Что такое апертура камеры в смартфоне? Что такое апертура камеры и для чего она нужна.

Диафрагма или апертура - это отверстие, которое контролирует количество света, попадающее на матрицу фотокамеры (или пленку в пленочных фотокамерах). Диафрагма является одним из трех ключевых элементов при настройке экспозиции (ISO, выдержка, диафрагма).

Изменение значения или деления диафрагмы не только позволяет контролировать количество «собранного» света, но также оказывает влияния на итоговое изображение, в которых требуется разобраться. Глубина резкости изображаемого пространства (ГРИП, резкий участок изображения) является самым важным, но при этом также возможны оптические искажения или изменения. Вам следует знать принцип действия диафрагмы в объективе, чтобы принимать осознанные решения при выборе значений других элементов экспозиции, создавать творческие эффекты, не допускать ошибок и понимать влияние настроек на изображение.

Шаги

Ознакомьтесь с базовыми понятиями и терминами. Эта информация поможет лучше разобраться в статье.

• Диафрагма - это регулируемое отверстие в объективе, через которое проходит свет и попадает на пленку (или цифровую матрицу). Подобно точечному отверстию в камера-обскура , оно блокирует лучи света за исключением тех, которые даже без объектива могли бы образовать перевернутое изображение при прохождении через центральную точку к соответствующей точке в обратном направлении на пленке. Тогда как с объективом отверстие также блокирует лучи света, которые проходят вдали от центра, где линзы объектива менее точно воспроизводят (обычно с разными простыми в исполнении сферическими поверхностями) геометрические формы без четкой фокусировки (обычно гораздо более сложные асферические поверхности), в результате чего возникают аберрации.
  • Так как каждая камера имеет диафрагму, обычно регулируемую (а если нет, то хотя бы имеет края объектива, которые выступают в роли диафрагмы), то именно значение размера отверстия диафрагмы обычно и называют «диафрагмой».
• Деление диафрагмы или же просто диафрагма - это соотношение фокусного расстояния объектива и величины диафрагмы. Это измерение используется в связи с тем, что определенное диафрагменное число обеспечивает одинаковую яркость изображения, поэтому требуется такая же определенная выдержка для определенного значения ISO (светочувствительность плёнки или эквивалентное матричное усиление света) вне зависимости от фокусного расстояния.
• Ирисовая диафрагма - это приспособление, которое используется в большинстве камер для формирования и регулировки диафрагмы. Она состоит из ряда перекрывающихся внахлест тонких металлических лепестков, которые могут поворачиваться в направлении центра отверстия внутри плоского металлического кольца. Она образует центральное отверстие, идеально ровное в случае полностью открытой диафрагмы, когда лепестки раздвигаются в стороны, и сжимается благодаря смещению лепестков в направлении центра отверстия, в результате чего образуется многогранное отверстие меньшего диаметра (которое также может иметь изогнутые края).
  • Если ваша камера поддерживает сменные объективы или является «псевдозеркальной», то объективы оснащены регулируемой ирисовой диафрагмой. Если у вас компактная модель или «мыльница» (особенно бюджетного сегмента), вместо ирисовой диафрагмы, вероятно, устройство оснащено «нейтрально-серым светофильтром». Если на переключателе режимов вашей камеры имеются режимы «M», «Tv» и «Av», то почти наверняка устройство оснащено настоящей ирисовой диафрагмой (даже в случае с небольшими компактными моделями). Если колесо выбора режима не имеет таких настроек, возможно, камера оснащена как ирисовой диафрагмой, так и нейтрально-серым фильтром. Единственный способ найти точный ответ - ознакомиться со спецификациями в руководстве пользователя или подробным профессиональным обзором (ищите обзоры на свою модель камеры в поисковых системах и прочитайте доступные материалы). Если используется нейтрально-серый фильтр, то возможности «тонкой настройки» параметров, глубины резкости или эффекта боке будут ограничены фиксированной диафрагмой устройства. ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ на переключатель режимов: «M» значит ручной режим ("Manual"), которой позволяет устанавливать значения выдержки и диафрагмы. «Tv» - режим приоритета выдержки: выдержка устанавливается вручную, после чего камера сама подбирает подходящее значение диафрагмы. «Av» - это режим приоритета диафрагмы: она устанавливается вручную (обычно для контроля желаемой глубины резкости), после чего камера выбирает подходящее значение выдержки.
  • Большинство однообъективных зеркальных фотоаппаратов закрывают ирисовую диафрагму, после чего ее можно увидеть с лицевой стороны объектива, только при включении функции предварительного просмотра экспозиции или глубины резкости.
• Прикрывать или затемнять диафрагму - значит использовать меньшее или (в зависимости от контекста) относительно небольшое значение диафрагмы (большое диафрагменное число).
• Открывать диафрагму - значит использовать большее или (в зависимости от контекста) относительно большое значение диафрагмы (малое диафрагменное число).
• Открытая диафрагма - это самая большая диафрагма (наименьшее диафрагменное число).
• Глубина резкости изображаемого пространства - это конкретный передний или задний участок кадра или (в зависимости от контекста) величина переднего или заднего участка, который выглядит достаточно резким. При уменьшении диафрагмы увеличивается глубина резкости и уменьшается степень размытия объектов вне резкого участка. Точное значение глубины резкости имеет несколько субъективный характер, так как резкость постепенно снижается от самого точного фокусного расстояния, а ощутимость размытости изображения зависит от таких факторов, как тип объекта, другие источники недостатка резкости и условия видимости.
  • Относительно большая глубина резкости так и называется большой , а относительно малая - малой глубиной резкости.
• Аберрации - это изъяны в способности объектива резко фокусировать свет. В общих чертах, недорогие и экзотические объективы (вроде сверхширокоугольных) будут иметь более заметные аберрации.
  • Диафрагма не влияет на линейные искажения (прямые линии кажутся изогнутыми), но часто они исчезают ближе к центральной зоне диапазона фокусных расстояний объектива с переменным фокусным расстоянием. Композицию кадра можно построить таким образом, чтобы не привлекать внимание к искажениям (например, не помещать явные прямые линии вроде зданий или горизонта близко к краям кадра) либо автоматически исправить недостаток в камере или при последующей компьютерной обработке.
• Дифракция - это базовый аспект поведения волн, которые проходят через малые отверстия, что ограничивает максимальную резкость всех объективов при малых диафрагмах. Она становится более заметной после значения f/11, в результате чего отличная фотокамера и объектив могут давать вполне посредственные результаты (хотя иногда они отлично подходят для конкретных задач вроде очень большой глубины резкости или длинной выдержки, когда невозможно использовать малую чувствительность или нейтрально-серый фильтр).

1. Глубина резкости изображаемого пространства. Формально глубина резкости - это диапазон расстояний до объекта, в пределах которого объекты на изображении имеют приемлемую резкость . Существует только одно расстояние, при котором объекты будут в идеальном фокусе, но резкость снижается постепенно до и после такого расстояния. На более коротких расстояниях в каждом направлении размытие объектов будет столь незначительным, что размер пленки или матрицы не позволит обнаружить размытие. Даже более значительные расстояния не слишком сильно повлияют на «достаточную» четкость итогового изображения. Отметки глубины резкости для определенных значений диафрагмы рядом с кольцом фокусировки на объективе позволяют оценить данное значение. .

   • Примерно треть глубины резкости располагается до фокусного расстояния, а еще две трети - позади (если не простираются до бесконечности, поскольку такое явление относится к значению, при котором отраженные от объекта лучи света должны изгибаться, чтобы сходиться в точке фокусировки, а лучи, которые проходят большие расстояния, стремиться к параллельности).
   • Глубина резкости снижается постепенно. При малой апертуре задний и передний план будут казаться немного нечеткими или даже резкими, тогда как при широкой апертуре они будут очень размытыми или вообще неузнаваемыми. Если передний и задний план важны, то они должны оставаться в фокусе. При слабой нечеткости сохраняется общий контекст, а отвлекающий фон лучше максимально размыть.
     • Если вы хотите размыть задний фон, но глубина резкости недостаточна для объекта съемки, то сфокусируйтесь на элементе, который будет привлекать основное внимание (часто это глаза).
   • Как правило, помимо диафрагмы глубина резкости также зависит от фокусного расстояния (чем больше фокусное расстояние, тем меньше ГРИП), размера кадра (чем меньше формат пленки или матрицы, тем больше ГРИП, если угол обзора или эквивалентное фокусное расстояние остается одинаковым) и расстояния до объекта (намного меньше при короткофокусных расстояниях).

     Если нужно получить малую глубину резкости, можно купить сверхсветосильный объектив (дорогой) или приблизить объект (бесплатно) и максимально раскрыть диафрагму даже на недорогом объективе с малой светосилой.

   • С точки зрения художественной ценности глубина резкости используется с целью сделать весь снимок резким или «понизить резкость» и размыть передний или задний план, который отвлекает от центрального объекта съемки.
   • С практической точки зрения глубина резкости позволяет установить малую диафрагму и задать «сверхфокусное расстояние» (самое ближайшее расстояние, при котором ГРИП простирается до бесконечности от конкретного расстояния; для выбора диафрагмы изучите соответствующую таблицу или отметки глубины резкости на объективе) или расчетное расстояние, чтобы быстро делать снимки с ручной фокусировкой или фотографировать объект, который движется слишком быстро или непредсказуемо для корректной работы автофокуса (в этом случае также требуется короткая выдержка).
   • Следует помнить, что обычно все изменения ГРИП малозаметны в видоискателе или внешнем экране при построении композиции . Современные камеры измеряют параметры при максимально раскрытой диафрагме объектива и прикрывают отверстие до выбранного значения уже в момент экспонирования кадра. Функция предварительного просмотра глубины резкости обычно позволяет оценить лишь примерный и неточный результат (не обращайте внимания на странные узоры на экране в момент фокусировки, так как они не появятся на окончательном снимке). Более того, видоискатели на современных зеркальных камерах и других фотокамерах с автофокусом даже не показывают истинную глубину резкости с открытой диафрагмой при использовании объективов со светосилой выше f/2.8 (она будет еще меньше, чем выглядит; по возможности следует полагаться на автофокус, а не на объект съемки). Оптимальный вариант для цифровой фотокамеры - просто сделать снимок, просмотреть и приблизить изображение на ЖК-экране и определить, устраивает ли вас резкость (или степень размытия) заднего фона.

Взаимодействие диафрагмы с импульсным светом (вспышки). Вспышка обычно срабатывает так быстро, что на составляющую вспышки в экспозиции влияет только диафрагма (пленочные и цифровые камеры почти всегда имеют максимальную совместимую со вспышкой выдержку для «синхронизации»; при более короткой выдержке проэкспонируется только часть кадра, что вызвано особенностью срабатывания «шторного» затвора; в рамках особых режимов высокоскоростной синхронизации вспышки используется кратковременное срабатывание слабых вспышек, каждая из которых экспонирует свою часть кадра; это значительно снижает дальность действия вспышки, так что подобный вариант редко используется). Широкая апертура увеличивает дальность действия вспышки. Также она расширяет эффективный диапазон заполняющей вспышки путем повышения пропорционального экспонирования от вспышки и сокращением времени проникновения общего света. Малая апертура позволяет предотвратить передержку на крупных планах благодаря самой низкой мощности, ниже которой невозможно ослабить вспышку (отраженная вспышка, которая не столь эффективна, будет полезна в данной ситуации). Многие камеры поддерживают настройку баланса вспышки и окружающего освещения благодаря функции «экспокоррекции вспышки». Для сложных съемок со вспышкой лучше всего подходят цифровые камеры, так как результаты кратких вспышек света сами по себе не слишком очевидны, даже несмотря на то, что некоторые модели студийных вспышек имеют «моделирующую подсветку», а функциональные портативные вспышки предлагают режимы предварительного просмотра, сходные с моделирующей подсветкой.

Узнайте оптимальную резкость своих объективов. Различные объективы отличаются друг от друга, а для оптимальных результатов требуется снимать с разным значением диафрагмы. Сделайте фотографии объектов с множеством мелких деталей при разной величине диафрагмы и сравните снимки, чтобы узнать, как объективы ведут себя при разной апертуре. Рекомендуется помещать весь объект в «бесконечность» (10 метров и более для широкоугольных объективов и несколько десятков метров для телеобъективов; обычно подходят удаленные лесонасаждения), чтобы не спутать недостаток резкости с аберрациями. Вот несколько советов:

• Почти все объективы имеют слабую контрастность и сниженную резкость на самой широкой диафрагме, особенно по углам изображения . Особенно это касается цифровых «мыльниц» или недорогих объективов. Следовательно, если нужно обеспечить высокую детализацию по углам изображения, то лучше использовать меньшее значение диафрагмы. Обычно лучшую резкость для плоских предметов обеспечивает диафрагма f/8. Если объекты располагаются на разном расстоянии, то еще меньшая диафрагма обеспечит бо́льшую глубину резкости.
• Почти все объективы приводят к заметному виньетированию на открытой диафрагме . В этом случае края изображения выглядят темнее центральной части кадра. Такой эффект может быть полезным для многих фотографий, особенно портретов ; он акцентирует внимание на центральной части снимка, поэтому многие добавляют такой эффект при последующей обработке. Но всегда лучше знать, как будет выглядеть исходный снимок. Обычно при значениях диафрагмы выше f/8 виньетирование кадра пропадает.
• Зум-объективы отличаются значением фокусных расстояний. Выполните указанные проверки с разным уровнем оптического приближения.
• Явление дифракции приводит к тому, что снимки практически любым объективом становятся менее резкими при диафрагме f/16 и меньше, а особенно при значениях f/22 и меньше.
• Все эти аспекты позволяют получить оптимальный по четкости снимок , если для него уже выстроена наилучшая композиция, включая глубину резкости, и если его не испортит дрожание камеры при недостаточно короткой выдержке, либо размытость объекта или шум при чрезмерной «светочувствительности» (усиление).
• Не нужно тратить пленку на такие эксперименты. Проверяйте объективы на цифровых камерах, читайте обзоры , а в крайнем случае исходите из фактов, что более дорогие объективы с фиксированным фокусным расстоянием (без приближения) выдают лучшую картинку при f/8, менее дорогие и комплектные объективы показывают лучший результат при f/11, а дешевые или экзотические объективы вроде сверхширокоугольных образцов и моделей с широкоугольной или телескопической насадочной линзой следует использовать с апертурой f/16 (для насадочных линз на цифровых «мыльницах» следует устанавливать минимальное отверстие диафрагмы или использовать в меню режим приоритета диафрагмы).

2. Особые эффекты, которые связаны с диафрагмой.

   • Японское слово боке часто используют для описания внешнего вида участков изображения, которые находятся не в фокусе, особенно светлых участков, поскольку они выглядят как световые капли. Существует немало материалов, посвященных этим световым каплям, которые могут быть ярче по центру, иногда ярче по краям как пончики или сочетают в себе обе эти характеристики, но обычно на это обращают внимание только в статьях об эффекте боке. Важно запомнить, что такие размытие пятна:
     • Будут более крупными и рассеянными при более широкой диафрагме.
     • Будут иметь нерезкие границы на самой широкой диафрагме из-за идеально круглой формы отверстия в объективе (края объектива, а не ирисовые лепестки).
     • Зависят от формы отверстия диафрагмы, когда она не полностью открыта. Заметнее всего этот эффект проявляется при широко открытой диафрагме благодаря размеру отверстия. Боке может считаться непривлекательным в объективах, отверстие которых имеет неидеально круглую форму (например, недорогие объективы с диафрагмой из пяти или шести лепестков).
     • Могут иметь форму полумесяца вместо круга по краям изображения при особенно широком отверстии диафрагмы (может быть вызвано тем, что один из элементов объектива недостаточно большой, чтобы полностью осветить все части изображения при такой апертуре, или такие круги света расширяются странным образом из-за «несимметрических аберраций» на очень широкой диафрагме, что обычно становится проблемой только при съемке фонарей в ночное время).
     • Имеют преимущественно форму колечек и бубликов в зеркальных телеобъективах вследствие наличия центральных помех.
   • Дифракционные лучи образуют звездочки . Очень яркие световые участки изображения вроде лампочек в ночное время или небольших зеркальных отражений солнечного света будут окружены «дифракционными лучами», которые образуют «звездочки» при малой апертуре (эффект возникает благодаря увеличенной дифракции в вершинах многогранного отверстия, которое образовано лепестками диафрагмы). Количество вершин или лучей соответствует количеству лепестков диафрагмы (при четном количестве) из-за перекрытия противоположных лучей или в два раза превышает их количество (при нечетном количестве лепестков). Лучи слабее и менее выражены на объективах с очень большим количеством лепестков (обычно это старые объективы вроде старых моделей Leica).

3. Делайте снимки . Самое главное (по крайней мере, в контексте диафрагмы) - контролировать глубину резкости. Все просто: чем меньше отверстие диафрагмы, тем больше глубина резкости; чем больше отверстие диафрагмы, тем меньше глубина резкости. Также более открытая диафрагма сильнее размывает задний фон. Вот несколько примеров:

   • Прикрывайте диафрагму, чтобы получить повышенную глубину резкости .
   • Глубина резкости снижается по мере приближения к объекту съемки . Так, для макросъемки можно прикрывать диафрагму сильнее, чем для пейзажной фотографии. Насекомых достаточно часто фотографируют при диафрагме f/16 или меньше и подсвечивают объект съемки большим количеством искусственного света.
   • Открывайте диафрагму, чтобы получить малую глубину резкости . Такой метод подходит для портретов (гораздо лучше, чем несуразные автоматические режимы). Полностью откройте диафрагму, зафиксируйте фокус на глазах, поправьте композицию: размытый фон будет меньше отвлекать внимание от главного объекта.

     Не забывайте, что для открытой диафрагмы нужно установить более короткую выдержку. При ярком дневном свете убедитесь, что камера не пытается выйти за пределы самой короткой выдержки (обычно 1/4000 для цифровых зеркальных камер). Для этого необходимо понизить значение ISO.

Делайте снимки с необычными эффектами. Если вы фотографируете источники света в темное время суток подходящей камерой и хотите получить звездочки, то закройте диафрагму. В случае с крупными и круглыми каплями боке (хоть и не всегда полными) следует использовать открытую диафрагму.

4. Нечеткое изображение по причине дифракции и (в меньшей степени) промаха по фокусу (который помимо нечеткости создает странные узоры) иногда можно поправить с помощью функций вроде «нерезкого маскирования» при обработке на ПК. В качестве примера можно привести программы GIMP и Photoshop. Функция позволит сделать границы более четкими, хотя и не сможет создать мелкие детали, которые не попали на снимок (при чрезмерном применении переходы окажутся слишком резкими и неточными).
5. Если размер диафрагмы имеет важное значение для снимка и вы используете автоматическую камеру, то вам подойдет режим приоритета диафрагмы или программный сдвиг (готовые пары диафрагмы и выдержки для правильной экспозиции в разных условиях).
6. Все объективы имеют определенные искажения: «идеальных» объективов не найти даже в ряду профессиональных моделей стоимостью десятки тысяч рублей. Хорошая новость заключается в том, что известные производители оптики вроде Nikon, Canon, Pentax, Zeiss, Leica, Sony/Minolta и Olympus часто создают профили для «коррекции искажений», которые можно скачать в интернете и применить на этапе обработки снимка (например, в Adobe Photoshop и Adobe Camera RAW). При использовании хорошего программного обеспечения и профилей для объективов можно получить снимки без бочкообразных или подушкообразных искажений, которые более приятны глазу. В этом примере с широкоугольным панорамным пейзажным снимком проблема заключается в том, что «искажение перспективы» и «бочкообразное искажение» выгибает деревья в углах изображения к центру снимка. Вполне очевидно, что это искажение объектива и маловероятно, чтобы деревья скруглялись таким образом.

Предупреждения

• Делайте «звездочки» с помощью ярких светящихся точек вроде уличных фонарей, которые менее яркие по сравнению с солнцем.
  • Не направляйте телеобъектив, особенно сверхсветосильный или сверхдлиннофокусный прямо на солнце, чтобы получить «звездочки» или по любым другим соображениям, поскольку имеется опасность повредить зрение, затвор или матрицу камеры.
  • Не направляйте камеры без зеркала с тканевым затвором вроде Leica в сторону солнца (только кратковременно при съемке с рук и с малой диафрагмой), чтобы не прожечь дыру в затворе, иначе ремонт обойдется вам в круглую сумму.

Важно понимать, как вообще фотоаппараты преобразуют поступающий свет в изображение. Для того чтобы лучше усвоить принципы работы камеры, лучше привести наглядный .

Представьте абсолютно темную комнату, в которой есть окно с черными стеклами, через которое не проникает свет. Если вы немного откроете его, оставив небольшую щель, то на противоположной стене увидите тонкую полоску света. Если раскрыть окно полностью, то светом наполнится вся комната. В обоих случаях окно было открыто, но освещения абсолютно разные. В фотоаппарате роль окна выполняет диафрагма, а роль стены, на которую попадает свет - матрица, фиксирующая изображение. То, насколько широко раскрыта диафрагма, и определяет многие характеристики будущей фотографии. Многие, но не все, так как диафрагма - не единственный элемент, принимающий в этом участие.

Как выглядит диафрагма? Это заслонка, собранная из так называемых «лепестков», которые, вращаясь по окружности, формируют отверстия разного диаметра (см. прикрепленное фото). Помните аналогию с окном? Размер круглого отверстия, которое формируют подвижные лепестки, аналогичен распахивания окна. Диафрагма может состоять из разного количества лепестков, и это тоже играет свою роль в построении изображения.

Как использовать диафрагму

В настройках фотоаппарата и на маркировке объектива характеристики диафрагмы обозначаются при помощи буквы f с присвоенными ей числовыми значениями, например: f/1.2 или f/16. Важно помнить, что здесь используется обратная зависимость, то есть, чем меньше число, тем больше отверстие диафрагмы (шире открыто «окно»). Таким образом, значение f/1.2 означает, что диафрагма раскрыта широко и света на матрицу попадет много, а f/16 – мало. При выборе объектива важно внимание на маркировку f/. Чем ниже ее значение (отталкиваемся от стандартного f/3.5), тем лучше.

При максимально открытой диафрагме на матрицу попадает большое количество света. Это позволяет снимки при слабом освещении без использования вспышки и долгих выдержек. К слову, - это временной отрезок, которые определяет время в течение которого затвор камеры остается открытым, пропуская свет на матрицу. Если вернуться к аналогии с окном, то это время, в течение которого вы будете держать его открытым.

Кроме этого, ширина открытия диафрагмы определяет глубину резкости. Если объяснять просто, то это то количество предметов в кадре, которые находятся в фокусе и имеют четкие, резкие грани. При широко открытой диафрагме их количество будет небольшим. Наверняка многие видели портреты, на которых человек запечатлен четко, а фон размыт. Или в фокусе находится только небольшая деталь предмета, а все вокруг остается размытым. В фотографии этот красивый эффект называется «эффектом боке».

При максимально открытых диафрагмах можно добиваться фокусировки на мельчайших деталях, а все другие источники света будут на снимке размываться в разноцветные точки круглой формы. Теперь самое время вернуться к лепесткам диафрагмы. Чем их больше (в стандартных, недорогих объективах их, как правило, пять-семь), тем более круглое отверстие они формируют, и тем более мягким будет размытие.

В отличие от широко открытых отверстий, прикрытая диафрагма обеспечивает большую глубину резкости, то есть большее количество предметов будет находится в фокусе. Это широко применяется при съемке, когда необходимо все детали, например архитектурной, или пейзажной.

Также такие настройки диафрагмы нужно использовать при съемке со штативом и длинными выдержками. Не при слабом освещении, а именно ночью, когда количество источников света минимально. Узкое отверстие диафрагмы позволяет делать четкие снимки без «пересвета», на которых видны все детали.

Зная теорию, важно поэкспериментировать с разными значениями диафрагмы самостоятельно. Увидев разницу в снимках, можно научиться выбирать нужное значение для разных условий и всегда добиваться отличных результатов.

Многие из вас используют свой смартфон, как основную камеру. Это и не странно, ведь цифровые зеркальные фотоаппараты не дешевые, да и не очень мобильные, в отличии от обычных телефонов. Если вы профессионально не занимаетесь съемкой фото и видео, вам вообще не нужен такой фотоаппарат. А для повседневных фото в Instagram — и телефон сойдет.

Хорошая новость: камеры в флагманских смартфонах сегодня по качеству не сильно уступают «зеркалкам», а мода на двойные камеры вообще позволяет делать фотографии в портретном режиме неотличимыми от таковых сделанных на цифровую камеру. Более того, камеры эволюционируют и становятся лучше с каждым годом даже в бюджетных смартфонах.

Апертура — это одна из характеристик камеры в вашем смартфоне, о который вы могли слышать и видели этот параметр в характеристиках телефона. Обычно, она обозначается как f/2.0, f/1.8, f/1.7 и f/1.6. Считается, чем меньше вторая цифра в обозначении, тем лучше фотографирует камера, но так ли это на самом деле? В этой статье на Galagram рассказываем в об апертуре в современных смартфонах.

Что влияет на качество фотографии

Вы могли слышать популярную фразу: «Чем больше света получает камера, тем лучше получается фотография». И это, в какой-то степени, верно. К примеру, в цифровых камерах — чем лучше датчик и объектив, тем лучше вы получите итоговый снимок (или видео). В смартфонах действует примерно тот же принцип, но есть некоторые отличия.

Так как датчик изображения и объектив в вашем телефоне занимают совсем мало места (в отличии от зеркального фотоаппарата), камера получает меньше света, чем на обычный фотоаппарат. Некоторые производители стараются исправить эту ситуацию установкой датчика с более крупными пикселями с размерами 1.15-1.25 мкм, которые должны захватить больше света.

Широкая апертура не всегда означает максимальное качество снимка

Но светочувствительная матрица составляет лишь половину уравнения идеальной фотографии. На второй чаше весов — оптика и линзы, через которые свет и попадает на датчик изображения. Здесь и подключается в работу такое понятие, как апертура.

Что такое апертура в смартфоне

И так, что же такое апертура или диафрагма в смартфоне? Понятие апертуры определяется размером отверстия, с помощью которого свет может попасть в камеру. Этот параметр обозначается, как «f/2.0» (цифры могут быть другими) и измеряется соотношением фокусного расстояния, деленного на размер отверстия.

Таким образом, чем меньше f, тем больше размер отверстия и тем больше света попадает через оптику на датчик изображения. Как вы и сами знаете, фотография сделанная при хорошем освещении даже на бюджетный смартфон: яркая, насыщенная, отчетливая и не имеет шумов.

Еще одна полезная штука в широкой диафрагме: это более быстрый спуск затвора и более четкая и стабильная фотография, без скачков и размытых участков. Когда камера получает много света, она меньше «думает», прежде чем сделать снимок. Некоторые производители добавляют в камеры современных смартфонов технологию оптической стабилизации изображения (OIS), что позволяет добиться еще более качественных снимков при среднем и плохом освещении.

Какая диафрагма лучше: f/2.2, f/2.0 или f/1.6

Датчик изображения в смартфоне находится очень близок к системе из оптических линз, что гораздо ближе, чем у зеркальных фотоаппаратов. Это приводит к тому, что фокусное расстояние в телефоне значительно короче, чем у профессиональных камер.

Поскольку мы знаем, что в уравнении идеальной фотографии применяется фокусное расстояние, деленное на размер отверстия, это помогает объяснить, почему камеры в смартфонах имеют более широкую диафрагму, чем у традиционных «зеркалок». Несмотря на более широкую фиксированную диафрагму, камера вашего телефона не всегда лучше подходят для захвата максимального количества света.

Апертура в смартфоне отличается от диафрагмы в цифровой камере

Таким образом, чем больше апертура в телефоне — тем лучше. В идеальном случае, камера должна иметь и широкую диафрагму и сенсор с большими пикселями 1.25-1.55 мкм. Но вот в чем еще одна проблема — в телефоне диафрагма имеет фиксированный размер и не меняется, в отличии от DLSR камер, когда вы крутите объектив.

Как получается эффект глубины резкости Боке

Более широкая диафрагма в цифровой камере позволяет более качественно выделить эффект глубины резкости (Боке или размытие фона). Но ваш смартфон имеет фиксированную диафрагму и маленький датчик, который расположен близко к оптике. Поэтому добавиться эффекта Боке на телефоне значительно сложнее, особенно, когда фон находится близко к главному объекту съемки в фокусе.

Для сравнения, камера смартфона с апертурой f/2.2 позволяет добиться глубины поля, как на фотоаппарате с диафрагмой f/13 или f/14. На практике получается совсем небольшое размытие. Современные телефоны, которые умеют делать снимки с размытым фоном, обычно используют для этого специальные программные алгоритмы, а не реальную работу оптики.

Оптика и качество линз

Еще одна важная характеристика камеры смартфона — это объектив. Да, мы привыкли называть объективами большую сменную оптику для фотоаппаратов, но в вашем телефон он тоже есть. Пускай объектив в смартфоне и гораздо меньше традиционных, но он тоже состоит из оптических линз. Если объектив грязный или линзы имеют плохую прозрачность, матрица получит меньше света в итоге.

Качество объектива становится особенно важным у смартфонов в широкими апертурами, вроде f/1.6. Ведь на более широком отверстии становится сложнее сфокусировать весь свет на датчике изображения. Здесь и появляются так называемые абразивные искажения .

Телефоны с широкой диафрагмой по определению менее сфокусированы на определенной части сцены, чем устройства с более закрытой диафрагмой и, следовательно, более подвержены проблемам и фокусировкой и искажениями.

Абразивное искажение проявляется во множестве эффектов. Они включают следующие моменты: сферическую аберрацию (уменьшенная прозрачности и резкости), размытость фотографии, кривизна поля (потеря фокуса по краям), искажение (выпуклость изображения или вогнутость) и хроматическая аберрация (несфокусированные цвета и искажение белого цвета).

Объективы в смартфонах построены из нескольких корректирующих групп линз, которые предназначенных для точного фокусирования света и уменьшения этих аберраций. Более дешевые объективы имеют меньше линз и, следовательно, более подвержены проблемам. Материалы оптики также играют важную роль.

О качестве линз сложно судить по их спецификациям, а многие производители телефонов вообще не упоминают об этом. К счастью, некоторые известные оптические компании сейчас активно интегрируются в камеры смартфонов, в частности мы с вами знаем о таких случаях: Leica и Huawei, Carl Zeiss и Nokia HMD Global. Компания LG тоже внедрила новый объектив «Crystal Clear Lens» с 6 линзами во флагман V30 для обработки более широкой диафрагмы камеры.

Выводы: на что обратить внимание

Надеемся, что после прочтения этой статьи вы поняли, что такое апертура. Если подытожить все выше сказанное, широкая диафрагма не всегда означает лучшее качество снимков. На итоговую картинку влияет еще и размер матрицы, количество света, которое попадает на датчик изображения, софт и конечно же оптика камеры в вашем смартфоне. Залог хорошей камеры простой, это следующие параметры:

• широкая апертура
• большие пиксели и размер матрицы
• слаженная работа софта и железа
• качественная оптическая система

Поэтому, когда вы выбираете себе смартфон, лучше протестировать его камеру вручную перед покупкой, чтобы убедиться в его реальном качестве снимков. Не стоит зацикливаться только на цифрах f/1.8 и f/1.6, ведь у качественной камеры не только широкая апертура, но и все остальные системы работают качественно в комплекте.

При выборе смартфона с хорошей камерой нужно обращать внимание на многочисленные ее параметры. С разрешением все просто: чем больше мегапикселей – тем лучше теоретическая максимальная детализация снимка. С размерами матрицы и отдельных пикселей тоже все просто: чем они больше – тем больше света улавливает, и тем выше будет четкость при недостатке освещения. А вот диафрагма или апертура – это характеристика, которая труднее поддается пониманию. Например, тот факт, что меньшая цифра – это зачастую лучше, озадачивает многих.

Диафрагма (апертура) – это отверстие в объективе камеры, через которое поступает свет на матрицу. В описании смартфонов эти слова используются, как синонимы, но они имеют несколько разное происхождение. Термин «диафрагма» изначально относился к физической детали объектива, диафрагменной шторке, регулирующей размеры светопропускного отверстия. А «апертура» - это характеристика, указывающая на характеристики этой шторки.

Объектив зеркалки с изменяемой диафрагмой

Так как в мобильных камерах эта деталь отсутствует, оба термина применяются именно во втором значении. Также в качестве синонима терминов «апертура» и «диафрагма» часто применяется слово «светосила». В описании камер смартфонов все эти понятия характеризуют способность оптики пропускать свет.

В чем измеряется диафрагма (апертура) камеры смартфона

Значение диафрагмы (апертуры) камеры смартфона является относительной величиной, выражающейся через фокусное расстояние.

Фокусное расстояние – это расстояние между матрицей и оптическим центром объектива, то есть точкой, в которой сходятся лучи света, попадающие сквозь линзы внутрь модуля камеры. Значение светосилы позволяет определить, насколько эффективно улавливает свет камера, в сравнение с другими.

Расположение диафрагмы камеры смартфона

Числовое значение апертуры – это производная величина, указывающая соотношение ФФР (физического фокусного расстояния) и диаметра отверстия в объективе. Записывается оно в формате дроби f/X, где f – ФФР, а X – делитель. Популярное значение диафрагмы f/2 означает, что диаметр отверстия камеры в два раза меньше, чем фокусное расстояние. Если ФФР равно 4 мм (это тоже одно из популярных значений, так как больше получить от модуля, высотой около 6 мм, не выйдет), то при апертуре f/2 диаметр глазка объектива составит 2 мм. Если фокусное расстояние составляет 5,6 мм, а диафрагма – f/2,8 (такие параметры 12 лет назад имел камерафон Nokia N73), то 5,6/2,8=2, то есть, «зрачок» опять имеет диаметр 2 миллиметра.

Разные значения апертуры. Диаметр отверстий выдержан в одном масштабе.

На что влияет значение апертуры

Так как диафрагменное число указывает на диаметр отверстия объектива, то от его значения зависит количество света, попадающее на матрицу. Чем больше отверстие – тем больше будет света. Именно из-за того, что число после дроби – это делитель, чем оно меньше – тем больше будет физический диаметр «зрачка». Ведь если поделить 4 на 1,8 (f/1,8), то получим 2,22 мм, а деление 4 на 2,2 (f/2,2) даст уже 1,82 мм.

Если вспомнить формулу площади круга πr 2 (а r – это половина диаметра) и провести расчет, можно определить разницу в светопропускной способности. Для отверстия диаметром 2,22 мм площадь составит 3,48 мм2, а для 1,82 мм – 2,85 мм2. Поделив первое на второе, получаем разницу в 1,22 раза, то есть, оптика с апертурой f/1,8 пропускает на 22% больше света, чем с f/2,2.

Из-за того, что разные камеры имеют разное ФФР (у смартфона это несколько миллиметров, а у зеркалки – в 10-100 раз больше), сравнивать по апертуре очень разные фотокамеры нельзя. Например, смартфон с матрицей 1/3" при значении апертуры f/2 улавливает такое же количество света, как полноформатная зеркалка с диафрагмой f/13-f/15. Однако если сенсоры камер сравниваемых смартфонов близки по параметрам или идентичны (как в тех же и , на примере которых и проведены расчеты выше), то разница в светосиле позволяет оценить разницу в светопропускной способности.

Мы писали ранее.) Ее важнейшей функцией является глубина резкости: так, например, благодаря апертуре можно сделать фон размытым, выделив при этом объект, или же наоборот, оставить все в фокусе.

1. Что такое апертура?

Выражаясь простым языком, апертура это отверстие в объективе, через которое проходит свет, попадающий на сенсор. По принципу работы она в каком-то роде похожа на человеческий глаз. И если проводить подобную аналогию с самой камерой, то получается, что линза выполняет функцию роговицы – она собирает весь видимый свет, отправляя его через радужную оболочку, которая в свою очередь расширяется или уменьшается в зависимости от количества поступающего света, контролируя таким образом диаметр зрачка. Сам же зрачок это нечто вроде дыры, через которую и проходит свет дальше, вглубь глаза, где и попадает на сетчатку. Так, получается, что апертура и зрачок выполняют одинаковую функцию: свет проходит через апертуру и попадает на сенсор камеры, аналогично зрачку и сетчатке. Чем больше диаметр апертуры – тем больше света попадает на сенсор. И точно так же, чем больше диаметр зрачка, тем больше света попадает на сетчатку.

2. Диаметр апертуры

Аналогом радужной оболочки, контролирующей размер апертуры, в оптике называется диафрагмой. Функция диафрагмы заключается в том, чтобы благодаря увеличению и уменьшению диаметра апертуры, ограничивать количество света, попадающего на фотосенсор.
В фотографии апертура измеряется в f-числах или в f-стопах, и чем меньше значение f-стопа, тем больше размер апертуры. Многие люди находят это сбивающим с толку, ведь обычно большее число подразумевает большее значение, но не в этом случае. Так, f/1.4 больше, чем f/2.0 и еще больше, чем f/8.0.
Для четкого понимания лучше взглянуть на иллюстрацию ниже:

Взаимоотношение размера апертуры к значению f-стопа.

3. Глубина резкости

Еще одна вещь, которую нужно знать об апертуре, это глубина резкости - область фотографии, которая находится в фокусе:
Если f-число равно f/32, то в фокусе будут находиться как передний, так и задний планы. Если же выбрать значение f/1.4, то задний план окажется размытым, оставляя в фокусе лишь объекты переднего плана. Это явно видно на изображениях ниже:

Левая фотография сделана с f-числом равным f/2.8, а правая с f/8.0

Как видно из этого примера, даже небольшое изменение f-числа с f/2.8 до f/8.0 довольно сильно влияет на глубину резкости. И если бы я использовал f-стоп, равный f/32, то фон оказался бы таким же четким, как и WALL-E на втором снимке.
Еще один пример:

Почтовые ящики – апертура равна f/2.8

На фотографии выше, благодаря малой глубине резкости, лишь слово «Cougar» оказалось в фокусе, оставив пространство впереди и позади надписи размытым. Если же в данном случае использовалось f-число, равное f/1.4 и камеру бы сфокусировали на буквах, то только одна буква и была бы в фокусе.

4. Диафрагма объектива: Максимум и минимум

У каждого объектива есть свой лимит максимального и минимально возможного диаметра апертуры. Увидеть эти значения можно в спецификациях вашего устройства, они обычно обозначаются как Lowest f-number (Наименьшее f-число) и Highest f-number (Наивысшее f-число).

Внимание стоит обратить на максимальное значение, так как оно показывает насколько быстр ваш объектив. Так, объектив с наивысшим f-числом, равным где-то f/1.2 или f/1.4 считается быстрым, так как может пропустить больше света, чем, например, объектив с диафрагмой f/4.0. Поэтому объективы с большой апертурой более пригодны для фотографии в условиях недостаточной освещенности. Кроме того, широкая апертура позволяет лучше изолировать предметы переднего плана от заднего фона. Так что при покупке объектива следует внимательно отнестись к этим параметрам.

Наименьшее же значение диафрагмы не настолько важно, так как почти все современные фотоаппараты имеют апертуру равную как минимум f/16 – чего вполне достаточно для обыкновенной каждодневной съемки.