Fotografia od A do Z: Otwór względny obiektywu

Otwór względny obiektywu (światłosiła) – stosunek czynnej źrenicy wejściowej obiektywu do jego odległości ogniskowej. Parametr ten informuje o tym, w jak dużym stopniu obiektyw może przepuszczać światło do wnętrza aparatu fotograficznego.

Podczas używania obiektywów o różnych ogniskowych taki sam otwór względny pozwala użyć identycznego czasu naświetlania (zakładając ustawienie czułości na tę samą wartość).

Wartość otworu względnego zapisywana jest w formie S:O, gdzie S to średnica czynna obiektywu, natomiast O to jego ogniskowa. Na przykład obiektyw o ogniskowej 50 mm i średnicy wejściowej 25 mm, charakteryzuje się otworem względnym 25:50, czyli 1:2.

Panasonic Lumix G 1:2.5/14 ASPH

Największa dostępna wartość otworu względnego w danym obiektywie jest nazywana jego jasnością. Możliwe jest zmniejszanie wartości otworu względnego za pomocą mechanizmu przysłony, o ile dana konstrukcja optyczna jest w nią wyposażona.

• Czym różni się pojęcie otworu względnego od przysłony?

Otwór względny jest wielkością charakteryzującą każdy obiektyw, nawet jeśli nie jest wyposażony w przysłonę. Natomiast przysłona jest mechanizmem, który pozwala zmienić wielkość otworu względnego w obiektywie na mniejszy i posiada najczęściej pewien zakres wartości.

• Dlaczego używa się wartości względnej otworu obiektywu (wyrażanej ułamkiem), a nie bezwzględnej, wyrażonej w milimetrach?

Z fotometrycznego prawa odległości wynika, że natężenie światła jest odwrotnie proporcjonalne do kwadratu odległości pomiędzy źródłem światła (układem soczewek), a punktem, na który pada – płaszczyzną obrazową w postaci filmu lub matrycy. Dlatego zmiana ogniskowej w obiektywie, przy zachowaniu tej samej średnicy otworu wejściowego, powoduje proporcjonalną zmianę natężenia światła. Dzięki wartości względnej otworu obiektywu, obiektywy o różnych ogniskowych można w łatwy i przejrzysty sposób porównywać pod względem ich światłosiły.

W niektórych obiektywach zmiennoogniskowych o prostszej konstrukcji można zauważyć, jak zmienia się wartość otworu względnego wraz ze zmianą ogniskowej. Np. w obiektywie Panasonic Lumix G Vario zakresowi ogniskowych 14 do 42 odpowiadają wartości otworu względnego 3.5 do 5.6.

Dwa obiektywy o otworze względnym 1:2. W przypadku teleobiektywu Nikkor AF-S 200 mm 1:2 G II ED fizyczna średnica obiektywu wynosi 100 mm, natomiast w szerokokątnym Sony Carl Zeiss Distagon T* 24 mm f/2 ZA SSM jest to zaledwie 12 mm.

Warto pamiętać, że wartość efektywna otworu względnego jest uzależniona również od odległości, w jakiej znajduje się fotografowany obiekt. Właściwa ogniskowa obiektywu odpowiada ustawieniu ostrości na nieskończoność. Przy ostrzeniu na bliżej znajdujące się obiekty mamy natomiast do czynienia z ogniskową przedmiotową, której wartość jest tym większa, im mniejsza jest odległość obiektu. W rezultacie, wraz ze wzrostem efektywnej ogniskowej, zmniejsza się odpowiednio wartość otworu względnego. Zjawisko to jest stosunkowo słabo widoczne w standardowej fotografii, jednak bardzo silnie uwidacznia się podczas wykonywania zdjęć makro.

Dla opisywania wartości otworu względnego powszechnie przyjęło się stosowanie kolejnych potęg pierwiastka z dwóch. Wynika to z faktu, że zmniejszenie ilości światła o połowę, czyli 1 EV, wymaga zmniejszenia powierzchni czynnego otworu za pomocą przysłony również o połowę. Ze wzoru na powierzchnię koła wynika, że po dwukrotnym zmniejszeniu pola, średnica ulega redukcji właśnie o pierwiastek z dwóch, czyli około 1,4. W efekcie otrzymujemy ciąg zaokrąglonych wartości: 1, 1,4, 2, 2,8, 4, 5,6, 8, 11, 16, 22, z których każda oznacza dwukrotne zmniejszenie powierzchni otworu roboczego w stosunku do poprzedniej. Umożliwia to łatwe i adekwatne dobieranie parametrów ekspozycji. Dla większej precyzji stosowane są również pośrednie wartości odpowiadające zmianom 1/3 i 2/3 EV.

Największy możliwy teoretycznie do uzyskania otwór względny wynosi 1:0,5. W praktyce jednak największym osiągnięciem pod tym względem jest obiektyw Carl Zeiss Planar 50 mm 1:0,7.