Cos'è l'apertura?

L'apertura si riferisce all'apertura dell'obiettivo. Nella maggior parte degli obiettivi l'apertura è controllata da un diaframma che è regolato meccanicamente o elettronicamente. Ecco un esempio di un obiettivo con il diaframma a diverse impostazioni...

L'apertura è importante per i fotografi a causa del profondo effetto dell'apertura dell'obiettivo sulla raccolta della luce e sulla profondità di campo (la gamma di distanze in cui l'immagine ha una messa a fuoco accettabile). Per una data macchina fotografica, un'apertura dell'obiettivo più grande raccoglie più luce e riduce la profondità di fuoco.

C'è molta confusione su come viene misurata l'apertura. Nella scienza fotografica stretta l'apertura è il diametro della pupilla dell'obiettivo misurato in mm. È molto più comune (ma tecnicamente scorretto) riferirsi all'apertura per 'f/number'. Il numero f/n è il rapporto tra la lunghezza focale e il diametro della pupilla

f = lunghezza focale / diametro della pupilla

La notazione f/2 significa che il diametro della pupilla è 1/2 della lunghezza focale, f/4 significa 1/4, ecc. Il diametro della pupilla diventa più piccolo con l'aumento del numero f/number. La comodità del numero f/number è che la quantità di luce raccolta è proporzionale al numero f/number e all'area del sensore.

Ogni passo in questa figura corrisponde a un 'f/stop' per cui l'area si dimezza. Poiché l'area è dimezzata, anche la luce catturata è dimezzata, e il diametro della radice quadrata della metà, ovvero 0,707.

A f/4, un teleobiettivo da 200 mm avrà una dimensione pupillare di 200/4 = 50 mm mentre un grandangolo da 16 mm avrà una dimensione pupillare di 16/4 = 4 mm. Usati sulla stessa macchina fotografica, entrambi cattureranno la stessa quantità di luce perché la prospettiva dell'obiettivo da 16mm è molto più ampia.

L'apertura influenza l'esposizione

Il numero f/number, la velocità dell'otturatore e la dimensione del sensore determinano collettivamente la quantità di luce raccolta per creare l'immagine. In generale, più luce si raccoglie e meglio si sta (cioè finché non si satura il sensore, ma questa è un'altra storia). La raccolta della luce viene aumentata da ...

• diminuendo il numero f/number (ad esempio, passando da f/2 a f/1.4 raddoppia la luce raccolta)
• velocità dell'otturatore più bassa (ad esempio, passare da 1/200 a 1/100 raddoppia la quantità di luce raccolta)
  
• sensore più grande (ad esempio, passare da APS-C a Full Frame raddoppia approssimativamente l'area del sensore e quindi raddoppia la quantità di luce raccolta).

Un'esposizione ideale è quella che quasi satura il sensore nelle aree più luminose dell'immagine. Perciò, quando si scattano foto alla più bassa impostazione ISO, diminuire il numero f/number (diciamo da f/5.6 a f/4) richiede un cambiamento di compensazione nella velocità dell'otturatore (diciamo da 1/200 a 1/400) per evitare di far saltare i punti salienti di un'immagine.

Lavorando in situazioni meno luminose con la fotocamera impostata su alti ISO, il cambiamento di compensazione potrebbe essere sia la velocità dell'otturatore, una regolazione ISO, quindi una combinazione delle due. È comune parlare in equivalenti 'f/stop' di cambiamento. Quindi, se si apre il diaframma di 2 f/stop, allora è necessario ridurre l'esposizione e l'ISO di 2 f/stop combinati per mantenere la stessa luminosità dell'immagine.

Il diaframma influenza la profondità di campo

Per una data dimensione del sensore, la lunghezza focale determina l'inquadratura dell'immagine. Per la stessa dimensione del sensore e la stessa inquadratura, il numero f determina la profondità di campo.

Leggete attentamente. Se dovessi cambiare l'obiettivo della tua fotocamera da 50 a 100 mm, per esempio, dovresti raddoppiare la distanza dal tuo soggetto per mantenere l'inquadratura. Una volta che avete completato lo spostamento, la profondità di campo sarebbe la stessa finché il numero f/number è lo stesso. (Questo è un fatto utile da tenere a mente se si cambia spesso obiettivo)

Fiori a f/5.6

Stessa fotocamera, stessa inquadratura, a f/32

Confronto di numeri f/numeri per fotocamere con sensori diversi

Una delle maggiori fonti di confusione è il confronto di immagini scattate da fotocamere con sensori di dimensioni diverse. Un'immagine scattata a f/2.2 usando il piccolo sensore di una fotocamera per smartphone, per esempio, ha una profondità di campo molto maggiore di un'immagine con la stessa inquadratura a f/2.2 su una grande DSLR.

Per capire cosa sta succedendo, pensate a cosa fareste per creare la stessa immagine su due fotocamere diverse. Supponiamo che usiate una fotocamera full-frame per scattare la foto di un bambino che fa rimbalzare una palla. L'obiettivo era 100mm di lunghezza focale, 1/200 sec di otturatore, f/5.6, ISO 400.

La fotocamera micro-quattro terzi ha un fattore di crop di 2x. Quindi, per catturare la stessa immagine su quella fotocamera si dovrebbe fare quanto segue ...

1. Utilizzare un obiettivo con metà della lunghezza focale (cioè un obiettivo da 50mm) per mantenere la stessa inquadratura.
2. Utilizzare lo stesso tempo di posa (1/200) per mantenere lo stesso grado di sfocatura.
3. Utilizzare la metà del numero f/number (f/2.8) per mantenere lo stesso diametro della pupilla e la stessa profondità di campo, e
4. Utilizzare 1/4 dell'ISO (ISO 100) per mantenere la stessa luminosità dell'immagine.

Una conseguenza di questi cambiamenti è la luce totale catturata per creare le due immagini sarebbe la stessa. Finché si confrontano fotocamere con la stessa risoluzione (numero di pixel) e la stessa generazione di tecnologia, si otterrà molto vicino alla stessa quantità di rumore nell'immagine.

Spero che questo aiuti.