Светосила объективная и субъективная

Помогите разобраться в этой любопытной величине.
Из матчасти: светосила (относительное отверстие) - отношение диаметра максимально открытой диафрагмы к фокусному расстоянию.
Т.е. логично сделать вывод что например 50mm f/1.8D AF Nikkor темнее чем 50mm f/1.4D AF Nikkor. Если я правильно понимаю - это справедливо для максимально открытой диафрагмы.
Теперь вопросы:
1.Как учитывается диаметр линз в такой формуле 1:1,8? Здесь уже учтен диаметр линз?
2.Если взять два объектива (50mm f/1.8D AF Nikkor и 50mm f/1.4D AF Nikkor) и сфотографировать один объект при одинаковых условиях на эти две лизны с дыркой например 11, что будет?
Опираясь на математику можно сказать, что вроде как разницы в яркости не должно быть. По идее только ГРИП должен быть больше у 50mm f/1.4D и то не факт.
3.Как сравнить светосилу зума и фикса? Высчитать среднее показание светосилы для определенноко фокусного расстояния (если это не крайние позиции)?
4.Как влияет на светосилу объектива размер матрицы (кроп и фф)? Если взять линзу 50mm f/1.4 (предположим что она подходит на фф), то эти данные справедливы для фф камеры? И какие будут данные и реальная светосила на кропе (например D40)? По математике должно быть дальше и темнее вроде...

Много раз встречается слово "математика", но не видно ни одной формулы и ни одного расчета. ТОлько слова "вроде" и "кажется".

Если вы не гуманитарий, сядьте и посчитайте. Если гуманитарий - верьте цифрам на объективах

*светосила не зависит от размера приемника, только от стекла + рабочего отрезка (в случае применения удлиннительных колец)

Всё очень правильно написал sadovski
А если кратко отвечать на вопросы, то получится:
1. Никак. Да.
2. Будут две фотографии одного объекта. Разницы в яркости быть не должно. В ГРИП тоже.
3. По числам. Высчитать среднее показание светосилы можно, но нужно знать знать закон его изменения, а он не обязательно линейный.
4. Никак. Эти данные справедливы для объектива. Те, что указаны на объективе.По какой математике?

Поеду по кругу на основе полученных комментов и личных изучений
1.Как учитывается диаметр линз в такой формуле 1:1,8? Здесь уже учтен диаметр линз?
ДА Учитывается. При начальном расчете относительного отверстия по формуле D/f где D - диаметр линзы, а f - Заднее фокусное расстояние. Эта формула равна 1/k где k - знаменатель относительного отверстия или диафрагменное число. Если считать для объектива с диаметром линзы 40 мм и задним фокусным расстоянием 60мм, то форума будет такой: 40/60=1/1.5. Т.е. математически относительное отверстие зависит от диаметра линзы и заднего фокусного расстояния. Соответственно на вторую часть своего вопроса отвечаю ДА.

2.Если взять два объектива (50mm f/1.8D AF Nikkor и 50mm f/1.4D AF Nikkor) и сфотографировать один объект при одинаковых условиях на эти две лизны с дыркой например 11, что будет?
Возьмем формулу геометрической светосилы J=(Пи/4*d*d)/(f*f) где J - численное выражение геометрической светосилы, d - диаметр действующего отверстия, f - заднее фокусное расстояние. Из нее видно что если сделать диафрагму одинаковую и диаметр линзы у объективов одинаков, то разницы по светосиле нет.

Опираясь на формулу расчета ГРИП могу сказать, что разницы в глубине резкости нет. (формулу не выкладываю - она большая)

3.Как сравнить светосилу зума и фикса? Высчитать среднее показание светосилы для определенноко фокусного расстояния (если это не крайнии позиции)?

Справедливо говорить, что объективная оценка в таком случаем может быть только при крайних положениях трансфокатора зума (в связи с доводами MiK13). А сравнивать светосилу можно только зная диаметр действующего отверстия и заднее фокусное расстояние объективов. Если взять фикс объектив с фокусным расстоянием 50мм, относительным отверстием 1/2, диаметром линзы 50мм и зум с минимальным расстоянием 50 мм, относительным отверстием 1/3,5, диаметром линзы 72 мм - нельзя сказать какой из них будет светосильнее на 11 диафрагме, т.к. для определения геометрической светосилы нужно знать диаметр действующего отверстия при 11-ой аппертуре на обоих линзах. А на зуме он будет больше.

4.Как влияет на светосилу объектива размер матрицы (кроп и фф)? Если взять линзу 50mm f/1.4 (предположим что она подходит на фф), то эти данные справедливы для фф камеры? И какие будут данные и реальная светосила на кропе (например D40)? По математике должно быть дальше и темнее вроде...

Я оказался прав (по математике ). По непроверенным данным кропфактор у D40 1.5, что дает из 50mm f/1.4 (50*1.5) 75mm f/1.4. Учитывая формулу геометрической светосилы J=(Пи/4*d*d)/(f*f) можно высчитать разность светосил для кроп и фф камер.
Светосила для фф камеры равна: J(фф)=(Пи/4*d*d)/(50*50) = J(фф)=(Пи/4*d*d)/2500. Светосила для кроп камеры равна: J(кроп)=(Пи/4*d*d)/(75*75) = J(кроп)=(Пи/4*d*d)/5625. Если учитывать что диаметр действующего отверстия будет одинаков, то можно разделить светосилу фф на кроп J(фф)/J(кроп) = 5625/2500=2,25. Если диаметр действующего отверстия одинаков, то светосила линзы 50mm f/1.4 на фф камере будет в 2,25 раза выше чем светосила её же на D40.

Добавляю еще вопрос:
5.Геометрическая светосила - это объективная оценка светосилы линзы?

Уточните, как производились "личные изучения".
Что касается ответов на свои же вопросы.
1. Полностью согласен.

2. Тоже согласен.

3. Сначала всё понятно. Но в конце...Откуда данные, что "на зуме он больше"?

4. Сначала также всё правильно. Но потом...
Как это даёт? Почему? И откуда вообще такая формула?
Пока не будет ответа на данные вопросы, следующие рассуждения и формулы принимать во внимание не стоит. Соответственно, конечный вывод признать также нельзя.

Задам встречный вопрос. А откуда взят термин "Геометрическая светосила"? И что про него написано в том материале? Что он означает?

Скажу немного другое. Задача объектива -- создать на регистраторе изображения (плёнке, или матрице) изображение фотографируемого объекта определённой освещённости. Эта освещённость будет определяться двумя факторами: яркостью фотографируемого объекта и светосилой объектива -- квадратом относительного отверстия. В этом отношении формулаправильная, только смысла в коэффициенте π/4 нет никакого. И эта светосила никак не зависит от размера матрицы.
Но кроме такого показателя, как "освещённость" есть ещё и такой показатель, как "световой поток" (измеряется в люменах). А он равен произведению освещённости на площадь. Соответственно, на кадр FF (24х36) попадёт в 2.25 (или даже в 2.317) раза большее количество света, чем на кадр APS-C (15.8 x 23.6). Но на освещённость (а значит и на параметры съёмки) это никак не повлияет.

GBN, забейте на формулы, с кропом все просто, мы вырезаем центральный участок кадра и выбрасываем остальное.
Параметры объектива никак не зависят от того, к чему он прикручен, очень важно слово "эквивалентная".

Эквивалентное фокусное расстояние нужно для рассчета и понимания угла обзора, просто миллиметры оказались понятнее градусов.
Эквивалентная светосила да, в 2,25 меньше, но она нужна только для рассчетов грип,
когда речь идет об экспозиции, нужно смотреть только на реальную светосилу.

Вот блин. Не хотел же лезть в формулы ))))))


Формулы искл в сети )))

3. Диаметр действующего отверстия - это реальный деаметр дырки в данном случае. Если взять два объектива с разным диаметром линз (для наглядности 40 и 80мм), выставить на них одинаковое значение диафрагмы, то дырка в объективе с большей линзой будет больше (в этом случае в два раза).

4. Эквивалентное фокусное расстояние

Для удобства был введен термин «Эквивалентное фокусное расстояние». Термин характеризует фокусное расстояние объектива с эквивалентным углом зрения для кроп-фактора. Например, об объективе 31 мм (при установке его на камеру с кроп-фактором ≈1,6) будут говорить как об эквиваленте 50 мм для 35мм-х камер.



5. Численное выражение геометрической светосилы

Геометрическая светосила пропорциональна площади действующего отверстия объектива (где — диаметр действующего отверстия), делённой на квадрат фокусного расстояния, т. е. , или .

Что касется числа Пи, то я не в состоянии объяснить его происхождение в формуле. Я не физик )))

2 Doroga
Я понял Ваше мнение, но хотелось бы видеть из чего это выходит, желательно в цыфрах.

Я не теоретик и на постулаты не претендую, поэтому и сделал эту ветку.

но корочка-то хотя бы о базовом среднем образовании есть?
школьная формула для площади круга: пи дэ-квадрат на четыре

логично )

Интересная тема, я когда-то где-то с кем-то на подобную тему уже шевелил извилинами. Процетирую сам себя, может кому-то будет интересно.


За светосилу разговор.
Началось все с того, что на одном из фотофорумов встретил такой вопрос: а как это производители добиваются постоянной светосилы для объективов с переменным фокусом, например 70-200/2,8: фокус меняется почти в три раза, а светосила одна – 2.8, а ведь мы знаем, что светосила есть отношение диаметра объектива к фокусному расстоянию, или же D/f.
Вот это и зацепило.

Во-1-х: неправильным определением светосилы.
Причём, мнение о том, что "светосила это D/f" настолько расхожее, что просто караул. Так пишут даже в статьях, претендующих на научность, уже не говоря про продавцов в магазинах и про людей далёких от техники: светосила f/1.2, или вообще "светосила 1.4", "светосила 4" и т.д. И, похоже, никого это не только не смущает, а даже сомнений не возникает. Что же при таком походе можно сказать про объективы f/0.95, f/0.85 (а ведь есть и f/0.75) – кпд системы больше 1?, света выходит больше, чем входит?! Прожектор, однако, а не объектив.

При этом есть вполне однозначное определение термина "светосила объектива" и математические выкладки, по которым она рассчитывается, и для пользователя Интернета это всё буквально в одном щелчке

http://ru.wikipedia.org/wiki/Светосила
http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/130595/Светосила
и т.д., источников навалом.

Цифры, которыми сопровождают маркировку объективов, а именно цифры типа f/2,8 или f/3,5-5,6, безусловно имеют отношение к светосиле объектива, но это не значения светосилы, это минимальные диафрагменные числа объектива, они же – знаменатели максимальных относительных отверстий. Соответственно утверждения типа "светосила объектива равна 2.8", - как бы это сказать помягче, слегка неграмотные.
Маркировка 70-200/2,8 говорит о том, что объектив с переменным фокусом имеет постоянное минимальное диафрагменное число во всём диапазоне фокусных расстояний. И усё. А "светоси́ла объекти́ва – это отношение освещённости оптического изображения, образованного объективом в плоскости светочувствительного материала, к яркости фотографируемого объекта", и больше единицы это отношение не может быть никак. Не может пассивная система на выходе давать больше, чем получает на входе; примерно по этой самой причине не возможен вечный двигатель, к сожалению.
Т.е., в численном значении светосила оптической системы не может быть больше 1, да и 1 – это гипотетический показатель; такой светосилой обладают только баранка, сушка и очки без стёкол.
В реальных многолинзовых системах светосила гораздо меньше единицы, если не ошибаюсь – даже 0,5, это показатель, скорее, однолинзовой системы.

Следует отметить, что иностранные производители в описании объективов указывают "постоянная диафрагма" или "постоянное относительное отверстие", что буквально соответствует обстоятельствам.
Англоязычные описания объективов вообще не содержат слов типа "illumination" или "candlepower" (светосила), там используются термины "aperture, stop, f-stop, f-number", которые переводятся как "диафрагма, отверстие", а для характеристики "светосильности" (в нашем понимании) объектива англоязычные товарищи используют пару слов fast/slow lens, т.е. быстрый/медленный объектив; причём этимология такого "обзывательства" очень даже предметная – объектив с большим относительным отверстием позволяет пользоваться более быстрой (fast) скоростью затвора.

Т.о., термин "fast lens" зрит в корень процесса фотографирования, в то время как наш термин "светосильный объектив" довольно косоглазо зрит в сторону НИИ оптики.

Но это было во-1х.

Во-2-х, а правильное ли вообще это утверждение "постоянная светосила на всём диапазоне увеличения". Так ли это?

Светосила характеризует отношение освещённости изображения объекта к его яркости.
Тогда, для объектива с переменным фокусом и постоянной светосилой должно быть справедливо утверждение: освещённость изображения, даваемого объективом на заданной диафрагме, не изменяется при изменении фокусного расстояния. Представляется, что именно таким должен быть физический смысл постоянной светосилы. Т.е., яркость картинки в плоскости матрицы или плёнки должна быть постоянной, несмотря на изменение фокуса объектива (при рабочем положении диафрагмы, т.е. "при открытой дырке").

Но здравый смысл протестует против такого утверждения: изменили фокус – изменился угол изображения (ну или угол зрения объектива, если говорить грамотнее), соответственно должно меняться количество света на единицу поверхности, а это есть изменение светосилы.
Эти простые рассуждения подтверждаются математикой: в основе расчёта светосилы лежит квадрат отношения D/f, что бы он был постоянным при изменении f – D тоже должно меняться, вариантов нет.
Но, поскольку утверждается постоянство D на всём диапазоне f, то их отношение не может быть постоянным при изменении f. Следовательно, утверждение что светосила постоянна на всём диапазоне f – неверное.

В общем, термин "светосила" очень уж какой-то неоднозначный.
Из всего из этого напрашивается неутешительный вывод: дурят нашего брата со светосилой, а говорить о постоянстве светосилы в оптических системах с переменным фокусом – скорее всего некорректно, правильнее говорить о постоянном относительном отверстии, или постоянной максимальной диафрагме.
Есть там, правда, маленькая закавыка, но она для сильно любознательных.

P.S.
К вопросу о "геометрической светосиле": есть метод определения величины светосилы по геометрическим размерам объектива, возможно здесь это и имеется в виду, но! Эта величина всегда выше т.н. "эффективной светосилы", т.к. не учитывает потерь света.

99% околофотографических людей называют светосилой именно диафрагменное число.

Именно оно обычно интересуют фотографа (T-stop если использовать внешние экспонометры).

Т-stop - постоянный вполне бывает.

В сравнении объективов гораздо нагляднее термины "светлее" или "темнее", чем "квадрат отношения отверстия к фокусному расстоянию у этого объектива больше"
Это слэнг данной области, удобный и понятный большинствую.

ну здрасьте, приплыли... сколько угодно есть в мире объективов с f<1.

баранка вообще не обладает светосилой в смысле оптики: она не преломляет свет, не строит изображение, фокусного расстояния у неё нет.
Если под светосилой баранки понимается тот факт, что она пропускает весь свет без потерь, то аналогичный объектив должен иметь светосилу не 1:1, а 1:0.5 и нулевые потери внутри. Откуда вообще взялся миф, что при 1:1 яркость изображения внезапно равна яркости объекта, а при 1 : <1 изображение ярче объекта?

нну так D и меняется при изменении f Достаточно взять любой зум с постоянной светосилой и покрутить кольцо (зума) - видно, как при увеличении фокусного увеличивается входной зрачок в полном соответствии с математикой.


йа не знаю, что там за 'геометрическая светосила', но сама по себе светосила (эффективная) равняется геометрическому отверстию, умноженному на корень квадратный из коэффициента пропускания, который характеризует качество просветления, потери света в стёклах и т.п.

Но принимая во внимание, что технологии не стоят на месте - как просветления, так и самих линз, - можно смело считать, что у современных линз T практически равно F. Разница если и есть, то примерно такого порядка: F2.8 - T3.0

upd: пример: у меня есть киношный окс6-300-1 300/3.5. Т.е. F=3.5. У киношных шкала диафрагм часто (всегда?) маркируется как раз в эффективной светосиле. Так вот у этого окс-а T=3.8. Советский объектив 89года выпуска. 20 прошедших с тех пор лет оптика явно не стояла на месте, судя по всяким super spectra и subwavelength coating.

поэтому никто никого ни с чем не дурит.

вернее, так: дурят, в том плане, что циферки на объективах округляются до более 'красивых'. Вот, скажем, у цейса 85/1.2 емнип реальное фокусное 83, а геом. отверстие - 1.25.
но не более того

Реально промерянные T-stop можно посмотреть здесь http://www.dxomark.com/index.php/en/Len ... ted-lenses

Учтите, там меряется система камера/объектив, а больших(открытых) диафрагмах (примерно до F2.8 ) есть дополнительные потери света на сенсоре (зависят от конвретного сенсора) http://www.dxomark.com/index.php/en/Len ... ra1%29/176

не, ну это какое-то мракобесие: светосила объектива не зависит от того, какой сенсор смотрит ему в задницу и смотрит ли вообще. Если уж меряют характеристики системы, так обзывали бы как-то по-своему, а не T.

Их цифры - то что получит реально фотограф на реальном фотоаппарате.
Не всегда сенсоры могут использовать все, что дает объектив (точно так же как и разрешение ограничено сенсором)

толку знать честный Т-стоп объектива, если на твоем фотике будет потеряно еще пол стопа из-за сенсора.

Кое что по этому поводу они пишут здесь:
http://www.dxomark.com/index.php/en/Our ... stop-blues

это при условии, что у него включен тот же самый режим экспозамера, что и их тестах; и у него не будет (или будет, но точно такой же) защитный или иной фильтр; и у него будет точно такой же фокусировочный экран, что и в тестах (ибо датчик экспозамера стоит за экраном); и у него будут стоять перед матрицей точно такие же antialias и hotmirror фильтры, как и в их тушках (хотя производитель может в принципе молча поменять один фильтр на другой - ну, там, чуть улучшив его) и т.п. - короче при равенстве всех остальных стапицот факторов. Например ещё и такого: свет, попавший через видоискатель тоже может вносить и вносит погрешности в экспозамер. Они там плотно закрывали видоискатель или традиционно смотрели в него глазом?

а толку вообще от знания T при наличии ttl замера?... На глубину резкости и степень размытия фона всё равно влияет именно геометрическая F, поэтому для получения нужной грип диафрагму всё равно нужно выставлять исходя из F, а ужо какую выдержку намеряет экпозамер - его личное дело.

вощем, имхо, граждане намеряли _какую-то_величину_ имеющую к реальности лишь отдалённое отношение, но почему-то назвали её эффективной светосилой (T)

Их измерения к экспозамеру никаким боком вообще.
Меряют сигнал в центре кадра.

На степень размытия тоже влияет немного.
http://forums.dpreview.com/forums/read. ... e=36768003

так-таки вообще никакого: на этой ссылке
http://www.dxomark.com/index.php/en/Our ... stop-blues
на ординатах графиков отложены EV - сочетание диафрагмы и выдержки. Выдержка откуда берётся?..

ну, могли бы ещё заметить, что на ФФ тушках и на кропе шахты имеют разные размеры, а ещё есть это долбаное зеркало, которое некуда убрать - всё это хозяйство на светосильных линзах перекрывает часть светового потока, таким образом снижая эффективную светосилу.

кста, где у них там написано, что конкретно и как они меряют? вот тут:
сплошное бла-бла-бла. Если у них действительно измеряется чисто количество света, прошедшего через линзу, то какое отношение ко всему этому имеет тушка с матрицей. А если меряют выдержку у линзы на тушке, то какое это отношение имеет к T-stop (принимая во внимание стопицот факторов, упомянутых выше)