с опытом вы научитесь подбирать правильное значение диафрагмы в разных условиях освещенности.

Какие эффекты дает диафрагма фотоаппарата?

Чем сильнее закрыть просвет в объективе, тем лучше будет виден фон, который расположен за объектом. При ситуации, когда диафрагма полностью открыта, видно только сам объект, границы его размыты, и задний фон нельзя различить.

Если чуть закрыть диафрагму, то появится контур объекта, но фон будет продолжать оставаться мутным. При среднем закрытии уже хорошо прорисовываются границы объекта, и немного просматривается задний фон. Если максимально закрыть створки диафрагмы, то объект и задний его фон можно будет чётко рассмотреть. Обязательно посмотрите слайд-шоу, чтобы понять суть работы диафрагмы. Рассматривались следующие значения диафрагмы — f/2, f/2.8, f/4, f/5.6, f/8, f/11, f/16, f/22.

Диафрагма f/2
Диафрагма f/2.8
Диафрагма f/4
Диафрагма f/5.6

При выборе смартфона с хорошей камерой нужно обращать внимание на многочисленные ее параметры. С разрешением все просто: чем больше мегапикселей – тем лучше теоретическая максимальная детализация снимка. С размерами матрицы и отдельных пикселей тоже все просто: чем они больше – тем больше света улавливает, и тем выше будет четкость при недостатке освещения. А вот диафрагма или апертура – это характеристика, которая труднее поддается пониманию. Например, тот факт, что меньшая цифра – это зачастую лучше, озадачивает многих.

Диафрагма (апертура) – это отверстие в объективе камеры, через которое поступает свет на матрицу. В описании смартфонов эти слова используются, как синонимы, но они имеют несколько разное происхождение. Термин «диафрагма» изначально относился к физической детали объектива, диафрагменной шторке, регулирующей размеры светопропускного отверстия. А «апертура» - это характеристика, указывающая на характеристики этой шторки.

Объектив зеркалки с изменяемой диафрагмой

Так как в мобильных камерах эта деталь отсутствует, оба термина применяются именно во втором значении. Также в качестве синонима терминов «апертура» и «диафрагма» часто применяется слово «светосила». В описании камер смартфонов все эти понятия характеризуют способность оптики пропускать свет.

В чем измеряется диафрагма (апертура) камеры смартфона

Значение диафрагмы (апертуры) камеры смартфона является относительной величиной, выражающейся через фокусное расстояние.

Фокусное расстояние – это расстояние между матрицей и оптическим центром объектива, то есть точкой, в которой сходятся лучи света, попадающие сквозь линзы внутрь модуля камеры. Значение светосилы позволяет определить, насколько эффективно улавливает свет камера, в сравнение с другими.

Расположение диафрагмы камеры смартфона

Числовое значение апертуры – это производная величина, указывающая соотношение ФФР (физического фокусного расстояния) и диаметра отверстия в объективе. Записывается оно в формате дроби f/X, где f – ФФР, а X – делитель. Популярное значение диафрагмы f/2 означает, что диаметр отверстия камеры в два раза меньше, чем фокусное расстояние. Если ФФР равно 4 мм (это тоже одно из популярных значений, так как больше получить от модуля, высотой около 6 мм, не выйдет), то при апертуре f/2 диаметр глазка объектива составит 2 мм. Если фокусное расстояние составляет 5,6 мм, а диафрагма – f/2,8 (такие параметры 12 лет назад имел камерафон Nokia N73), то 5,6/2,8=2, то есть, «зрачок» опять имеет диаметр 2 миллиметра.

Разные значения апертуры. Диаметр отверстий выдержан в одном масштабе.

На что влияет значение апертуры

Так как диафрагменное число указывает на диаметр отверстия объектива, то от его значения зависит количество света, попадающее на матрицу. Чем больше отверстие – тем больше будет света. Именно из-за того, что число после дроби – это делитель, чем оно меньше – тем больше будет физический диаметр «зрачка». Ведь если поделить 4 на 1,8 (f/1,8), то получим 2,22 мм, а деление 4 на 2,2 (f/2,2) даст уже 1,82 мм.

Если вспомнить формулу площади круга πr 2 (а r – это половина диаметра) и провести расчет, можно определить разницу в светопропускной способности. Для отверстия диаметром 2,22 мм площадь составит 3,48 мм2, а для 1,82 мм – 2,85 мм2. Поделив первое на второе, получаем разницу в 1,22 раза, то есть, оптика с апертурой f/1,8 пропускает на 22% больше света, чем с f/2,2.

Из-за того, что разные камеры имеют разное ФФР (у смартфона это несколько миллиметров, а у зеркалки – в 10-100 раз больше), сравнивать по апертуре очень разные фотокамеры нельзя. Например, смартфон с матрицей 1/3" при значении апертуры f/2 улавливает такое же количество света, как полноформатная зеркалка с диафрагмой f/13-f/15. Однако если сенсоры камер сравниваемых смартфонов близки по параметрам или идентичны (как в тех же и , на примере которых и проведены расчеты выше), то разница в светосиле позволяет оценить разницу в светопропускной способности.

Умение эффективно использовать имеющийся объектив оказывает значительно большее влияние на резкость фотографии, нежели выбор самого объектива. Число диафрагмы – важнейший из съёмочных параметров, оказывающих влияние на техническое качество изображения. Разница между различными значениями диафрагмы одного и того же объектива может оказаться намного заметнее, чем разница между различными объективами при одной и той же диафрагме.

	f/1,8
	f/2,8
	f/4
	f/5,6
	f/8
	f/11
	f/16
	f/22

Очевидно, что для стандартного светосильного объектива, использовавшегося в данном тесте, резкость идеальна при диафрагме f/5,6, но и f/4 почти так же хороша. f/1,8 несколько мягковата, что закономерно для максимальной диафрагмы. При f/11 падение резкости вследствие дифракции уже заметно, но не фатально, а вот при f/22 картинка размыта весьма существенно.

Аберрации объектива

Никакой объектив не идеален. Законы физики не позволяют лучу света в точности следовать по тому пути, который предписан ему расчётами, выполненными для идеальной оптической системы. Это приводит к сферическим, хроматическим и прочим аберрациям , которые далеко не всегда могут быть полностью исправлены. Центр линзы, как правило, безупречен, но чем ближе к краю, тем в большей степени свет искажается, рассеиваясь и преломляясь.

Когда диафрагма полностью открыта, на плёнку или сенсор попадает свет, собранный со всей поверхности линзы. При этом аберрации объектива проявляются в полной мере. Прикрывая диафрагму, мы отсекаем часть светового потока, проходящую через края линз, позволяя только центру, свободному от искажений, участвовать в формировании изображения.

Казалось бы, чем меньше размер относительного отверстия, тем выше должно быть качество изображения, но не тут-то было. На другом конце шкалы значений диафрагмы нас поджидает коварный враг.

Дифракция

По мере того, как размер отверстия диафрагмы становится меньше, всё больший процент световых лучей, проходящих через отверстие, касается его краёв. При этом лучи несколько отклоняются от своего первоначального пути, как бы огибая край отверстия – это и есть дифракция . В результате каждая точка сцены, даже будучи строго в фокусе, проецируется на сенсор уже не как точка, а как небольшое размытое пятнышко, называемое диском Эйри. Его размер тем больше, чем меньше отверстие диафрагмы. Когда диаметр диска Эйри начинает превышать размер отдельного фотодиода матрицы , нерезкость становится очевидной. Дальнейшее закрытие диафрагмы только усугубляет дифракцию.

Разрешение современных камер столь высоко, что лёгкое размытие изображения вследствие дифракции можно заметить уже на диафрагмах от f/11 и больше. Компактные камеры с крошечными сенсорами в принципе не позволят вам использовать диафрагму больше, чем f/8, поскольку малый размер фотодиодов делает дифракцию особенно заметной.

Зона наилучшего восприятия

Оптимальное значение диафрагмы индивидуально для каждого объектива, но, чаще всего, лежит в районе двух ступеней от минимума, т.е. f/5,6-f/11, в зависимости от конкретной модели. Откройте диафрагму шире, и оптические искажения станут более заметными, прикройте диафрагму, и дифракция начнёт размывать изображение.

Чем лучше объектив, тем более достойно он смотрится на полностью открытой диафрагме. Особенно это касается краёв кадра. При больших значениях диафрагмы, таких как f/11-f/16 практически все объективы ведут себя одинаково.

Выбор диафрагмы – это баланс между собственно резкостью и глубиной резко изображаемого пространства . Художественный вкус, опыт и чёткое понимание стоящих перед вами фотографических задач окажут вам неизмеримо более весомую помощь, нежели любые теоретические рассуждения. Однако я всё-таки попробую облегчить вам существование.

Стратегия выбора оптимальной диафрагмы

Найдите значение диафрагмы, при котором ваш объектив показывает наилучшую резкость, и используйте это значение во всех случаях, когда это только возможно (чаще всего это f/8 или около того).
Если вам не хватает света или если требуется выделить основной объект съёмки с помощью малой глубины резкости, увеличьте размер отверстия диафрагмы, но старайтесь не открывать её полностью без нужды.
Если нужда наступила, смело открывайте диафрагму и не переживайте по этому поводу. В ситуациях , когда это может вам понадобиться значение диафрагмы является далеко не самым главным фактором, ограничивающим резкость снимков. Шевелёнка портит изображение намного безжалостнее любых аберраций объектива.
Если требуется большая глубина резкости, прикройте диафрагму, но не дальше чем до f/11 для широкоугольных объективов и до f/16 для телеобъективов.
Если вам всё ещё не хватает глубины резкости, что не должно случаться часто, используйте f/16 для широкоугольных объективов и f/22 для телеобъективов. Зажимать диафрагму сильнее ни в коем случае не стоит – за увеличение ГРИП вы заплатите слишком заметным падением общей резкости.

Вот и всё. Зная о слабых сторонах вашего оборудования, вы получаете возможность избегать ситуаций, в которых они проявятся, а значит, можете эффективнее эксплуатировать его сильные стороны.

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.