Что такое «диафрагма»?

Основы фотографии #1

В этой статье мы рассмотрим такие понятия, как диафрагма, выдержка, экспозиция и взаимосвязь между ними.

Что такое «диафрагма»?

Диафрáгма (с греч. «перегородка») – устройство в объективе фотоаппарата, которое регулирует поток света, проходящий через объектив (см. рис. 1). Максимальный поток света (максимальный диаметр потока) ограничен диаметром объектива. Диафрагма, равномерно прикрывая края линзы, может лишь уменьшать поток света, проходящий через объектив.

Это необходимо, когда света, отражённого от объектов снимаемой сцены, настолько много, что изображения объектов получаются светлее, чем, когда Вы наблюдаете снимаемые объекты в реальности. Одновременно, управляя диафрагмой, Вы можете добиться определённого художественного эффекта. Ему посвящена третья часть статьи.

Диаметру отверстия, образованному лепестками диафрагмы, далее «отверстие» или «отверстие диафрагмы», соответствует число, которое называют диафрагменным числом или значением диафрагмы:

где k – значение диафрагмы, D – диаметр отверстия, f – заднее фокусное расстояние объектива (для простоты, постоянное число), определение которого я обозначу во второй части. Диаметр отверстия и фокусное расстояние измеряются в миллиметрах.

Рис. 1. Диафрагма.

Из соотношения выше следует, что а) значение диафрагмы – безразмерное число (абстрактное), б) чем больше значение диафрагмы, тем меньше диаметр отверстия:

Законы природы таковы, что количество света, проходящее через отверстие заданного диаметра, и диаметр отверстия связаны квадратичной зависимостью. Другими словами, количество света, проходящее через отверстие заданного диаметра, изменится в 4 раз а, если диаметр отверстия изменится примерно в 2 раза; в 2 раза, если диаметр изменится в «квадратный корень из 2» раз (примерно в 1,4 раза).

Пример. Через отверстие диаметром 10 мм проходит свет равный по интенсивности свету одной бытовой свечи. Я изменил диаметр отверстия примерно в 1,4 раза, диаметр отверстия стал равным 14 мм. Теперь через отверстие проходит свет равный по интенсивности свету двух бытовых свеч. Я снова увеличил диаметр отверстия в 1,4 раза, диаметр отверстия стал равным примерно 20 мм (точно 19,6 мм). Интенсивность света, проходящего через отверстие, стала равной свету четырёх бытовых свечей.

Обращаю внимание, в примере выше, чтобы изменять поток света, проходящий через объектив вдвое, необходимо вычислять дробное (нецелое) число. Вычислять его быстро в уме не всегда представляется возможным. Поэтому ввели значение диафрагмы, и каждому диаметру отверстия поставили в соответствие значения диафрагмы из диафрагменного ряд а:

Диаметр отверстия обозначили как «заднее фокусное расстояние объектива разделить на значение диафрагмы»:

Например, если Вы хотите, чтобы через объектив прошло количество света вдвое меньше, чем при диаметре отверстия равном f/5,6, Вам необходимо установить диаметр отверстия на f/8. Аналогично, чтобы «пропустить» через объектив света вдвое больше – f/4.

Можете ли Вы изменить количество света, проходящее через объектив, не в два раза, а, например, в полтора раза? На современных цифровых фотоаппаратах и объективах можете. Шаг точности, с которым Вы имеете возможность регулировать проходящий через объектив свет, составляет 1,5 или примерно 1,3 – по выбору в настройках фотоаппарата.

Например, если Вы снимаете с диафрагмой, диаметр отверстия которой равен f/8, то Вам необходимо установить диаметр отверстия на f/9, чтобы уменьшить количество света, проходящего через объектив, в 1,3 раза; на f/10, чтобы уменьшить количество света, проходящего через объектив, в 1,7 раза; на f/11, чтобы уменьшить количество света, проходящего через объектив, в 2 раза.

Отмечу, что значение диафрагмы называется числом диафрагменного ряда, если между изменениями любых двух соседних значений в ряде приведет к изменению количества света, проходящего через объектив, в 2 раза. Остальные значения диафрагмы, которые позволяет устанавливать современные цифровые фотоаппараты и объективы, называются промежуточными значениями диафрагмы.