Pequena diferença de abertura - Uma grande diferença?

Pensei um segundo por segundo sobre fazer essa pergunta, porque já fiz uma pergunta muito semelhante aqui, mas então decidi continuar e torná-la a mais diferente possível.

Entendo que a luz que entra na câmera é diretamente proporcional à raiz quadrada da abertura. A abertura máxima que posso obter na minha Fujifilm Finepix S2980 é f / 3.2. Ainda não estou obtendo desempenho satisfatório em condições de pouca luz (não quero usar um flash). Alguns amigos me sugeriram que eu deveria comprar uma câmera (talvez algo como uma DSLR) com um sensor melhor e uma lente f / 1.8 ou f / 1.4. duas vezes antes de pular por causa do alto fator de custo associado a essas câmeras e lentes.

A primeira pergunta que preciso abordar é se uma lente com abertura f / 1.4 ou f / 1.8 tem desempenho consideravelmente melhor que a lente af / 3.2 (vamos assumir as mesmas velocidades do obturador) em condições de pouca luz. / 1,8 nem com lente f / 1.4 antes. Gostaria de ver suas sugestões com base em experiências da vida real.

Nota: A Fujifilm Finepix S2980 é uma câmera de apontar e disparar com zoom óptico de 18x com resolução máxima de 14MP e algumas opções úteis de Detecção de rosto, Foco automático e Estabilização de imagem.

A abertura afeta a exposição porque é a área da abertura no diafragma que deixa a luz passar. Em f / 2.8, a área da abertura é duas vezes maior que em f / 4. Podemos verificar isso calculando o diâmetro e a área reais da abertura para qualquer lente. Vamos usar uma lente de 50 mm, 100 mm e 300 mm como exemplo.

A tabela abaixo mostra o diâmetro das aberturas de cada lente em várias configurações:

Lens  | f/1.4    | f/2     | f/2.8    | f/4
===============================================
50mm  | 35.71mm  | 25mm    | 17.85mm  | 12.5mm
100mm | 71.23mm  | 35.71mm | 25mm     | 17.85mm
300mm | 214.29mm | 150mm   | 107.14mm | 75mm

Como você pode ver na tabela acima, o diâmetro aumenta para qualquer abertura dada à medida que a distância focal aumenta. O diâmetro não conta realmente a história da exposição. Se calcularmos a área da abertura para cada uma dessas lentes (área = πr ^ 2):

Lens  | f/1.4     | f/2       | f/2.8    | f/4  
====================================================
50mm  | 1002mm^2  | 491mm^2   | 250mm^2  | 122.7mm^2
100mm | 4007mm^2  | 1963mm^2  | 1002mm^2 | 491mm^2
300mm | 36064mm^2 | 17671mm^2 | 9016mm^2 | 4417mm^2

Acho que ver as diferenças em termos de área ajuda a demonstrar por que uma pequena diferença no número de abertura significa uma grande diferença na exposição. Acho que também demonstra por que lentes longas com aberturas rápidas são capazes de captar muito mais luz do que lentes curtas / amplas com aberturas rápidas.

Nas áreas acima, você pode ver que qualquer uma das lentes, 50 mm, 100 mm ou 300 mm, reunirá cerca de quatro vezes mais luz em f / 1.4 do que em f / 2.8. O mesmo seria verdade para uma lente f / 1.8 vs. uma lente f / 3.5 ... uma diferença quatro vezes maior na luz. Em termos de capacidade de captação de luz, uma lente rápida f / 1.4 ou f / 1.8 será realmente melhor do que uma lente f / 3.5. Mas isso é apenas falar sobre exposição.

Quanto maior a abertura, maior a probabilidade de você encontrar aberrações ópticas, que podem potencialmente degradar a qualidade da imagem além do que uma abertura f / 3.5. Você também deve considerar os requisitos de profundidade de campo ... aberturas mais estreitas aumentam a profundidade de campo, enquanto aberturas muito amplas a tornam mais fina. O desempenho de uma lente não se baseia apenas na largura da abertura. A abertura máxima simplesmente limita sua capacidade de fotografar sem muito ruído com pouca luz.

De 3,2 a 1,8 é um pouco mais de 3 vezes a quantidade de luz - sim, faz a diferença. Se você ainda deseja algo que seja uma câmera de bolso, mas com ótima qualidade, observe o Sony RX100 ( leia aqui ).

A Fuji que você possui possui um sensor muito pequeno, que limitará o desempenho ISO com pouca luz. O RX100 possui um sensor 4 vezes maior que o seu Fuji. Não apenas o desempenho ISO mais alto da RX100 é muito melhor que o seu Fuji, a lente é f / 1.8 - assim você aumentará a capacidade de capturar imagens com pouca luz de duas maneiras.

A abertura é medida como uma razão entre a distância focal e o diâmetro da íris e cada parada deixa o dobro da luz que a anterior, portanto, sim, uma pequena diferença numérica pode fazer uma grande diferença.

Aqui está um exemplo com números redondos: F / 2.8 é uma parada sobre F / 2, que é uma parada sobre F / 1.4. Assim, o F / 2 deixa o dobro da luz que o F / 2.8 e o F / 1.4 deixa o dobro do que o F / 2, então QUATRO vezes o F / 2.8.

Agora você pode encontrar lentes F / 2 brilhantes ou melhores em uma câmera compacta e também em DSLRs. As DSLRs, no entanto, possuem sensores muito maiores, portanto, usam lentes mais longas. Como a abertura é uma proporção, uma lente F / 2 em uma DSLR possui uma abertura muito maior do que uma lente F / 2 em uma câmera compacta.