Apertūros šviesumas: kai ilgis yra plotis

Rašydamas apie APEX atkreipiau dėmesį į vieną smulkmeną: f-skaičius naudojamas ekspozicijai nustatyti. Hmmm... Nagrinėdamas apertūrą mąsčiau apie ją tik viena prasme - kaip tai įtakoja vaizdo detalumą. O "šviesos surinkimo" savybę visiškai pamiršau. Šimts perkūnų... eilinį kartą, kai viskas atrodo jau savo vietose, vėl tenka grįžti vos ne į pradinį tašką ir sukti galvą.

Taigi apie šviesą. Tikiuosi esat girdėje tokį pasakymą "šviesus objektyvas". Paprastai taip vadinami objektyvai galintys atverti apertūrą iki f/2.8 arba dar daugiau (f/2.0, ...). Apertūros atidarymas sukelia dvejopą poveikį: iš vienos pusės jis įtakoja vaizdo detalumą, o iš kitos - praleidžia didesnį šviesos srautą. Štai dėl to didesnio šviesos srauto ir buvo prilipdyta "šviesaus objektyvo" etiketė. Kai turim didesnį šviesos srautą, tai pačiai ekspozicijai pasiekti užtenka trumpesnio išlaikymo ar mažesnio jautrumo sensoriaus - tai labai gera ir naudinga savybė.

Viskas aišku ir paprasta iki šitos vietos, ar ne? Prisiminkime kuo matuojama apertūra - f-skaičiumi arba židinio nuotoliu padalintu iš apertūros skersmens. O dabar atsakykit man - prie ko čia židinio nuotolis? Apertūros plotis aišku kaip įtakoja praleidžiamą šviesos srautą. Bet židinio nuotolis, jis čia prie ko? Kaip gali priklausyti šviesos srautas nuo to, kokiu atstumu nuo apertūros yra sensorius ar foto juostelė?

Pasirodo viskas yra netgi labai logiška. Prisiminkim pinhole kamerą ir mintyse atlikime dar vieną eksperimentą. Fiksuokime atstumą ne nuo objekto iki kameros, bet nuo objekto iki sensoriaus. O apertūrą padarykim judamą. Panašiai taip kaip tai buvo daroma su judančiais objektyvais "sulankstomuose" fotoaparatuose fotografijos aušroje. Pastūmdykime ir mes savo "objektyvą" - plokštumą su apertūros skyle.

Diagramoje matyti apertūros pozicijos dviems skirtingiems židinio nuotoliams, formulėje žymimiems raide F. Ir jas atitinkantys šviesos srautai - mėlynas ir raudonas - nuo objekto paviršiaus, pažymėto raide O. Tikiuosi jau pastebėjot, kad pritraukus apertūrą arčiau projekcijos objekto plotas, nuo kurio surenkama šviesa į projekciją, padidėja. Vadinasi padidėja ir šviesos srautas į projekciją! T.y. surenkamos šviesos srautas atvirkščiai proporcingas židinio nuotoliui. Beje, tą patį - didesnį šviesos surinkimą - rezultatą būtų galima pasiekti praplatinus kairiąją apertūrą taip, kad mėlynasis šviesos srautas "nekliūtų" už apertūros kraštų. Štai taip mažesnis židinio ilgis virsta ekvivalenčiai didesniu apertūros pločiu. O formulė diagramos apačioje paaiškina formaliąją šio reikalo pusę - fiksavus atstumą nuo objekto iki projekcijos sensoriuje, surenkamas šviesos kiekis priklauso tik nuo f-skaičiaus.

Na ką - berods dabar tikrai jau viską apie apertūrą išsiaiškinom, ar ne?