ทำไมการตั้งค่ารูรับแสงของฉันจึงเปลี่ยนไปเมื่อฉันซูมที่ชุดเลนส์ DSLR

ฉันยังใหม่กับวงการถ่ายภาพมีบางสิ่งที่ฉันไม่สามารถเข้าใจได้ ฉันกำลังเล่นกับ Nikon D90 ของฉันพร้อมกับชุดเลนส์ (18-105 มม.)

ในขณะที่อ่านเกี่ยวกับความลึกของการแสดงตัวอย่างผู้เขียนขอให้ทำแบบฝึกหัดพื้นฐานเพื่อทำความเข้าใจ DOF ให้ดีขึ้นเช่นนี้

• ตั้งค่ารูรับแสงของคุณเป็นจำนวนที่เล็กที่สุด f / 2.8, f / 3.5, f / 4 พร้อมเลนส์ 70 มม. หรือนานกว่า

เมื่อฉันพยายามตั้งค่ารูรับแสงเป็น f / 3.5 และพยายามเปลี่ยนความยาวโฟกัสกล้องของฉันตั้งค่ารูรับแสงโดยอัตโนมัติในทุกโหมดที่เป็นไปได้ (ซึ่งฉันรู้) มันกำลังเปลี่ยนค่ารูรับแสงในแบบต่อไปนี้:

1. 18-24 ----> 3.4 to 4
2. 18-35 ----> 4.5
3. 18-50 ----> 5
4. 18-105 ---> 5.6

แต่ถ้าฉันตั้งค่ารูรับแสงของฉันเป็น 5.6 หรือสูงกว่ามันจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อฉันเปลี่ยนความยาวโฟกัสของกล้อง ฉันรู้ว่าฉันไม่ได้ทำสิ่งพื้นฐานที่ถูกต้อง แต่ฉันก็ยังไม่แน่ใจว่าทำไมสิ่งนี้จึงเกิดขึ้น บางคนสามารถช่วยฉันเข้าใจสิ่งนี้ได้ไหม

มันเกิดขึ้นเพราะคุณมีเลนส์ซูมรูรับแสงที่หลากหลาย การแก้ปัญหาคือการได้รับเลนส์คุณภาพมิฉะนั้นคุณจะต้องมีชีวิตอยู่กับข้อ จำกัด ที่ทำเครื่องหมายไว้บนกระบอกเลนส์ของคุณ

มันบอกว่า 18-105 มม. 1: 3.5 - 5.6G ซึ่งหมายความว่ารูรับแสงสูงสุดของคุณคือ F / 3.5 ที่ทางยาวโฟกัสที่กว้างที่สุด (18 มม.) และ F / 5.6 ที่ยาวที่สุด (105 มม.) มันเปลี่ยนทีละน้อยระหว่างนั้น ดังนั้นหากคุณตั้งค่าไว้ที่ F / 5.6 คุณสามารถซูมด้วยความยาวโฟกัสทั้งหมดโดยไม่เปลี่ยนรูรับแสง หากคุณตั้งค่ารูรับแสงเป็น F / 3.5 หลังจากเพิ่มความยาวโฟกัสสั้นเลนส์จะต้องลดขนาดรูรับแสง

อัตราส่วนโฟกัสของเลนส์ (บางครั้งเรียกว่าค่ารูรับแสงหรือ Av แต่โดยทั่วไปแล้วจะเป็นอัตราส่วนโฟกัสหรือ f-stop และเขียนโดยใช้มือสั้น f / __) คือความยาวโฟกัสของเลนส์หารด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางจริง ๆ ของรูรับแสงที่ชัดเจน

กล่าวอีกนัยหนึ่งถ้าเลนส์มีช่องเปิดทางกายภาพที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 25 มม. และมีความยาวโฟกัส 100 มม. อัตราส่วนโฟกัสจะเป็น f / 4 เพราะ 100 ÷ 25 = 4 หากคุณเพิ่มความยาวโฟกัสเป็น 200 มม. แต่ทำ อย่าเปลี่ยนขนาดรูรับแสงทางกายภาพจากนั้นจะกลายเป็น 200 ÷ 4 = 8 ... ดังนั้นตอนนี้ก็คือ f / 8 ในตัวอย่างนี้สิ่งเดียวที่คุณเปลี่ยนแปลงอย่างจงใจคือความยาวโฟกัส แต่อัตราส่วนของโฟกัสเปลี่ยนไปเป็นผลข้างเคียงของคณิตศาสตร์

เลนส์บางตัวใช้เลนส์ที่สามารถรักษาอัตราโฟกัสได้แม้ในขณะที่คุณปรับความยาวโฟกัส (และเลนส์เหล่านี้มักจะมีราคาแพงกว่า)

เมื่อรู้ว่าอัตราส่วนของโฟกัสคือความยาวโฟกัสหารด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางรูรับแสงที่ชัดเจนนี่ก็หมายความว่าเลนส์ "ยาว" ที่มีอัตราส่วนโฟกัส "ต่ำ" อาจจะหนักมากเพราะอัตราส่วนโฟกัสต่ำต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางทางกายภาพขนาดใหญ่ (สัมพันธ์กับโฟกัส ความยาวของเลนส์) นั่นหมายถึงองค์ประกอบกระจกแต่ละชิ้นภายในเลนส์มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่กว่ามาก ... ซึ่งก็หมายความว่าพวกมันหนาขึ้นและนั่นหมายความว่าพวกมันหนักกว่า

คุณอาจสงสัยว่าเหตุใดจึงใช้อัตราส่วนโฟกัสแทนการระบุขนาดทางกายภาพของรูรับแสง ปรากฎว่าเพื่อจุดประสงค์ในการพิจารณาว่าแสงจะถูกส่งไปยังเซ็นเซอร์มากน้อยเพียงใดนั้นเป็นอัตราส่วนที่สำคัญ เช่นถ้าเลนส์มีเส้นผ่านศูนย์กลางรูรับแสง 25 มม. คุณไม่ทราบว่าจะส่งแสงไปยังเซ็นเซอร์มากน้อยเพียงใดเว้นแต่คุณจะทราบความยาวโฟกัส

ฉันใช้การทดลองทางความคิดของอุโมงค์ที่ด้านข้างของภูเขา หากเส้นผ่านศูนย์กลางอุโมงค์อยู่ที่ 20 'และคุณยืนที่ทางเข้าอุโมงค์มันจะค่อนข้างสว่างเพราะแสงจากมุมที่แตกต่างกันสามารถเข้าถึงคุณได้ในขณะที่คุณอยู่ที่ทางเข้าอุโมงค์ เมื่อคุณเข้าไปในอุโมงค์ลึกลงไปมุมของแสงที่จำเป็นในการเข้าถึงส่วนลึกจะแคบลงและแคบลงและผลที่ตามมาก็คือมันจะมืดและเข้มกว่าที่คุณไป อัตราส่วนโฟกัสทำงานแบบนี้

ซึ่งหมายความว่าเมื่อคุณใช้เครื่องวัดแสงเพื่ออ่านค่ามิเตอร์คุณไม่จำเป็นต้องบอกมิเตอร์เกี่ยวกับความยาวโฟกัสของเลนส์ของคุณ ... มันสามารถแนะนำการตั้งค่าการเปิดรับแสงตามอัตราส่วนโฟกัสโดยไม่คำนึงถึงความยาวโฟกัสที่แท้จริง

อีกสิ่งหนึ่งที่สังเกตได้ ... ตัวเลขที่ใช้ใน f-stop ... จริง ๆ แล้วเป็นพลังของสแควร์รูทของ 2 (สแควร์รูทของ 2 มีประมาณ 1.4 เมื่อปัดเศษแบบอิสระ)

นี่เป็นเพราะแต่ละครั้งที่คุณเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมด้วยปัจจัยนั้น (1.4 ... จริง ๆ โดยสแควร์รูทของ 2 หากคุณต้องการความแม่นยำ) จากนั้นคุณจะเพิ่มพื้นที่ของวงกลมนั้นเป็นสองเท่า นั่นหมายความว่าโฟตอนจำนวนมากสามารถผ่านพื้นที่นั้นได้ พื้นที่ของวงกลมคือπ * รัศมี ^ 2 หากคุณเพิ่มรัศมี 1.4 (หรือ√2เพื่อความแม่นยำ) จากนั้นคุณจะเพิ่มพื้นที่ของวงกลมนั้นเป็นสองเท่า

นี่คือตารางที่ฉันสร้างขึ้นเพื่อแสดงพลังของสแควร์รูทของ 2 ... จาก 0 ถึง 9 โปรดสังเกตว่าเฉพาะพลังงานที่เปลี่ยนไปทางซ้ายและทางขวาคุณจะได้รับรายการ f-stop ทั้งหมด ค่า f-stop ทั้งหมดจะลดปริมาณแสงลงครึ่งหนึ่ง f / 1.4 ช่วยให้แสงผ่านเลนส์ได้ครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับ f / 1.0 f / 2 นั้นมีน้ำหนักเพียงครึ่งเดียวเมื่อเทียบกับ f / 1.4 ... และอื่น ๆ

ผู้ผลิตกล้องใช้ค่าทรงกลมที่ใช้ในการถ่ายภาพเพราะการใช้ค่าที่แม่นยำ (ไม่กลม) จะไม่เปลี่ยนการเปิดรับแสงในลักษณะที่สังเกตได้ชัดเจน (เช่นหนึ่งในร้อยของ f-stop จะไม่สังเกตเห็น) และทำให้ค่าจดจำง่ายขึ้น