Какова количественная связь между f/# объектива (диафрагмой), выдержкой и ISO?

Допустим, мы снимаем цифровой зеркальной камерой и у нас есть два сменных объектива.

Объектив №1 имеет диафрагму f/X, X от 1 до 2 (см. ниже). Объектив №2 — f/4.5. То же фокусное расстояние и другие характеристики, что и у предыдущего объектива.

Во-первых, мы снимаем с использованием объектива f/X с ISO=100 и ручным управлением. Второй снимок мы делаем с объективом f/4.5, с той же выдержкой, тем же освещением, теми же настройками, но с более высоким ISO.

Какой ISO мне нужно установить на втором снимке, чтобы сохранить ту же экспозицию, что и на первом снимке?

Мне нужна формула для расчета зависимости между числом ISO и числом f объектива, при прочих равных факторах, для чисел f = 1,0, 1,2, 1,4, 1,6, 1,8. Спасибо.

Если бы вы подождали еще секунду, прежде чем удалить это из physics.SE, модератор перенес бы его для вас, но это тоже работает нормально.
См. аналогичный вопрос на photo.stackexchange.com/q/4157/1356 ("Шпаргалка по ручной фотографии...")

Ответы (2)

Для фиксированного фокусного расстояния размер апертуры (и, следовательно, количество собранного света) масштабируется как обратный квадрат F/#. Таким образом, если вы удвоите F/#, вам потребуется учетверить чувствительность детектора. В конкретном случае, который вы описываете, предполагая, что освещение сцены не меняется, а скорость затвора фиксирована, вы сможете рассчитать правильный ISO следующим образом:

ISO=100*(4,5/Х) 2

Где ISO — это новая настройка чувствительности, а X — начальное значение F/#.

РЕДАКТИРОВАТЬ: photography.SE не интерпретирует LaTeX как физику.SE. Виноват!

К сожалению, у вас немного неправильная формула. В нем говорится (например), что, начиная с f/1,4 и переходя к f/4,5, вы должны уменьшить ISO до ~ 10, чтобы компенсировать это. Я считаю, что вы хотели 4.5/Xвместо X/4.5.
Ждать. Являются ли ISO линейными, логарифмическими или экспоненциальными по отношению к светочувствительности?
@Jerry Coffin прав, вам нужно инвертировать дробь. Это должно быть DestinationAperture/StartingAperture. В нынешнем виде ваша формула дает итоговое значение ISO 10 с более медленной апертурой (примерно 1/3 от исходного). Это должно привести к более высокому значению ISO 1033 (примерно в 3 раза больше исходного), что коррелирует с более медленная диафрагма.
@Andrei: Технически и то, и другое. Стандарт ISO на самом деле включает в себя как то, что раньше было номером ASA, так и то, что раньше было номером DIN, но почти все игнорируют номер, подобный DIN, и просто используют номер, подобный ASA, который вы должны умножать / делить, чтобы работать в остановках. .
@Jerry: Может быть, я что-то неправильно понял, но если вы получаете ISO 100 при f/4.5, затем переходите к f/1.4, ваша диафрагма стала больше, поэтому ISO должно уменьшиться. Мое уравнение предсказывает ISO 9,68, что соответственно меньше ISO 100, которое вы использовали при f / 4,5.
Я забыл упомянуть в своем ответе, я предполагаю, что шкала ISO линейна. Я могу ошибаться в этом. Если да, дайте мне знать, и я обязательно отредактирую ответ.
@Colik K: Насколько я мог судить, он начинал с более широкой апертуры, а затем переходил к более узкой апертуре. В любом случае, если вы будете следовать пункту назначения/началу, вы получите правильную формулу. Вам просто нужно вставить константы в правильные переменные. Формула будет следующей: ISO = StartISO * (DestAperture/StartAperture)^2. (Я скажу, что было бы ХОРОШО иметь форматирование LaTeX здесь... мы делаем достаточно математики, и я думаю, что это оправдано!)
@jrista: Я думаю, что один из нас что-то упускает. Когда я прочитал формулу, которую вы только что опубликовали, она точно соответствует моей.
@Colin K: что вы упускаете (или получаете назад), так это то, что в вопросе говорится, что f / 1.x - это начальная точка, а f / 4.5 - это пункт назначения .
@Джерри: О! Да, вы совершенно правы, извините за это. Редактировать скоро.
@Colin K: кстати, хотя он и не принимает LaTeX, он принимает HTML <sup>для получения надстрочного индекса...
@Jerry: Круто, я это запомню. И за редактуру тоже спасибо :)
@Колин К: конечно. Определенно неприятно, что почти сайт SE использует немного другую версию Morkdown (и даже на одном сайте ответы и комментарии часто тоже отличаются друг от друга...)

Диафрагмы работают пошагово sqrt(2), т. е. каждый раз, когда вы увеличиваете площадь апертуры, вы удваиваете количество света, которое может пройти через объектив за заданный период времени.

Для простоты начнем, скажем, с f/2 и f/5.6. Точки в этом случае равны f/2, f/2.8, f/4 и f/5.6. Это означает, что изменение f/2 на f/5.6 уменьшает экспозицию на три ступени. Чтобы компенсировать это, вам нужно изменить на 3 ступени ISO или скорость затвора (или их комбинацию).

И значения ISO, и выдержки работают экспоненциально, т. е. умножение или деление на фиксированный коэффициент изменяет количество света, переведенное на фиксированное количество ступеней. Чтобы использовать ваш пример, начиная с ISO 100, переход к ISO 200 означает увеличение на одну ступень, до ISO 400 — увеличение на две ступени, а до ISO 800 — увеличение на три ступени.

Это оставляет нам одну незначительную деталь, с которой нужно разобраться: дробные диафрагмы, которые доставляют неудобства. f/4.5 примерно на 1/3 стопа медленнее, чем f/4. Если вы начали с f/1.4 и перешли к f/4.5, это будет ~3 1/3 ступени , поэтому вам нужно будет увеличить ISO примерно на 3 1/3 ступени , чтобы компенсировать это. Начиная с ISO 100, это работает до ISO 1000 (200[1], 400[2], 800[3], 1000[3 1/3]). Технически ISO 1000 не совсем подходит, но он достаточно близок для любых практических целей, и это то, что ваша камера (вероятно) обеспечит.

В этом ответе есть ошибка, но я хочу указать на очень важное различие, которое вы оставили несколько туманным. Есть разница между числом f и диафрагмой. f-ступени действительно разнесены на sqrt(2), так что экспозиция изменяется в 2 раза между ступенями. Однако это просто соглашение производителей камер, которое упрощает расчеты для фотографов. Действительно, объектив может иметь любое число f, а не только те значения интервала sqrt(2), к которым мы привыкли.
Что еще более важно, шкала ISO или числа f сама по себе не является экспоненциальной. На самом деле это расстояние между настройками вашей камеры, которые экспоненциально РАЗМЕЩЕНЫ. В качестве примера того, что я имею в виду, ISO 156 точно в 1,56 раза более чувствителен, чем ISO 100, но изменение на одну «ступеньку» вверх от ISO 100 будет ISO 200. Само значение ISO линейно по чувствительности. Это соглашение, которое мы называем экспоненциальной «остановкой», которая на самом деле является экспоненциальной.
@Colin K: Технически верно, но говорить о диафрагмах, которые не являются степенями двойки, немного похоже на напоминание людям, чтобы они взяли с собой достаточно еды и воды для своих лошадей, если они отправляются в долгое путешествие. Я очень осторожно не сказал, что само число ISO является экспоненциальным — только то, что они работают экспоненциально, и точно объяснил, что я имел в виду (умножение или деление на фиксированный коэффициент дает фиксированное изменение с точки зрения остановок).
Я полагаю, что да, и, как я уже сказал, ваш ответ не является неправильным. Я инженер-оптик с побочным интересом к фотографии, поэтому я немного умер внутренне, прочитав, что «числа ISO и выдержки работают экспоненциально», когда есть только «остановки», которые экспоненциальны. Но это не инженерный обмен стеками, так что это не имеет большого значения.
Какова количественная связь между f/# объектива (диафрагмой), выдержкой и ISO?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v