¿La apertura es la misma en diferentes formatos de lentes?

Uno de los desafíos que enfrentaron los primeros fotógrafos fue cómo podemos configurar la lente para que proporcione una cantidad predecible de luz de exposición y cómo intercambiamos esta intensidad de exposición entre diferentes cámaras.

Relación al rescate: la cantidad de energía luminosa que atraviesa una lente se basa en parte en el área de la superficie de la abertura de la lente (apertura). Dado que la mayoría de las aperturas son circulares, podemos recurrir a la geometría de los círculos. Si multiplicamos el diámetro de cualquier círculo por la raíz cuadrada de 2, calculamos un diámetro de círculo revisado que duplica el área de la superficie. Por el contrario, si dividimos el diámetro de cualquier círculo por la raíz cuadrada de 2, calculamos un diámetro revisado que reduce a la mitad el área de la superficie. En otras palabras, este valor mágico es 1,4. Este valor es la base del sistema de números f.

Bien, podemos calcular el conjunto de números f usando el factor 1.4, derivamos este conjunto de números: 1 – 1.4 – 2- 2.8 – 4 – 5.4 – 8 – 11 – 16 – 22 – 32 – 45 – 64. Cada uno va a la derecha es su vecino de la izquierda multiplicado por 1,4. Esta secuencia hace que el iris (llamado así por la diosa griega del arcoíris) se cierre, reduciendo así la exposición 2X (reduciendo a la mitad) la energía de la luz de la exposición.

Por el contrario, yendo a la izquierda, cada valor es su vecino a la derecha dividido por 1,4. Ir a la izquierda abre el iris, cada clic es un 2X (duplicación) de la energía de exposición. Este conjunto calcula lo que llamamos "f-stops completos". Podemos calcular matemáticamente un conjunto de números que está en incrementos de 1/2 o 1/3 f-stop.

Abrir y cerrar el iris para controlar la exposición no es el único factor involucrado. El otro factor es la distancia focal de la lente. Las lentes de enfoque largo magnifican (teleobjetivo). Con este tamaño de imagen aumentado que viene con una distancia focal más larga hay una pérdida de energía luminosa. Debe saber que una imagen ampliada se extiende sobre más área, por lo que cada duplicación de la distancia focal da como resultado una reducción de 4X de la energía de exposición.

Lo que estoy tratando de decirte, necesitamos un sistema que establezca la energía de exposición universalmente. Uno que tiene en cuenta el área del iris y entrelaza la distancia focal. Relación al rescate. En matemáticas, una razón es adimensional. Supongamos que una lente con una distancia focal de 100 mm tiene un diámetro de iris de 6,25 mm. Podemos dividir 100 por 6,25, la respuesta es 16. A este valor lo llamamos relación focal o número f para abreviar. Ahora suponga que una cámara gigante con una lente de 1000 mm está operando con un diámetro de iris de 62,5 mm. ¿Cuál es su relación focal? 1000 ÷ 62,5 = 16 (escrito como f/16). Ambos lentes, el grande y el pequeño funcionan con la misma relación focal de f/16. Eso significa que podemos configurar ambas cámaras en f/16 y la película o el sensor digital recibirán la misma luz de exposición.

Esta es la magia de la relación focal; funciona independientemente de la distancia focal o el diámetro del iris. En otras palabras, f/11 en una cámara deja entrar la misma energía de exposición que f/11 en cualquier otra cámara sin importar las dimensiones. El método de la relación supera las dimensiones reales de la lente.

Debe recordar que el número f-stop es la relación entre el diámetro de la pupila de entrada (imagen virtual de la abertura de apertura vista desde el frente de la lente) y la distancia focal. Entonces, si la pupila de entrada parece ser, por ejemplo, de 5 mm, en una lente de 35 mm es aproximadamente f/7, mientras que en una lente de 90 mm es aproximadamente f/18 para el mismo tamaño de apertura aparente.

Por eso es difícil conseguir números f bajos en objetivos muy largos; por ejemplo, f/1,2 en un objetivo de 600 mm requeriría una pupila de entrada de 500 mm, con un elemento frontal correspondientemente grande.

No debe comparar el tamaño de apertura visible desde la parte posterior de la lente (la pupila de salida); deberías compararlo desde el lado objetivo (pupila de entrada).

Si lo compara entre lentes de la misma distancia focal, deberían ser casi iguales; permitiendo algunos errores de redondeo (tanto en F# como en FL).

El mismo F# dará la misma exposición independientemente del formato...

Las lentes de gran formato tienden a usar aperturas más pequeñas porque son necesarias para registrar profundidades de campo equivalentes (sin usar inclinación).

La misma lente proyectará/grabará un círculo de imagen más grande en un sensor de formato más grande y grabará un FoV más amplio. Y debido a que las cámaras de gran formato colocan la lente más lejos del plano de la imagen, los detalles son más grandes (el cono proyectado tiene un diámetro mayor) y, por lo tanto, el DoF es menor.

Por ejemplo, los diferentes formatos tienen una "Longitud focal normal" diferente, pero todos registran un campo de visión (FoV) diagonal de ~ 55˚... el FoV se mide en diagonal, ya que se correlaciona con el diámetro del círculo de imagen requerido.

dibujo simplificado: