Kysymys objektiivin valovoimasta

[Wappu]

Canonin G3-kamerassa on 4x zoomi, jonka valovoima mainoksen mukaan on jopa F/2.0.

Canonin 300D Kitin objektiivi on 18-55 mm eli vastannee suunnilleen G3:a. Objektiivin halkaisija on G3:een verrattuna tuplasti paksumpi, mutta silti sen valovoima on jotain F 4,5 luokkaa.

Kun molemmat kamerat asettaa rinnakkain kuvaamaan samaa kohtaa, 200 ISO ja aukoksi 4,0, G3 näyttää valotusajaksi 1/4 s. ja 300D näyttää 1 s.

Tästä ihmetys: miksi järjestelmäkameran ison objektiivin valovoima on näin paljon huonompi sekä lukujen että kokeilujen valossa? Tämähän merkitsee sitä, että huonossa valaistuksessa kannattaa kuvata mieluummin G3:lla kuin 300D:llä (sillä F/2 valovoimaan yltävä putki maksaa jo kameran hinnan).

[tareone]

Kun molemmat kamerat asettaa rinnakkain kuvaamaan samaa kohtaa, 200 ISO ja aukoksi 4,0, G3 näyttää valotusajaksi 1/4 s. ja 300D näyttää 1 s.

Ei se nyt noin yksinkertaista ole. Vertaa molempien kuvien kohinaa: G3 kohisee huomattavasti ISO 200:lla, mutta 300D:llä voit nostaa ISO arvoa 400, ilman että kohina häiritsisi. ISO arvon nostolla saat pienemmän suljinajan.

Totta on, että valovoimaiset objektiivit maksaa paitsi 50mm/1.8, joka irtoaa 100 eurolla.

[euka]

Tästä ihmetys: miksi järjestelmäkameran ison objektiivin valovoima on näin paljon huonompi sekä lukujen että kokeilujen valossa? Tämähän merkitsee sitä, että huonossa valaistuksessa kannattaa kuvata mieluummin G3:lla kuin 300D:llä (sillä F/2 valovoimaan yltävä putki maksaa jo kameran hinnan).

Kennon fyysinen koko jolle kuva piirretään on eri. Saahan siihen valovoimaisiakin putkia, mutta 50mm ulkopuolella ne maksaa jonkin verran.

[Wappu]

Ei se nyt noin yksinkertaista ole. Vertaa molempien kuvien kohinaa: G3 kohisee huomattavasti ISO 200:lla, mutta 300D:llä voit nostaa ISO arvoa 400, ilman että kohina häiritsisi. ISO arvon nostolla saat pienemmän suljinajan.

Kennon herkkyys onkin sitten eri juttu, toki 300D kohisee paljon vähemmän kun kenno on isompi. Mutta kyse oli objektiivin valovoimasta, ja siihen kenno ei vaikuta. Vertailu kahden kameran välillä oli tehty vain varmistamaan, että objektiivien ero näkyi myös käytännössä.

[adapteri]

Jos molemmat objektiivit ovat samalla aukolla, molemmissa kameroissa on sama ISO-asetus ja molemmat kamerat on kohdistettu samaan kohteeseen, pitäisi valotusajankin olla molemmissa sama. Dpreview joskus mainitsee, että jonkun kameran ISO 100 vastaa toisen kameran ISO 64:ää, mutta ei siinä pitäisi olla kuin 1/3 aukon ero. Tietysti zoomin asento voi vaikuttaa siten, että molempien kameroiden kuva ei kata täsmälleen samaa aluetta. Tuota testi ei oikein voi tehdä suurimmalla aukolla, kun se aukko saattaa zoomatessa muuttua portaattomasti ja aukon näyttö hyppää portaan kerrallaan.

Jos testasit kamerat niin, että molemmissa oli ISO 200 ja aukko 4, valotus olisi pitänyt olla sama. ISO-luku määritellään siten, että näin pitäisi olla.

[M.B.]

Kun molemmat kamerat asettaa rinnakkain kuvaamaan samaa kohtaa, 200 ISO ja aukoksi 4,0, G3 näyttää valotusajaksi 1/4 s. ja 300D näyttää 1 s.

Vertasit siis kameroiden valotusmittareiden toimintaa etkä todellista herkkyyttä ja valovoimaa. Kameroiden ilmoittamat valotusarvoit voivat myös olla aika suuripiirteisesti pyöristettyjä.

Jos haluat verrata herkkyyksiä, pitäisi valotusta säätää, kunnes kummastakin saadaan samalla tavoin valottunut kuva. En minä ainakaan keksi tähän helpompaa ratkaisua.

[Wappu]

Jos haluat verrata herkkyyksiä, pitäisi valotusta säätää, kunnes kummastakin saadaan samalla tavoin valottunut kuva. En minä ainakaan keksi tähän helpompaa ratkaisua.

Öh, en minä alunperin halunnut verrata mitään, ihmettelin vain miksi 300D:n objektiivin valovoima on speksien mukaan F3.5-F5.6 kun paljon pienemmässä G3:ssa se on F2.0-3.0.

Ja toiseen vastaukseen viitaten: eikö F-arvojen eron huomioiden ole luonnollista, että 300D käyttää samalla ISO-luvulla samasta kohteesta pidempää valotusaikaa kuin G3?

[laite]

Ja toiseen vastaukseen viitaten: eikö F-arvojen eron huomioiden ole luonnollista, että 300D käyttää samalla ISO-luvulla samasta kohteesta pidempää valotusaikaa kuin G3?

Kyllä se ero silloin vaikuttaa jos esim toisella aukkona on 2.0 ja toisella 3.5. kun molemmissa on aukon arvoksi asetettu vaikka tuo 4.0 niin silloin tuo ero tulee luultavimmin siitä, että valotusautomatiikka painottaa eri kuva-alan kohtia eri tavalla ja valotus mitataan siitä. pistä molemmat kamerat rinnakkain ja aseta manuaalitilassa valotusajat ja aukot samoiksi ja ota kuva vaikka valkoisesta paperista. jos kaikki arvot ovat samat (iso, f-luku, valotusaika), niin lopputuloksenkin pitäisi näyttää suurinpiirtein samalta.

[olli R]

Canonin G3-kamerassa on 4x zoomi, jonka valovoima mainoksen mukaan on jopa F/2.0.
Canonin 300D Kitin objektiivi on 18-55 mm eli vastannee suunnilleen G3:a. Objektiivin halkaisija on G3:een verrattuna tuplasti paksumpi, mutta silti sen valovoima on jotain F 4,5 luokkaa.

Tuohon nyt on useita syitä.
G3:n todellinen polttoväli on 7-28 mm. Valovoimahan on objektiivin tehollisen polttovälin suhde valonläpimenoaukon halkaisijaan. Joten G3:ssa riittää viisi kertaa pienempi aukon halkaisija samaan valovoimaan.

Pienen kennon takia kuvaympyrän koko voi olla kolme kertaa pienempi. Lisäksi järkkärin objektiivin pitää olla viety vähintään peilin koon etäisyydelle kennosta.

Käytännön lopputulos on, että objektiivi on reippaasti isompi ja saman valovoimaan tarvitaan huomattavasti suuremmat linssit ja objektiivin rakentaminen tulee hankalammaksi.

Kun molemmat kamerat asettaa rinnakkain kuvaamaan samaa kohtaa, 200 ISO ja aukoksi 4,0, G3 näyttää valotusajaksi 1/4 s. ja 300D näyttää 1 s.

Aika mielenkiintoista. Ilmeisesti siis Av-tilassa. Millä mittaustavalla, mikä on polttoväli, eihän kamera yritä käyttää salamaa? Onko kohde tasainen valopinta?

Itse mittasin juuri G2:lla ja 300D:llä tasaista valkoista seinää 100 mm polttoväliä vastaavalla kuvakulmalla kokeillen ISO100 ja ISO200 asetuksia sekä aukkoja 5,6 ja 8,0. G2 antoi esim arvon. 1/5 sek ja 300D arvon 1/4 sek. Sama suhde toistui eri aukoilla ja herkkyyksillä. Eli ei kovin huomattavaa eroa kuitenkaan.

Valovoima on siis objektiivin maksimiaukko. Jos aukko on säädetty samaksi molemmissa, niin periaatteessa kennolle tulee saman verran valoa. Pieniä eroja tulee eri kameroiden välillä, mutta kyllä nuo herkkyydet pyritään säätämään samanlaisiksi. Muunmuassa salaman mittaus erillisellä valotusmittarilla perustuu tuohon.

[olli R]

eikö F-arvojen eron huomioiden ole luonnollista, että 300D käyttää samalla ISO-luvulla samasta kohteesta pidempää valotusaikaa kuin G3?

Sanon vielä uudestaan, jotta asia korostuisi. Valovoimana käytetty F-arvo on siis suurin objektiivissa käytettävissä oleva aukko. Samalla aukolla on saman verran 'valovoimaa'. Ei tuo luku sen mysteerisempi asia ole.

[Wappu]

Sanon vielä uudestaan, jotta asia korostuisi. Valovoimana käytetty F-arvo on siis suurin objektiivissa käytettävissä oleva aukko. Samalla aukolla on saman verran 'valovoimaa'. Ei tuo luku sen mysteerisempi asia ole.

Kiitos selvennyksestä, on tämä silti vähän mystistä :-)

Jos F-arvo on vain suurin aukko, niin F 2 ja pienempiä arvoja käyttävät objektiivit sitten ovat niin kalliita? Aukkoa luulisi olevan helppo suurentaa, mutta vaativatko isot aukot myös enemmän objektiivin linsseiltä (jotta kuvan laatu säilyy myös reunoilla)?

Luulisi, että monilinssiset ja pitkät teleobjektiivit päästävät läpi vähemmän valoa kuin lyhyt, yksinkertaiset objektiivit. Eikö tämän "valonläpäisykyvyn" ilmoittamiseen tarvita mitään lukua?

Kokeeni 300D:llä ja G3:lla oli pikainen ja epätieteellinen. Objektiivien kuvaama ala ei ole täysin sama, joten valotusaikojen erot ovat luonnollisia - tosin ero tuntui siitä huolimatta aika suurelta.

[olli R]

Aukkoa luulisi olevan helppo suurentaa, mutta vaativatko isot aukot myös enemmän objektiivin linsseiltä (jotta kuvan laatu säilyy myös reunoilla)?

Näin juuri. Toisaalta laatu heikkenee kuvan reunoilla ja toisaalta linssin reuna-alueilta tulee helpommin kuviin terävyys- ja värivirheitä muuallekin kuvaan.

Aukon f-luvuksi kutsuttu mittayksikkö on suhdeluku:

Koodi: Valitse kaikki

Polttoväli / (Etulinssin tehollisen aukon todellinen läpimitta)

F-luvun yleinen merkintätapa f/2.0 viittaa juuri tähän. F on lyhennys polttovälistä (focal length).

Etulinssin (ja muidenkin) koko pinta-alaa ei välttämättä käytetä hyväksi, koska reuna-alueilla alkaa esiintyä väri- ja taittovirheitä. Alaa voidaan rajoittaa samalla rengasmaisella aukolla kuin kuvauksen aukkoakin.

Esim, jos meillä on 50 mm objektiivi, jossa etulinssissä käytetään 25 mm läpimittaista alaa niin valovoima on 50/25 = 2.0. Jos aukko rajataan vaikkapa 8.0:aan, niin etulinssistä käytetäänkin enää 50/8 = 6.25 mm läpimittaista alaa.

Tästä voi jo päätellä, että teleputkeen suuremman aukon tekeminen vaatii ainakin suurempaa etulinssiä.

Tuo maksimiaukon suurentaminen vaatii, että linssejä suurennetaan. Se taas paksuntaa linssejä, joka tekee vaikeammaksi rakentaa niistä hyvin toimivia yhdistelmiä sekä lisää objektiivin painoa ja kokoa.

Lasilinsseillä tehdyllä aukolla on myös maksimi: n. 0.7 parempaa aukkoa alkaa olla mahdoton tehdä. Linssin paksuus alkaa kasvaa polttovälin suuruiseksi, eikä kuvaa saada enää 'lasista ulos'.

Laajakulmissa ongelmaksi tuleekin tuo pieni polttoväli. Suuren aukon tuottaminen, niin että kuva säilyy kohtuullisen virheettömänä, vaatii niihinkin mielenkiintoisia ratkaisuja. Kinokoon linsseissä tuohon 50 mm kohdalle saadaan helpoiten valovoimaisia objektiivejä.

Luulisi, että monilinssiset ja pitkät teleobjektiivit päästävät läpi vähemmän valoa kuin lyhyt, yksinkertaiset objektiivit. Eikö tämän "valonläpäisykyvyn" ilmoittamiseen tarvita mitään lukua?

Hyvä lasi läpäisee varsin paljon valoa. Useimmiten noita puutteita tulee enemmänkin terävyydessä, mutta joskus puhutaan, että objektiivi esim. tekee kuvaan sävytystä tai pimentää kuvan reunoja. Näitä ei kuitenkaan mitata maksimiaukolla. Suurivalovoimainenkin objektiivi voi olla huono näissä muissa asioissa.

Koetapa vaikka G5:llä ottaa kuva suurimmalla laajakulmalla ja aukolla tasaisesti valaistusta pinnasta. Katso mitä tapahtuu kuvan nurkkien valoisuudelle. Ainakin omassa G2:ssani tuo on silminnähtävää. Tosin sama ilmiö on kyllä EF-S 18-55:ssakin.

[laite]

Aukon f-luvuksi kutsuttu mittayksikkö on suhdeluku:

Koodi: Valitse kaikki

Polttoväli / (Etulinssin tehollisen aukon todellinen läpimitta)

Hmmm... mun käsittääkseni tuolla etulinssin halkaisijalla ei ole mitään tekemistä tuon f-luvun kanssa vaan tuolla aukolla tarkoitetaan sitä reikää minkä kokoa säädetään niillä "lehdillä". omien tietojeni mukaan tuo f-luku tarkoittaa nimenomaan aukon kokoa suhteutettuna polttoväliin.

aukon fyysinen halkaisija = polttoväli / f-luku

voinhan tietysti olla väärässäkin, joten saa korjata.

edit: no eihän tossa puhuttu tuosta etulinssin halkaisijasta vaan aukon todellisesta läpimitasta. epäselvästi kuitenkin ilmaistu imho.

[olli R]

edit: no eihän tossa puhuttu tuosta etulinssin halkaisijasta vaan aukon todellisesta läpimitasta. epäselvästi kuitenkin ilmaistu imho.

Joo, onhan se hankalasti sanottu. Siis kyseessä on se reikä, mistä systeemiin pääsee valoa. Eli ei mitata sitä reikää, mikä siellä objektiivin sisällä on niiden lehtien muodostamana, vaan sitä aukkoa, minkä se muodostaa etulinssille. Linssijärjestelmä kokoaa sitä sisään pääsevää valokimppua ja siksi se menee pienemmästä reiastä siellä todellisessa aukon säätimessä. Mutta aukko mitataan, ikään kuin se reiän säätö olisi etulinssin tasossa.

Ajatellaan vaikka sitä EF-S 18-55 3.5-5.6:tta. Miksi tuo aukkoarvo muuttuu zoomatessa? Polttovälikin muuttuu, joten varmaan siitä riippuva suhdelukukin muuttuu.
Miksi aukko ei kolminkertaistu vaikka polttoväli kolminkertaistuu? Koska optiikka muuttaa samalla myös sitä aukon kuvaa etulinssillä.

Maksimiaukon läpimitta on laajakulmapäässä 18mm ja f/3.5 -arvoilla 5.1 mm.
Telepäässä 55 mm ja f/5.6 -arvoilla 9,8 mm.
Eli fyysinen aukko etulinssillä suurenee telepäässä.

Jos otat tuon objektiivin käteesi irralleen, avaat molemmat suojakannet, pyörität zoomia ja katsot etulasista sisään, niin näet tuon etulinssin reiän muuttumisen. Näkyvät reiät vastaavat aika hyvin noita 5 ja 10 mm.

Katsot taas linssin takaa sisään, niin näet kuinka aukko näyttää todellakin pienentyvän telepäätä kohden. Eli kameran saama valomäärä vähenee.

Kuitenkin se todellinen aukkoreikä pysyy samankokoisena.

Koko f-luvun käsite on aika kiero. Jollakin on todellakin välähtänyt kun on ottanut sen käyttöön. Näin saadaan valon määrää mitattua yhtenevillä yksiköillä riiippumatta käytetystä objektiivista. Monet asiat valokuvauksessa olisivat huomattavasti vaikeampia, jos pitäisi puhua vain aukon todellisesta läpimitasta.

[rontti]

Lähempänä se himmentimen aukon halkaisija on oikeaa lukua. Himmentimen takanakin kun on linssejä, jotka (symmetrisen rakenteen tapauksessa) hajottavat valoa sen minkä etulinssi kokoaa. Peruslinssille, joka on symmetrinen (samanlaiset linssit etu- ja takapuolella), himmenninaukko on se reikä. Muilla sitten pupillisuurennus (reiän näennäisten kokojen suhde edestä ja takaa katsottuna) vaikuttaa, mutta ero ei koskaan liene mahdottoman suuri ihan erikoisia linssirakenteita lukuunottamatta. Käytännössä himmenninaukko on hyvä mitta, tosin sen kokoa ei tiedä ellei pura linssiä....

Etulinssin koko on tietenkin yks hailee; ei sillä ole asian kanssa sen enempää tekemistä kuin takalinssilläkään. Ajatellaanpa vaikkapa tilannetta, jossa objektiiviin lisätään taakse telejatke. Etulinssi ei muutu mihinkään, mutta valovoima putoaa kaksi aukkoa (2x jatkeella). Pupillisuurennus vain muuttuu, takaa katsottuna reiän koko putoaa puoleen.

[OskuK]

Etulinssin koko on tietenkin yks hailee; ei sillä ole asian kanssa sen enempää tekemistä kuin takalinssilläkään. Ajatellaanpa vaikkapa tilannetta, jossa objektiiviin lisätään taakse telejatke. Etulinssi ei muutu mihinkään, mutta valovoima putoaa kaksi aukkoa (2x jatkeella). Pupillisuurennus vain muuttuu, takaa katsottuna reiän koko putoaa puoleen.

Tietenkään tuo etulinsiijuttu ei pidä useinkaan paikkaansa, mutta on yksi nyrkkisääntö muiden joukossa.
Jos wanha sanonta; polttoväli jaettuna etulinsiin halkaisijalla olisi se juttu, niin toki tämä telejatke myös kaksinkertaistaa polttovälin, mistä aletaan laskea ;-)

Sitäpaitsi jos etulinssi nimenomaan olisi yksi hailee, valovoimaiset telet tuskin olisivat perunanuijan näköisiä...

[Gillis]

Oletko verrannut tuloksen histogrammia?

järkkärin ja pokkarin mittaus eroaa reilusti. testaile eri mittausmoodeilla jne.

[olli R]

Lähempänä se himmentimen aukon halkaisija on oikeaa lukua. Himmentimen takanakin kun on linssejä, jotka (symmetrisen rakenteen tapauksessa) hajottavat valoa sen minkä etulinssi kokoaa.

Kameran objektiivihän korvaa periaatteessa yhtä ideaalista kuperaa linssiä.

Jos ajattelet yhtä linssiä ja himmennintä sen takana, miten mahtaa himmentimen sijainti siinä linssin ja polttopisteen välissä vaikuttaa aukkoon, vaikka himmentimen aukon koko pysyy samana.

[rontti]

OskuK;
hyvä pointti!

olli R;
Himmennintä ei yhden linssin/linssiyhdistelmän tapauksessa voi sijoitella minne vain vinjetoinnin takia; käytännössä ainoa paikka on niin lähellä kuin koskettamatta voi olla.

Etulinssistä yksi esimerkki; tavallisimpia ison koon laajakulmia Schneiderin Angulon 90 mm; etulinssi on 66 mm halkaisijaltaan. Sen mukaan valovoima olisi 90/66 noin 1,4. On kuitenkin vain 5,6. Nyrkkisääntö vie 4 aukkoa pieleen (no, nyrkissähän tosin olisi 5 sormea...) Muita vastaavia löytynee kasapäin, jos laajakantteja tarkastellaan: Sigman 14 mm etulinssi on 72 mm halkaisijaltaan. Olis muuten valovoimaa, 0,2 paikkeilla! Ikävää, että käytännössä sitä on 7-8 aukkoa vähemmän, nyrkki ei riitä (no, onhan niitä kaksi...) Pitkissä nyrkkisääntö on varmaankin aika toimiva, ei siinä mitään.

[olli R]

Äh,,,

Kyllä, etulinssin halkaisija ei vaikuta, kunhan se on isompi kuin se aukon todellinen koko.

Mutta se mitä yritän sanoa on, että loppujen lopuksi kysymys on siitä reiästä mistä saadaan valoa sisään objektiiviin ja kameraan. Jos sen reiän edessä on suurelta alalta valoa keräävää optiikkaa, niin se reiän tehollinen koko muuttuu.

Juuri nuo mielettömän pitkät valovoimaiset telet ovat hyvä esimerkki. Niissä voi laskea että tehollisen aukon koko on isompi kuin kameran bajonetin läpimitta (vaikkapa EF 600/4L). Jos kerran vain himmentimen aukon läpimitta ratkaisee, niin mitenkäs kun filmille menevä reikä on himmennintä pienempi?

Kun katsotaan tuon 600/4:n speksejä, niin sen suurin paksuus on 17 cm. Minkälaisella tekniikalla rakennetaan 15 cm maksimiaukon himmennin 17 cm putkeen?