Значение светосилы принято указывать как для сменных объективов под зеркалки и беззеркалки, так для штатной оптики — на борту цифровых компактных фотоаппаратов, смартфонов, экшн-камер и даже видеорегистраторов. Понимание принципов обозначения апертуры (это тождественное название светосилы) пригодится для выбора наиболее подходящего решения под конкретные нужды пользователя.

Светосила и диафрагма — в чем связь?

Основой фотографии является свет — при съемке он попадает на матрицу и тем самым формирует изображение. Но прежде пучок света пропускается сквозь оптическую схему объектива, где неминуемо ослабляется. Уровень этого ослабления и есть светосилой. Светосила и диафрагма — понятия родственные. Точнее говоря, именно степень открытия диафрагмы внутри объектива влияет на значение светосилы. Также светопропускание зависит от просветляющего покрытия линз и качества их изготовления, но об этом мы еще поговорим.

Диафрагма в конструкции объектива представляет собой поворотный диск, состоящий из отдельных «лепестков». При вращении лепестки открываются или закрываются. И чем шире отверстие диафрагмы в максимально раскрытом положении, тем более высокой является светосила оптики. Впрочем, без подводных камней тут все же не обошлось.

Так выглядит отверстие диафрагмы крупным планом.

По своей сути диафрагма — это лишь механизм, уменьшающий либо увеличивающий диаметр отверстия, сквозь которое проникает свет. И максимальный размер такого отверстия ограничивается конструкцией объектива. Светосилу рассчитывают путем деления фокусного расстояния оптики на величину диаметра максимально открытого отверстия диафрагмы (в миллиметрах). Например, для условного объектива-«полтинника» 50 мм с раскрытием диафрагмы на 25 мм светосила составит 50 : 25 = 2 : 1

Подобные пометки встречаются в маркировке объективов достаточно редко. Гораздо большее распространение получили тождественные обозначения светосилы в виде F-числа. Чем меньше число, обозначающее светосилу, тем она выше. Так, для рассмотренного примера светосила записывается в виде f/2.0, F2.0 или F1:2.

Светосила оптики изменяется в зависимости от степени раскрытия отверстия диафрагмы.

Обычно светосила составляет не менее f/1.0. Но в исключительных случаях максимальная светосила может быть ниже «единицы». Подобное происходит, если величина фокусного расстояния у объектива меньше, нежели диаметр открытого отверстия диафрагмы. При соответствующем делении результат получается меньше f/1.0. Объективы со столь высокой светосилой — большая редкость и удовольствие не из дешевых. К тому же они весьма громоздкие и не всегда оснащаются системами автофокусировки (из-за тяжеловесных линз, которые сложно двигать). Хороший тому пример — сверхсветосильный Nikon Nikkor Z 58mm f/0.95 S Noct весом под 2 кг. А еще светосильными редко бывают длиннофокусные объективы — в них тоже нелегко сделать большущее отверстие диафрагмы, исходя из значения фокусного расстояния.

Большой и тяжеленный сверхсветосильный объектив Nikon Nikkor Z 58mm f/0.95 Z Noct обойдется сродни неплохой подержанной иномарке.
Полезно знать. Максимально открытое отверстие диафрагмы корректнее называть относительным отверстием. Ведь непосредственно диафрагма — это лишь механизм, который регулирует величину отверстия для уменьшения или увеличения светопропускания. Такого механизма в объективе может и не быть — тогда он будет всегда снимать на самой открытой диафрагме. Подобным образом устроено подавляющее большинство камер смартфонов.
Популярные объективы с постоянной светосилой

Стопы светосилы

Разница между объективами с условной светосилой f/1.4 и f/4.0 кроется в степени раскрытия диафрагмы и количестве пропускаемого света. Отметим, что максимальная светосила оптики является стандартизированным параметром. Наглядно она показана на шкале:

Стандартный диафрагменный ряд с шагом экспозиции между соседними значениями на уровне 1EV.

Указанные значения выбраны неспроста. Между каждым из них наблюдается разница аккурат в одну ступень экспозиции (1EV). В ходе переключения экспозиции на один стоп поток пропускаемого света изменяется вдвое. Объясняется это банальной математикой — изменение площади круга отверстия диафрагмы вдвое приводит к уменьшению или увеличению его диаметра примерно в 1.4 раза.

Внимательно посмотрев на стандартизированную шкалу, возникает резонный вопрос — откуда же тогда берется светосила по типу f/1.8 или f/3.5? Дело в том, что существуют промежуточные значения — во многих современных объективах и фотоаппаратах относительное отверстие диафрагмы регулируется с шагом не в один стоп экспозиции, а в 1/3 ступени. Это позволяет более гибко регулировать параметры съемки под те или иные условия.

Популярные портретные объективы

Переменная и постоянная светосила

Светосила может быть как постоянной (неизменной), так и переменной. Первый вариант встречается во всех фикс-объективах и в продвинутых зумах, второй — в недорогой оптике с переменной кратностью зуммирования. К примеру, в китовых (штатных) объективах максимальная светосила нередко варьируется от f/3.5 – 4.0 на минимальном зуме до f/5.6 – 6.3 в телеположении зуммирования. Объясняется это спецификой строения оптической схемы для максимального удешевления объектива.

Чаще всего «плавающая» светосила встречается в недорогих китовых зум-объективах.

В категории объективов с фиксированным фокусным расстоянием светосильными считаются модели с максимальным отверстием диафрагмы f/2 и менее. Однако на практике разница между условным «портретниками» со светосилой f/1.8 и f/1.4 может оказаться разительной. Первое значение — это атрибут любительской оптики, тогда как светосилу f/1.4 или даже f/1.2 можно встретить в продвинутых профессиональных объективах. Они априори больше и дороже, имеют более совершенную оптическую конструкцию, вооружаются быстрейшей автофокусировкой и лучше защищены от атмосферных воздействий. Невзирая на минимальную разницу по светосиле, оптика f/1.4 и f/1.2 в принципе относится к более высокому классу. Объективы с такими максимальными отверстиями диафрагмы выпускаются сплошь под полнокадровые зеркальные и беззеркальные камеры.

Среди зум-объективов светосильными можно назвать модели f/2.8 — более высокой светосилой обладают лишь единичные экземпляры оптики с переменной кратностью зуммирования. Это же относится к разряду объективов под средний формат.

Популярные объективы с переменным фокусным расстоянием

Съемка в условиях недостаточной освещенности, размытие фона и характер боке

Итак, что же дает высокая светосила оптики? Во-первых, чем больше света пропускается сквозь объектив, тем лучше он «видит» в условиях недостаточной освещенности. Как результат, при съемке в темном помещении или в сумерках на улице получится передать максимум света на матрицу для формирования итоговой картинки. С практической точки зрения это позволяет выставлять меньшую светочувствительность и получать менее «шумные» снимки. Например, при фотографировании с помощью объектива f/1.4 значение ISO можно установить на уровне 400 – 800 единиц, а вот условному «штатнику» с максимальной диафрагмой f/5.6 для аналогичных условий понадобится ISO 3200.

Больше света — значит более уверенная работа система автофокусировки камеры. И еще одно — это возможность оперировать более короткими выдержками для «замораживания» в кадре быстрых движений или съемки с рук в условиях плохой окружающей освещенности без риска получить смаз картинки.

Снимая на более открытом отверстии диафрагмы, можно выставлять меньшее ISO и получать малошумные снимки.

Широко открытая диафрагма обеспечивает малую глубину резкости (ГРИП), поэтому светосильная оптика является наилучшим инструментарием для эффектного размытия заднего плана. Съемка с малой ГРИП визуально отделяет объект на переднем плане от фона, что незаменимо в портретном жанре фотографии, при предметной съемке и в прочих ситуациях. Впрочем, характер прорисовки боке зависит не только от светосилы объектива, но и от конструкции механизма диафрагмы, а именно от количества ее лепестков. Чем их больше, тем более привлекательно смотрятся контуры объектов в зоне нерезкости. В портретной оптике диафрагма зачастую состоит из 9-ти, а то и 11-ти лепестков.

Чем шире раскрывается диафрагма, тем больше размывается фон позади объекта съемки.

Важно понимать, приобретение светосильного объектива — это не панацея для получения фотошедевров. Обращение с такой оптикой требует от фотографа определенных навыков — при съемке на открытых отверстиях диафрагмы необходимо точно фокусироваться и обязательно учитывать глубину резкости. Отчасти решение подобных задачек можно взвалить на автоматику современных камер, например, включить функцию автофокусировки по глазам модели. Однако в целом контролировать картинку придется все же «на глаз».

Как светосила зависит от размеров матрицы?

Как уже упоминалось немного выше, оптика с высочайшей светосилой (f/1.4 и менее) выпускается сплошь под полнокадровые фотоаппараты. Для камер с кропнутыми матрицами такие объективы практически не представлены — все же это любительский класс фотооборудования. Но как же себя поведет светосильный полнокадровый объектив на кропе? Здесь возникает двоякая ситуация.

С одной стороны, светосилу необходимо пересчитывать в эквивалентную ввиду неминуемого изменения глубины резкости. Делается это по формуле Fэкв. = F x кроп-фактор. Т.е. на кропе условный объектив f/1.4 будет иметь светосилу порядка f/2.1. Однако сказанное справедливо лишь для степени размытия фона — на экспозицию кадра размер матрицы не влияет, поэтому параметры выдержки, диафрагмы и светочувствительности останутся неизменными как для полного кадра, так и для кропа.

Популярные фотоаппараты с APS-C матрицей

Светосила в видеообъективах

Специализированные объективы для видеосъемки предъявляют более строгие требования к светопропусканию. Их светосилу принято маркировать T-стопами (от англ. Transmission). Это обозначение эффективной светосилы, которая учитывает потери светового потока при пропускании сквозь оптическую схему объектива.

Линзы объектива не обеспечивают пропускание 100 % светового потока — его прохождение зависит от качества изготовления стекол, применяемых антибликовых и просветляющих покрытий. А еще часть света обязательно отражается от поверхности линз. Все это учитывается в T-стопах светосилы. И хотя на практике разница между геометрической F-светосилой и эффективной T-светосилой обычно невелика и составляет порядка 1/2 ступени экспозиции, при прочих равных объектив с более высокой эффективной светосилой выдаст более яркую картинку.

В сегментах кино- и видеообъективов светосилу принято маркировать T-стопами.

Все кинообъективы априори маркируются T-стопами светосилы, тогда как для обычной оптики узнать эффективную светосилу можно в специальных источниках. Например, на авторитетном ресурсе DxOMark.

Вывод

Светосильная оптика придется кстати в портретном жанре фотографии, при съемке свадеб, крестин, репортажей. А вот для студийной, пейзажной, интерьерной и архитектурной фотосъемки светосила уже не отыгрывает столь решающего значения. В погоне за высокой светосилой важно соблюдать баланс, однако в целом такие объективы помогут создавать красивые творческие снимки, которые достойнейшим образом пополнят портфолио.