Por que duas lentes com o mesmo número F fornecem uma quantidade diferente de luz?

Por que as duas lentes a seguir fornecem uma quantidade diferente de luz?

Nas duas imagens, fixamos a distância focal, a distância do objeto, ISO, velocidade do obturador e número F.

Provavelmente é a soma de alguns fatores.

Em primeiro lugar, embora você indique "o mesmo f-stop", é importante perceber que o fabricante afirmou que os valores de distância focal e abertura geralmente são arredondados e nem sempre da maneira que você esperaria. Pode ser que o Samyang seja f / 1.45 na realidade, não f / 1.4.

O próximo fator é a vinheta; as lentes de grande abertura são geralmente mais escuras nos cantos, devido ao fato de a pupila ser vista em ângulo e, portanto, ser parcialmente bloqueada (observe um tubo de rolo de papel higiênico de um ângulo e você verá menos luz passar) . Você está cortando a imagem de 50 mm e obtendo apenas o centro, sem a vinheta.

O terceiro fator é a parada em T (transmissão) da lente. O número de interfaces de vidro / ar e a qualidade dos revestimentos determinam quanta luz é refletida (e, portanto, desperdiçada) no caminho para o sensor. A ótica realmente cara do cinema Zeiss, por exemplo, possui um T-stop quase idêntico ao F-stop, ou seja, pouca luz é perdida. Eu não imagino que os revestimentos nas lentes Samyang, muito acessíveis, atendam esse padrão.

No entanto, olhando para a marca DXO, a transmissão da lente Samyang é classificada como T / 1.7 vs. T / 1.6 para a Canon. Isso leva em consideração as diferenças de abertura e a transmissão da lente (mas não as vinhetas). Isso prevê que a imagem da Samyang será mais escura, mas apenas em 0,1 pontos, o que é menor do que estamos vendo aqui.

Receio que no final a resposta possa ser que sua câmera esteja mentindo para você em relação à configuração ISO da lente da Canon. Tem sido amplamente divulgado que os sensores digitais não conseguem gravar todo o cone de luz de uma lente de grande abertura, a profundidade do poço corta a luz da borda da abertura, tornando a lente mais lenta.

Para ocultar esse efeito dos usuários, algumas câmeras demonstraram aumentar o valor ISO real para fornecer o brilho que você esperaria de uma lente f / 1.4. Dado que a lente Samyang é desconhecida para sua câmera, esse aumento oculto de ISO não está acontecendo, assim você obtém o f-stop real.

Parece uma teoria da conspiração, mas está bem documentada: http://www.dxomark.com/Reviews/F-stop-blues

Também há uma maneira simples de provar isso: refaça a foto de 50 mm com os pinos da lente gravados (ou a lente parcialmente desmontada) para que a câmera não saiba qual lente está sendo usada.

A resposta possível é a qualidade da lente, quantos óculos e o revestimento dos óculos na lente.

Na busca pela melhor imagem com as cores, contraste, nitidez e assim por diante corretos, os fabricantes colocam diferentes conjuntos de óculos nas lentes. E embora eles busquem a mais alta qualidade e passem a melhor imagem possível através de suas lentes, nem todos são capazes de fazê-lo, e a quantidade de luz perdida no caminho é uma das desvantagens.

A quantidade de luz coletada por uma lente não depende do número f, mas de algo chamado número T , que é equivalente ao número f para uma lente com transmissão de luz 100%. Apesar de ter a mesma abertura, suas duas lentes podem ser feitas usando revestimentos diferentes ou formas de vidro diferentes que afetarão a quantidade de luz que você pode coletar.

Embora eu ache que a resposta de Matt Grum seja a resposta correta, também é possível que a câmera não tenha usado a mesma abertura para as duas fotos. A maioria das lentes modernas usa uma abertura controlada eletronicamente que pode resultar em pequenos erros ao selecionar a abertura. Você pode ver esse efeito se tirar uma longa sequência de fotos por meio de um intervalômetro - haverá oscilações ocasionais na exposição aparente devido a pequenas variações na abertura. (E o problema ISO acima, a solução para a câmera Canon é desmontar ligeiramente a lente para que a abertura permaneça mecanicamente fixa.)

Claramente, existem inúmeros fatores em jogo.

Mas aqui está um grande problema. A primeira imagem é mais ampliada devido ao ângulo mais estreito; você teve que cortar o segundo para produzir a mesma cena que a primeira imagem que está na sua totalidade.

Como todo o resto é igual, o zoom (óptico) é mais escuro: você está coletando luz de uma área menor da cena e espalhando-a por mais pixels do detector (ou por mais grãos de filme).