A velocidade da lente ainda aumenta significativamente quando a abertura física é maior que o tamanho do sensor?

Esta pergunta me veio esta manhã, pensando em lentes de 50mm. Eu tenho a Pentax 50mm f / 1.7 (manual) e é uma lente muito boa, mas seria considerada (relativamente) lenta em filmes de 35mm, e muitas recomendações seriam para uma 50mm f / 1.4.

No entanto, ao fazer as contas, o diâmetro da abertura f / 1.7 é 29,4 mm, maior que o tamanho diagonal de um sensor APS-C - o que significa efetivamente que nenhuma parte do sensor está "oculta" pela abertura. Então, a pergunta é: isso realmente tem algum significado ou a lente f / 1.4 ainda será claramente mais rápida para o APS-C?

f1.4 será sempre 2/3rds paradas mais rápido que f1.8.

O diâmetro não tem nada a ver com o fato de parte do sensor estar oculto ou não. Essa é uma medida separada, conhecida como vinheta, e não o nível de luz do círculo da imagem. O nível de luz / brilho do círculo da imagem é diretamente afetado pela abertura do design da lente.

A lente FF significa simplesmente que o círculo da imagem foi projetado para cobrir um sensor de quadro completo (que pode ser filme). Usá-lo em um APS-C estará usando a parte interna do círculo da imagem.

Uma lente APS-C da mesma distância focal e velocidade poderia ter sido criada em um tamanho menor; o círculo da imagem não precisa ser tão grande, mas a lente precisaria ser redesenhada.

Além disso, observe que a Pentax 50mm f1.7 (se é isso que você tem) geralmente é considerada mais nítida e / ou mais contrastante que a Pentax 50mm f1.4 em aberturas comuns até f2.8 ou mais.

As vantagens da Pentax 50mm f1.4 incluem um terço de f-stop mais rápido e lâminas de abertura mais arredondadas para um bokeh de destaque mais redondo apenas quando parado. Pode ou não ter um bokeh "melhor" e mais suave, pois isso não é simplesmente uma função das lâminas de abertura e não vi outras comparações.

A abertura máxima não tem nada a ver com o tamanho do sensor.

A lente possui um tamanho máximo de sensor com o qual pode ser usada, mas isso ocorre porque outros elementos limitam o círculo da imagem, como o tamanho da lente frontal. (Uma lente olho de peixe pode até ter um círculo de imagem menor que o sensor, deixando os cantos em preto.)

A lente 1.8 não é tão lenta. Uma lente zoom no mesmo segmento de preço é cerca de duas paradas mais lenta e não é considerada inutilizável. O 1.4 é mais rápido, por isso é apenas uma pergunta sobre o que você precisa.

O tamanho do sensor realmente afeta a profundidade de campo?

A imagem em tamanho cheio teria uma profundidade de campo mais rasa, pois para obter o mesmo enquadramento, você pode estar mais próximo do assunto, com uma distância de foco mais curta e, portanto, profundidade de campo mais rasa.

A quantidade de bokeh na imagem seria a mesma para a mesma distância de foco, tudo o que o sensor menor está fazendo é o corte. Se eu tirar uma foto e cortar no meio no Photoshop, não recebo mais bokeh.

O fato de as pessoas recomendarem o f / 1,4 sobre o f / 1,8 por motivos de velocidade não está relacionado ao tamanho do sensor. A lente f / 1,4 é simplesmente mais rápida que a f / 1,8 ( conforme discutido aqui ), independentemente do tamanho do sensor.

No entanto, um sensor menor resulta em uma maior profundidade de campo em uma determinada abertura. Por esse motivo, poderia fazer sentido recomendar uma lente de maior abertura para um sensor menor.

Como já foi dito, a lente f / 1.4 será sempre mais rápida que a lente f / 1.8. Acho que o exemplo mais simples que posso dar é imaginar, por exemplo, uma lente de 400mm f / 2.8. Isso teria uma abertura de cerca de 140 mm de diâmetro, pelo menos por minha conta. Isso é bem maior do que as SLR D de tela cheia.

Supondo que as duas lentes lançem círculos de luz pelo menos grandes o suficiente para cobrir todo o sensor, uma lente f / 1.4 será sempre mais rápida que uma lente f / 1.7 em quase meio ponto.

O tamanho da abertura não tem nada a ver com o tamanho do círculo da imagem que uma lente transmite. Os elementos de uma lente atrás do diafragma de abertura e o quanto eles dobram a luz permitida através da abertura são os que determinam o tamanho do círculo da imagem.

Considere este exemplo: Uma lente Canon EF 600 mm f / 4 L IS II possui uma pupila de entrada ( abertura efetiva ) com 150 mm de diâmetro. Os elementos traseiros da lente concentram essa luz em um círculo de imagem de 44 mm de diâmetro. Se você parar essa lente para f / 16, o tamanho da pupila de entrada será reduzido para 37,5 mm de diâmetro. No entanto, essa luz ainda é espalhada por um círculo de imagem de 44 mm pelos elementos traseiros da lente.

ƒ / 1.4 é mais brilhante que ƒ / 1.7 em aproximadamente ⅔ pontos. A equação para calcular a área de cada abertura da lente é:

50 mm ƒ / 1,7 fornece cerca de 679 mm² de área
50 mm ƒ / 1,4 fornece cerca de 1002 mm² de área

Isso não afeta o corte da imagem, apenas o volume do cone de luz de uma única fonte de luz (da qual toda a cena é preenchida). Pense nisso como o aumento do volume de cada cone de luz quanto maior a abertura. Quanto maior a abertura, mais fótons podem viajar através da lente e focalizar o sensor no mesmo ponto.

É por isso que uma abertura menor resultará em círculos menores de confusão (que não estão focados no plano do sensor). Não é a posição no meio de captura, mas a largura do cone de luz que muda de acordo com a abertura.