Что такое светосила? Возможности светосильного объектива и нюансы, которые пригодятся фотографу

• Простыми словами

• Две ключевые возможности объективов с высокой светосилой. Почему фотографы любят объективы с высокой светосилой?

• Съёмка при слабом освещении

• Сильное и красивое размытие фона. Боке

• Что такое светосильный объектив?

• Светосила и класс оптики. В чём разница между объективами F1,8, F1,4 и F1,2?

• В чём измеряется светосила? Диафрагма и относительное отверстие

• Эффективная и геометрическая светосила. F-stop и T-stop

• «Эквивалентная светосила»: несостоятельность термина

• Светосила и выбор объектива

Светосила, апертура, максимальное относительное отверстие… Фотографу стоит разобраться в этих терминах, ведь речь идёт об одном из важнейших параметров объектива. В этом уроке мы шаг за шагом, последовательно всё объясним.

Простыми словами

Каждый объектив может пропустить через себя определённое количество света. Чем шире в нём отверстие, тем больше света попадёт на матрицу фотоаппарата и тем выше качество кадра и больше творческих возможностей у фотографа.

Ширину отверстия в объективе, через которое проходит свет, регулирует механизм диафрагмы. Но и у него есть свой максимум. Чем шире открывается диафрагма, тем выше светосила объектива.

• Светосила объектива — это значение самой открытой диафрагмы (в теории всё несколько сложнее, но об этом ниже).

• На объективе всегда пишут значение диафрагмы, до которого её можно открыть. Светосила — одна из важнейших характеристик оптики наряду с фокусным расстоянием. Как правило, перед её обозначением ставят букву F. Этой же буквой обозначается любое значение диафрагмы, установленное на камере. Чем меньше число, обозначающее светосилу, тем она выше. Объектив, на котором указано значение F2,8 (2.8, F 1:2.8, f/2,8 — обозначаться может по-разному), имеет светосилу выше, чем тот, на котором написано F4 (4, F1:4), а объектив F1,2 ещё более светосильный.

• Производители смартфонов светосилу объективов своих камер часто называют апертурой, а вот в фототехнике такой термин не прижился. Но в английском языке слово aperture означает «значение диафрагмы». Термин «светосила» по-английски — maximum aperture, а «светосильный объектив» — fast lens. Да-да, слово fast вовсе не про скорость фокусировки, а про светосилу.

• Светосилу нельзя путать со светочувствительностью. Светосила — характеристика объектива. Светочувствительность (ISO) — один из трёх параметров экспозиции.

Светосила может быть переменной. У некоторых зум-объективов светосила отличается на минимальном и максимальном положении зума. Скажем, на самом коротком фокусном расстоянии она составит F3,5, а на максимальном — уже F6,3. Такова особенность некоторых бюджетных объективов. Зум-объективы, имеющие постоянную светосилу во всём диапазоне фокусных расстояний, считаются более продвинутыми.

Две ключевые возможности объективов с высокой светосилой. Почему фотографы любят объективы с высокой светосилой?

Съёмка при слабом освещении

Одно из важнейших достоинств светосильного объектива — возможность получать качественные фото даже при слабом освещении (например, ночью или в плохо освещённом помещении). Ведь он способен передать матрице фотокамеры гораздо большее количество света.

То, что обычным китовым объективом вы снимали на ISO 6400 (это чревато высоким уровнем цифрового шума, низким качеством картинки), можно снять объективом со светосилой F1,4 на ISO 400.

Со светосильным объективом вы значительно расширите список сюжетов и условий, в которых сможете работать. Теперь вам подвластны интерьеры ресторанов с приглушённым светом, вечерние улицы, храмы, театры… Просто открываем диафрагму и снимаем! Кроме того, за счёт высокой светосилы объектива будет быстрее и точнее работать система автофокуса: камера уверенно сфокусируется даже в сложных условиях освещения.

При наличии штатива светосильная оптика позволяет получить качественные кадры звёздного неба.

Сильное и красивое размытие фона. Боке

Чем сильнее открыта диафрагма, тем меньше глубина резкости. А светосильные объективы позволяют открывать диафрагму широко. С ними глубину резкости можно сделать очень небольшой, а остальное — размыть! Светосильная оптика — лучший инструмент для работы с размытым фоном.

Фон размывают для того, чтобы выделить главный объект, добавить объём или же скрыть нежелательные детали заднего плана. Размытый фон называют «боке». Такие снимки смотрятся дороже по сравнению с кадрами, сделанными на смартфон. Из-за технических ограничений камера смартфона не может сильно размывать фон (разве что с помощью цифровой обработки, но такое размытие часто смотрится неестественно).

Чемпионами по размытому фону являются портретные объективы. Они созданы для работы с малой глубиной резкости. Подробнее о том, как получить размытый фон и какие для этого нужны настройки — в отдельном уроке. Разумеется, фон следует размывать далеко не всегда. К примеру, в предметной, пейзажной, архитектурной и интерьерной съёмке размывать передний и задний план не принято.

Что такое светосильный объектив?

Какие объективы называются светосильными? Это модели, которые имеют светосилу F2,8 или выше (F1,8, F1,4). Для зум-объективов (за редчайшими исключениями) максимальной светосилой как раз и будет значение F2,8.

Как правило, зумы с такой светосилой принадлежат линейке профессиональной оптики и, кроме светосилы, имеют быстрый привод автофокуса и надёжную конструкцию. Зумы со светосилой F2,8 обычно дороже и имеют внушительные размеры.

Однако есть объективы со значительно более высокой светосилой! Они позволяют получить ещё более качественную картинку при слабом освещении, сильнее размывают фон. И при этом могут быть компактнее и дешевле. Речь о светосильных фикс-объективах. Они лишены возможности менять угол обзора, зато обладают светосилой F2, F1,8, F1,4 или даже F1,2! К сравнению: объектив F1,4 пропускает в 4 раза больше света, чем объектив F2,8, и в 16 раз больше, чем объектив со светосилой F5,6! Увеличение светосилы в 1,4 раза соответствует увеличению светового потока в два раза.

Полнокадровые камеры позволяют пользоваться самыми светосильными объективами при самой большой по площади матрице. Только здесь мы встретим объективы со светосилой F1,4 или F1,2. На полный кадр светосильных объективов существует огромное количество, с любыми фокусными расстояниями и на любой кошелёк.

На камерах среднего формата (с площадью матрицы больше 36×24 мм) объективы с такой светосилой мы уже не встретим — придётся довольствоваться оптикой F2,8 или даже F5,6: чем больше площадь сенсора, тем в среднем ниже светосила оптики в системе. Ведь чтобы сделать объектив с высокой светосилой, покрывающий большую площадь матрицы, само изделие должно быть очень крупным и дорогим. Но и на матрицах меньшего размера (кроп x1.5, x2, компакты) тоже практически нет объективов со светосилой более F1,2. Так что полный кадр на сегодня продолжает оставаться золотой серединой.

Светосила и класс оптики. В чём разница между объективами F1,8, F1,4 и F1,2?

При выборе оптики фотографы часто спрашивают: «Почему объектив со светосилой F1,8 стоит вдвое дешевле, чем F1,4? Ведь разница в экспозиции между ними — меньше ступени!». Действительно, разница между объективами со светосилой F1,4 и F1,8 крайне мала, а на итоговой фотографии вряд ли кто-то сможет определить, на объектив с какой светосилой она была сделана. Так откуда же такая разница в цене?

Так исторически сложилось, что светосила F1,8 — атрибут сравнительно доступной, любительской оптики. Тогда как профессиональные модели обладают значением F1,4 или даже F1,2. Чтобы сделать любительские объективы доступнее, упрощают конструкцию, применяют бюджетные материалы и менее сложные оптические схемы. Тогда как оптика профессионального уровня, наоборот, должна выдерживать все испытания — конструкция таких объективов делается пыле- и влагозащищённой, автофокус максимально быстр.

Если вы ищете недорогой объектив с высокой светосилой, смело берите модель F1,8, она порадует отличной картинкой. Если же вы занимаетесь фотографией серьёзно, снимаете много и часто, имеет смысл выбрать объектив профессионального уровня со светосилой F1,4 или F1,2.

С учётом уже упомянутых NIKKOR Z 58mm f/0.95 S Noct, NIKKOR Z 50mm f/1.2 S, и NIKKOR Z 50mm f/1.8 S в линейке оптики Nikon Z на сегодня есть целых четыре «полтинника». Четвёртым стал NIKKOR Z 40mm f/2. Пусть вас не смущает то, что фокусное расстояние у него не 50, а 40 мм. По своему классу и области применения это самый настоящий универсальный «полтинник».

В чём измеряется светосила? Диафрагма и относительное отверстие

Мы привыкли, что значение диафрагмы характеризуются числами. Их часто называют F-числами (F-number), а в обозначении диафрагмы перед ним ставят букву F: F2,8 или f/2,8. Чем меньше число, тем сильнее открыта диафрагма на объективе. Но откуда вообще взялись эти числа и что они обозначают?

Начнём с того, что параметр, который фотографы называют диафрагмой, правильно называть относительным отверстием. Диафрагма — это лишь механизм, его регулирующий. Его в объективе может и не быть, и тогда он будет всегда снимать на самой открытой диафрагме — так устроены почти все объективы камер смартфонов. Нет диафрагмы и в зеркально-линзовых объективах.

Относительное отверстие объектива — отношение диаметра входного зрачка (место, где расположен механизм диафрагмы) к его фокусному расстоянию. К примеру, при фокусном расстоянии 50 мм и диаметре отверстия 25 мм объектив будет иметь относительное отверстие 1:2 или F2.

Если максимальный диаметр отверстия в объективе с фокусным расстоянием 50 мм составит те же 50 мм, такой объектив будет иметь относительное отверстие 1:1 или F1. В любом современном объективе есть механизм диафрагмы, поэтому диаметр относительного отверстия можно уменьшить. Но вот максимальное относительное отверстие (светосила) ограничено максимальным диаметром отверстия в объективе.

Чтобы иметь относительное отверстие F2 на объективе в 200 мм, потребуется уже диаметр 100 мм! Представьте себе размеры такого объектива! Между прочим, в линейке Nikon такая модель существует. Чем более длиннофокусный объектив перед нами, тем сложнее добиться высокой светосилы. Как правило, светосильные длиннофокусные объективы очень крупные и дорогие: для их изготовления нужно много стекла, требуются огромные по размеру линзы.

Почему же значения диафрагмы обозначаются в формате F2,8 (относительное отверстие 1:2.8)? Давайте посмотрим на так называемый диафрагменный ряд, чтобы увидеть все его значения.

Между каждым из этих значений разница в одну ступень экспозиции. Переключившись с диафрагмы F2,8 на F4, мы сократим поток света, проходящий через объектив, в два раза. Эти значения различаются на квадратный корень из двух. И именно такие цифры получаются из-за того, что меняется прежде всего площадь отверстия в объективе — она влияет на количество проходящего света. А нам нужно охарактеризовать площадь круглого отверстия через его диаметр. Увеличение площади круга вдвое приводит к увеличению его диаметра в 1,4 раза, отсюда получаются такие числа в ряду диафрагм.

В современных фотоаппаратах есть и другие, промежуточные значения, так как в них относительное отверстие регулируется с шагом не в одну ступень экспозиции, а в ⅓ ступени. Это нужно для более гибкой регулировки параметров, яркости получаемых кадров.

Итак, относительное отверстие объектива, значение диафрагмы, в полном виде будет обозначаться как дробь (например, 1:2.8). Но для упрощения записи фотографы стали писать F/2,8, а потом и просто F2,8. Теперь мы знаем, почему значения диафрагмы имеют такой странный вид и почему открытая диафрагма обозначается малым числом, а закрытая — бóльшим, хотя интуитивно всё должно быть наоборот. Чем больше делитель дроби, тем меньшее число он обозначает, и поэтому, например, отверстие 1:1.8 (F1.8) значительно крупнее, чем 1:16 (F16).

Эффективная и геометрическая светосила. F-stop и T-stop

Всё сказанное выше относилось к геометрической светосиле. В своих расчётах мы учитывали лишь геометрические параметры — диаметр, ширину отверстия… Однако на то, сколько света пройдёт через объектив, влияет ещё и качество стёкла, из которого сделаны линзы. Ни одно стекло не пропускает через себя 100% света, какая-то его часть отражается от поверхности линз, теряется в оптической схеме объектива. У современной оптики потери могут доходить до 40%! Потери тем больше, чем сложнее оптическая схема объектива. Разумеется, на светопропускание линзы влияет и качество её изготовления, совершенство антибликовых просветляющих покрытий. Чтобы сократить потери, часто объединяют несколько линз в группы.

Но эффективная светосила объектива всегда будет чуть ниже геометрической. Если геометрическую светосилу обозначают буквой F, то эффективную светосилу, учитывающую потери света в объективе, характеризуют буквой T (Transmission).

При одинаковой геометрической светосиле объектив с более высокой эффективной светосилой будет давать более яркую картинку. За редкими исключениями, разница между геометрической и эффективной светосилой у современной оптики невелика и составляет менее ½ ступени экспозиции.

Однако для кинематографистов эффективная светосила важна. Поэтому на кинообъективах всегда указывают именно T-стопы, а не F-стопы.

«Эквивалентная светосила»: несостоятельность термина

На просторах форумов можно встретить такой термин как «эквивалентная светосила». Подобно тому как пересчитывают эквивалентное фокусное расстояние, чтобы охарактеризовать угол обзора объектива на камерах с разным кроп-фактором, некоторые пользователи предлагают пересчитать и светосилу.

Отталкиваются они от величины глубины резкости, получаемой на одном и том же угле обзора объективами с разным фокусным расстоянием на кропе и полном кадре.

Формула простая: F экв. = F × кроп-фактор

Однако термин «эквивалентная светосила» всё же несостоятелен. Почему? Реальная светосила влияет не только на глубину резкости и степень размытия фона, но и на экспозицию! Светосила — термин, имеющий отношение именно к экспозиции, а она не зависит от размера матрицы. В одних и тех же условиях и камера смартфона, и кроп-камера, и полнокадровая камера будут снимать на одинаковых параметрах выдержки, диафрагмы и светочувствительности. А значит «эквивалентная светосила» не нужна.

Светосила и выбор объектива

Дадим несколько рекомендаций по выбору и работе со светосильной оптикой.

Да, светосила — это здорово. Однако светосильная оптика часто бывает тяжёлой, дорогой. Есть жанры, где светосила объектива неважна, ведь снимать нужно на закрытых диафрагмах, со штатива. Это любая студийная съёмка с импульсным светом, каталожная предметная съёмка, интерьерная фотография, пейзажная (за исключением съёмки звёздного неба, где высокая светосила принципиально важна) и архитектурная фотография.

Если вы интересуетесь такими видами съёмки, светосила не должна быть решающим фактором при выборе оптики. Есть и другие важные свойства объективов (диапазон фокусных расстояний, резкость, бликозащита, минимальная дистанция фокусировки, «рисунок» и др.), на которые необходимо обратить внимание. Порой, выбрав менее светосильную оптику, можно серьёзно сэкономить бюджет и облегчить комплект оборудования.

В каких направлениях съёмки точно понадобится светосильный объектив? В портретной и свадебной фотографии пригодится светосильный портретный фикс и, возможно, другие объективы с высокой светосилой.

Светосильные фикс-объективы широко применяются и в творческих съёмках.

Если вы занимаетесь репортажной фотографией, присмотритесь к зум-объективам со светосилой F2,8. Конечно, самый востребованный класс объективов для репортажа — 24-70 F2.8, но не надо забывать и о 70-200 F2.8. Телевики бывают нужны часто!

Для съёмки звёздного неба тоже нужна высокая светосила. Чтобы снимать в жанре астропейзажа, потребуется светосильный широкоугольный объектив. Есть класс объективов 14-24 F2.8, они хороши и для репортажа, и для любых видов пейзажной фотографии, в том числе ночной.

Альтернативой этим зумам могут стать фиксы типа 20 мм F1.8

А что, если вы пока не знаете, в каком жанре будете снимать? Может, сейчас нужен максимально универсальный объектив с высокой светосилой? В таком случае обратите внимание на «полтинники». На кропе такой вариант будет неплохим «портретником», позволит заниматься предметной съёмкой, а на полном кадре он превратится в универсал на все случаи жизни. О них мы писали выше.

Светосильный объектив сделать нетрудно, что подтверждает множество дешёвых объективов от сторонних производителей с рекордной светосилой. Но трудно сделать оптику, которая на открытой диафрагме даёт резкое изображение. Качественный объектив уже на самой открытой диафрагме даст отличное изображение с минимумом искажений и аберраций. Если же резкость изображения вам не так важна и вы скорее за художественность картинки, то присмотритесь к винтажной оптике: она «рисует» интереснее современной, и те же старинные объективы Nikkor способны на многое, а использовать их на современных камерах очень просто.

Заключение

«А что, так можно было?!» — часто слышу от своих учеников, впервые попробовавших что-то типа простого 50mm F1.8 после китового объектива. Переход на светосильную оптику — отдельный этап в становлении фотографа, открывающий ему новые возможности.

Как и любой инструмент, светосильный объектив требует от пользователя определённых навыков. К примеру, съёмка на открытых диафрагмах требует идеально точной фокусировки и рационального расчёта глубины резкости. Поэтому автофокус по глазам на беззеркальных камерах — такая классная штука, он позволяет гораздо эффективнее работать со светосильной оптикой.

Не останавливайтесь на достигнутом и совершенствуйтесь в съёмке вместе с нами!