Clona a světelnost (2)

Článek z 21. 11 Clona a světelnost vyvolal mezi čtenáři pozornost. Ukázalo se, že tyto základní pojmy pořád ještě nejsou zcela Objasněny.. Zde je tedy další pokus o vysvětlení. Náš čtenář J. G. se ještě ptá, jak je to s clonou v zoomu, jestli se nějak mění. Nejdříve dotaz pana J.G.:
Donedávna jsem považoval clonové číslo za jiný zlomek, a sice určující podíl, část procházejícího světla, tzn. že objektiv např. při cloně 4 propustí 1/4 světla resp. při cloně 1 propustí prakticky. všechno (pak by byly průměry a ohniska podružné). To tedy – ani náhodou – neplatí? Ale stejně různé objektivy při stejné nastavené cloně musí bez ohledu na ohniskovou vzdálenost a průměr otvoru propustit stejnou část světla. Dá se tedy takový poměr nějak upřesnit? A jak je to se zoomy s konstantní světelností? Tam by se tedy průměr clony musel měnit podle nastavené ohniskové vzdálenosti – tak opravdu fungují???

Domněnka pana J.G. o „čtvrtině světla“ při cloně 4 je bohužel nesprávná.
Clonová řada je skutečně taková, jak jsem psal v článku:

1 – 1,4 – 2 – 2,8 – 4 – 5,6 – 8 – 11 – 22

čili clona 4 propouští 16 x méně světla než clona 1.

Přirozeně, že s ohledem na konstrukci a ohniskovou vzdálenost má clona při daném clonovém čísle (dejme tomu F4) různý průměr. V praxi nás to nemusí zajímat, jak velký průměr clonový otvor má. Důležité je clonové číslo, protože právě clona v kombinaci s délkou expozice za dané citlivosti při daném světle rozhoduje o správné či chybné expozici.

Vazba na ohniskovou vzdálenost se dá vysvětlit příměrem s oknem a chodbou.
Dejme tomu, že máme okno v čelní stěně chodby, okno má úhlopříčku 100 cm, chodba je dlouhá 4 m. Stěna protilehlá oknu je nějak osvětlená. Když oknu protilehlou stěnu zboříme a chodbu proloužíme na 20 a okno zůstane stejně velké, stěna protilehlá oknu bude podstatně méně osvětlená, než dříve.
Jak?
Platí-li, že světelnost se rovná průměr vstupní čočky lomeno ohnisková vzdálenost, pak by to bylo 400/100=4 v prvním případě, 20000/100=20 v druhém případě. Na první pohled by se nám mohlo zdát, že je to „pětkrát míň“ světla, protože 20/4=5. Jenže clonová řada nám napovídá, že je to šestnáctkrát méně! Je to tím, že intenzita světla klesá se čtvercem vzdálenosti.
V praxi asi těžko budeme bourat nějakou chodbu, ale máme zkušenosti z praxe se zábleskovým zařízením. Víme, že jeho „směrné číslo“ se rovná násobku clony a vzdálenosti. Takže, pokud má směrné číslo 20 (při 100 ISO), na vzdálenost 10 m potřebujeme clonu F2, na vzdálenost 5 m clonu F4. I zde klesá intenzita světla se čtvercem vzdálenosti.
Clonová řada v souvislosti s časem odpovídá dané expoziční hodnotě. Takže, když máme 1/125 při cloně F4, při cloně F5.6 potřebujeme dvakrát delší čas (protože průměr je poloviční), čili 1/60 sec. A naopak, při cloně F2.8 musíme použít čas dvakrát kratší, tedy 1/250 sec.

Clona v zoomu se samozřejmě mění.
Zoomům se typicky mění světelnost – dejme tomu, zoom má světelnost F4.5 až F6.3. To znamená, že to menší číslo (=větší světelnost) má při svém nejkratším ohnisku a větší číslo (=menší světelnost) při nejdelším ohnisku.
Pokud fotoaparát má schopnost ukazovat údaje o cloně a čase, dá se změna světelnosti (ev. clony) pozorovat a kontrolovat: podívejte se, jakou máte clonu, pak přezoomujte a uvidíte, že se číslo změní. Aby expozice zůstala na stejné hodnotě, se změnou clony dojde ke změně expozičního času.

Zoomy s konstantní světelností patří k optickým lahůdkám a málo kdy se s nimi setkáme v kategorii spotřebních fotoaparátů (k výjimkám patří na př. Nikon Coolpix S4 nebo S10). Když se budeme dívat dovnitř – tedy zpředu – do takového objektivu při zoomování, uvidíme, že při zvětšování ohniska k nám dopředu pluje velká čočka: to je trik těchto objektivů, že ona „sběrná čočka“, která je odpovědná za množství procházejícího světla, má velký průměr a při zoomování se pohybuje dopředu, „světlu vstříc“. Triktedy je v tom, že vysoká světelnost (F2.8 či F4) je zde vlastně ta „menší světelnost“ běžného zoomu. Protože čočka je velká, objektivy tohoto typu – zvláště při dlouhých ohniscích, jsou velké, těžké a velmi drahé. I ony musí poslouchat optické zákony.

Objektiv od Nikonu, je to Zoom – Nikkor ED AF-S 80-200 mm s pevnou světelností F2.8. Stojí skoro 40 tisíc.

Článek z 21. 11 Clona a světelnost vyvolal mezi čtenáři pozornost. Ukázalo se, že tyto základní pojmy pořád ještě nejsou zcela Objasněny.. Zde je tedy další pokus o vysvětlení. Náš čtenář J. G. se ještě ptá, jak je to s clonou v zoomu, jestli se nějak mění. Nejdříve dotaz pana J.G.:
Donedávna jsem považoval clonové číslo za jiný zlomek, a sice určující podíl, část procházejícího světla, tzn. že objektiv např. při cloně 4 propustí 1/4 světla resp. při cloně 1 propustí prakticky. všechno (pak by byly průměry a ohniska podružné). To tedy – ani náhodou – neplatí? Ale stejně různé objektivy při stejné nastavené cloně musí bez ohledu na ohniskovou vzdálenost a průměr otvoru propustit stejnou část světla. Dá se tedy takový poměr nějak upřesnit? A jak je to se zoomy s konstantní světelností? Tam by se tedy průměr clony musel měnit podle nastavené ohniskové vzdálenosti – tak opravdu fungují???

Domněnka pana J.G. o „čtvrtině světla“ při cloně 4 je bohužel nesprávná.
Clonová řada je skutečně taková, jak jsem psal v článku:

1 – 1,4 – 2 – 2,8 – 4 – 5,6 – 8 – 11 – 22

čili clona 4 propouští 16 x méně světla než clona 1.

Přirozeně, že s ohledem na konstrukci a ohniskovou vzdálenost má clona při daném clonovém čísle (dejme tomu F4) různý průměr. V praxi nás to nemusí zajímat, jak velký průměr clonový otvor má. Důležité je clonové číslo, protože právě clona v kombinaci s délkou expozice za dané citlivosti při daném světle rozhoduje o správné či chybné expozici.

Vazba na ohniskovou vzdálenost se dá vysvětlit příměrem s oknem a chodbou.
Dejme tomu, že máme okno v čelní stěně chodby, okno má úhlopříčku 100 cm, chodba je dlouhá 4 m. Stěna protilehlá oknu je nějak osvětlená. Když oknu protilehlou stěnu zboříme a chodbu proloužíme na 20 a okno zůstane stejně velké, stěna protilehlá oknu bude podstatně méně osvětlená, než dříve.
Jak?
Platí-li, že světelnost se rovná průměr vstupní čočky lomeno ohnisková vzdálenost, pak by to bylo 400/100=4 v prvním případě, 20000/100=20 v druhém případě. Na první pohled by se nám mohlo zdát, že je to „pětkrát míň“ světla, protože 20/4=5. Jenže clonová řada nám napovídá, že je to šestnáctkrát méně! Je to tím, že intenzita světla klesá se čtvercem vzdálenosti.
V praxi asi těžko budeme bourat nějakou chodbu, ale máme zkušenosti z praxe se zábleskovým zařízením. Víme, že jeho „směrné číslo“ se rovná násobku clony a vzdálenosti. Takže, pokud má směrné číslo 20 (při 100 ISO), na vzdálenost 10 m potřebujeme clonu F2, na vzdálenost 5 m clonu F4. I zde klesá intenzita světla se čtvercem vzdálenosti.
Clonová řada v souvislosti s časem odpovídá dané expoziční hodnotě. Takže, když máme 1/125 při cloně F4, při cloně F5.6 potřebujeme dvakrát delší čas (protože průměr je poloviční), čili 1/60 sec. A naopak, při cloně F2.8 musíme použít čas dvakrát kratší, tedy 1/250 sec.

Clona v zoomu se samozřejmě mění.
Zoomům se typicky mění světelnost – dejme tomu, zoom má světelnost F4.5 až F6.3. To znamená, že to menší číslo (=větší světelnost) má při svém nejkratším ohnisku a větší číslo (=menší světelnost) při nejdelším ohnisku.
Pokud fotoaparát má schopnost ukazovat údaje o cloně a čase, dá se změna světelnosti (ev. clony) pozorovat a kontrolovat: podívejte se, jakou máte clonu, pak přezoomujte a uvidíte, že se číslo změní. Aby expozice zůstala na stejné hodnotě, se změnou clony dojde ke změně expozičního času.

Zoomy s konstantní světelností patří k optickým lahůdkám a málo kdy se s nimi setkáme v kategorii spotřebních fotoaparátů (k výjimkám patří na př. Nikon Coolpix S4 nebo S10). Když se budeme dívat dovnitř – tedy zpředu – do takového objektivu při zoomování, uvidíme, že při zvětšování ohniska k nám dopředu pluje velká čočka: to je trik těchto objektivů, že ona „sběrná čočka“, která je odpovědná za množství procházejícího světla, má velký průměr a při zoomování se pohybuje dopředu, „světlu vstříc“. Triktedy je v tom, že vysoká světelnost (F2.8 či F4) je zde vlastně ta „menší světelnost“ běžného zoomu. Protože čočka je velká, objektivy tohoto typu – zvláště při dlouhých ohniscích, jsou velké, těžké a velmi drahé. I ony musí poslouchat optické zákony.

Objektiv od Nikonu, je to Zoom – Nikkor ED AF-S 80-200 mm s pevnou světelností F2.8. Stojí skoro 40 tisíc.