Содержание
- Что такое светосила
- Что такое фотон и зачем он нужен
- Что такое рассеянный свет
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.
Светоси́ла — величина, характеризующая светопропускание оптической системы, то есть соотношение освещённости действительного изображения, даваемого ей в фокальной плоскости, и исходной 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.
Содержание
Геометрическая светосила [ править | править код ]
Принято различать геометрическую и эффективную светосилу, которые пропорциональны квадратам геометрического и эффективного относительных отверстий [6] . Геометрическая светосила Q g <displaystyle Q_
может быть вычислена с помощью выражения:
Q g = ( D f ′ ) 2 <displaystyle Q_— заднее фокусное расстояние. Светосила любой оптической системы имеет теоретический предел, определяемый волновыми свойствами света. Он вычисляется при помощи математической зависимости:
N min = 1 2 N A max = 1 2 n sin θ <displaystyle N_< ext
Учитывая, что коэффициент преломления воздуха близок к единице, максимально достижимое относительное отверстие любой оптической системы не может превышать f/0,5 или 2:1 [* 1] . Соответственно, максимально достижимая светосила, равная квадрату этой величины, не превышает значения 4:1.
Эффективная светосила [ править | править код ]
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 Q e <displaystyle Q_, как было сказано выше, определяет отношение освещённости E <displaystyle E> изображения к яркости B <displaystyle B> объекта съёмки [1] :
Q e = E B = τ ( D f ′ ) 2 <displaystyle Q_
