Маленькая разница диафрагмы - большая разница?

У меня была вторая мысль о том, чтобы задать этот вопрос, потому что я уже задавал очень похожий вопрос здесь, но затем я решил продолжить и сделать этот вопрос как можно более различным.

Я понимаю тот факт, что свет, попадающий в камеру, прямо пропорционален квадратному корню из диафрагмы. Максимальная диафрагма, которую я могу получить в моем Fujifilm Finepix S2980, составляет f / 3.2. Тем не менее, я не получаю удовлетворительных результатов при тусклом свете (я не хочу использовать вспышку). Некоторые друзья предложили мне пойти на камеру (возможно, что-то вроде DSLR) с лучшим сенсором и объективом f / 1.8 или f / 1.4. Но так как я не хочу стать фотографом по профессии, мне нужно подумать дважды, прежде чем я прыгну из-за высокой стоимости, связанной с этими камерами и объективами.

Первый вопрос, на который мне нужно ответить, заключается в том, работают ли объектив с диафрагмой f / 1.4 или f / 1.8 значительно лучше, чем объектив af / 3.2 (допустим, одинаковые выдержки) в условиях слабого освещения. /1.8 ни с объективом f / 1.4 раньше. Я хотел бы видеть ваши предложения, основанные на реальных событиях.

Примечание: Fujifilm Finepix S2980 - это камера типа «наводи и снимай» с максимальным разрешением 14 Мп с 18-кратным оптическим увеличением с некоторыми удобными функциями обнаружения лица, автофокуса и стабилизации изображения.

Диафрагма влияет на экспозицию, потому что это область отверстия в диафрагме, которая пропускает свет. При f / 2,8 площадь апертуры в два раза больше, чем при f / 4. Мы можем убедиться в этом, рассчитав фактический диаметр и площадь апертуры для любой заданной линзы. В качестве примера рассмотрим линзы 50, 100 и 300 мм.

В таблице ниже показан диаметр апертуры каждой линзы при различных настройках:

Lens  | f/1.4    | f/2     | f/2.8    | f/4
===============================================
50mm  | 35.71mm  | 25mm    | 17.85mm  | 12.5mm
100mm | 71.23mm  | 35.71mm | 25mm     | 17.85mm
300mm | 214.29mm | 150mm   | 107.14mm | 75mm

Как видно из таблицы выше, диаметр увеличивается для любой заданной апертуры с увеличением фокусного расстояния. Диаметр на самом деле не говорит вам историю экспозиции, хотя. Если мы вычислим площадь апертуры для каждой из этих линз (area = πr ^ 2):

Lens  | f/1.4     | f/2       | f/2.8    | f/4  
====================================================
50mm  | 1002mm^2  | 491mm^2   | 250mm^2  | 122.7mm^2
100mm | 4007mm^2  | 1963mm^2  | 1002mm^2 | 491mm^2
300mm | 36064mm^2 | 17671mm^2 | 9016mm^2 | 4417mm^2

Я думаю, что различия в площади помогают понять, почему небольшая разница в числе отверстий означает большую разницу в экспозиции. Я думаю, это также демонстрирует, почему длинные линзы с быстрой апертурой способны собирать намного больше света, чем короткие / широкие линзы с быстрой апертурой.

Из приведенных выше областей видно, что любые объективы, 50 мм, 100 мм или 300 мм, будут собирать в четыре раза больше света при f / 1,4, чем при f / 2,8. То же самое было бы верно для объектива f / 1.8 против объектива f / 3.5 ... четырехкратная разница в освещенности. С точки зрения способности собирать свет, быстрая линза f / 1.4 или f / 1.8 действительно будет значительно лучше линзы f / 3.5. Но это просто говорит об экспозиции.

Чем шире апертура, тем больше вероятность того, что вы столкнетесь с оптическими аберрациями, которые потенциально могут ухудшить качество изображения по сравнению с диафрагмой f / 3.5. Вы также должны учитывать требования к глубине резкости ... более узкие апертуры увеличивают глубину резкости, в то время как очень широкие апертуры делают его тонким как бритва. Насколько хорошо работает объектив, зависит не только от того, насколько широко его диафрагма. Максимальная диафрагма просто ограничивает вашу способность фотографировать без большого шума при слабом освещении.

От 3,2 до 1,8 - чуть более чем в 3 раза больше света - да, это имеет значение. Если вы все еще хотите что-то, что является карманной камерой, но отличного качества, посмотрите на Sony RX100 ( обзор здесь ).

У Fuji есть очень маленький датчик, который ограничивает производительность ISO при слабом освещении. RX100 имеет датчик в 4 раза больше, чем ваш Fuji. Мало того, что более высокая производительность ISO у RX100 намного лучше, чем у вашего Fuji, объектив имеет f / 1.8 - так вы увеличите возможность делать снимки при слабом освещении двумя способами.

Диафрагма измеряется как отношение фокусного расстояния к диаметру ирисовой диафрагмы, и каждая остановка дает вдвое больше света, чем предыдущая, так что да, небольшая числовая разница может иметь большое значение.

Вот пример с круглыми числами: F / 2.8 - это одна остановка над F / 2, что на одну остановку над F / 1.4. Таким образом, F / 2 позволяет вдвое больше света, чем F / 2.8, а F / 1.4 позволяет вдвое больше, чем F / 2, что в ЧЕТЫРЕ раза больше, чем F / 2.8.

Теперь вы можете найти яркие объективы F / 2 или лучше на компактной камере, а также на зеркальных фотокамерах. Однако у зеркальных камер гораздо большие сенсоры, поэтому они используют более длинные линзы. Поскольку диафрагма является отношением, объектив F / 2 на DSLR имеет гораздо большую апертуру, чем объектив F / 2 на компактной камере.