Fotoškola - 4.díl: Clona a vše kolem ní
3.4.2006, Roman Pihan, článek
Jeden z „tajemných“ dílů ve fotoaparátu je clona. I když její konstrukce není v principu složitá, panuje kolem ní spousta mýtů a pověr. A i když její pochopení vyžaduje trochu úsilí, není to naštěstí žádné šamanství.
Každý fotoaparát potřebuje nějakým způsobem regulovat množství světla, které dopadne na senzor. Říká se tomu řízení expozice a jeho zvládnutí je bezesporu jedním z klíčových faktorů na cestě ke kvalitní fotografii. Regulace množství světla se provádí dvěma prvky – clonou a expozičním časem. Třetí prvek – ISO citlivost – nereguluje ve skutečnosti množství světla dopadající na senzor, ale elektronicky nastavuje citlivost senzoru, čímž se na expozici také projeví.
Expoziční čas
Expoziční čas není těžké si představit. U fotoaparátů vybavených mechanickou závěrkou je to skutečně doba, jak dlouho je senzor závěrkou fyzicky odkryt, zatímco u většiny digitálních kompaktů je použita tzv. elektronická závěrka. Elektronická závěrka znamená, že žádná skutečná závěrka v přístroji není a expoziční čas je tak jen doba, jak dlouho se působení světla na senzor elektronicky „počítá“. U některých přístrojů se obě závěrky kombinují – do určitých expozičních časů se uplatní mechanická závěrka, zatímco ta elektronická pomáhá dosáhnout velmi krátké expoziční časy (např. 1/4000 sec) jenž jsou nerealizovatelné mechanicky.
Logaritmické vnímání oka
U expozice obecně nastává jedna komplikace, která se projeví bez výjimky u clony, expozičního času i ISO citlivosti. Lidské oko vnímá světlo logaritmicky což prakticky znamená, že pokud sestavíte stupnici subjektivně stejně odstupňovaných šedých, budou podíly nikoliv rozdíly jejich jasů stejné. Nejlépe vše ukáže příklad:
Z tohoto důvodu jsou logaritmicky uspořádány i hodnoty expozičních časů i ISO citlivosti. Sousední základní hodnoty jsou tak vždy odstupňovány 2x:
Nenechte se zmást tím, že fotoaparáty nabízejí i jiné hodnoty. Expoziční krok 2x je totiž poměrně hrubý a tak se mezi základní hodnoty vkládá buď jedna nebo i dvě mezihodnoty.
Clona
Nejzajímavějším prvkem expozice je clona. V principu se jedná o kruhový otvor ve středu objektivu, který reguluje množství světla objektivem procházející.
Clona je uvnitř objektivu tvořena kovovými lamelami, které se mohou zavírat a otvírat a vytvářejí přibližně kruhový otvor o průměru D.
Tajemství clony 1:
Množství světla procházející clonou je úměrné ploše otvoru, zatímco clona se udává jako průměr otvoru. Logaritmické vnímání světla platí pro clonu samozřejmě též, ale základní stupnice clonových čísel není řada hodnot 2x, nýbrž jen 1.4x. Zvětšíte-li totiž průměr clony 1.4x, vzroste plocha otvoru clony 2x (plocha otvoru = π/4 * pr ůměr2) a tím vzroste na dvojnásobek i množství světla.
Tím se vysvětluje „záhada“, že ke stejné expozici vedou např. tyto expoziční hodnoty:
Zvětšením průměru otvoru clony D na dvojnásobek se plocha a tím i množství světl a zečtyřnásobí.
Tajemství clony 2:
Množství světla, které dopadne na senzor, závisí na vzdálenosti clony od senzoru. Clonu si můžeme představit jako zdroj světla (otvor skutečně „září“) a čím dále je senzor od clony, tím více je světlo „ředěno“. A vzdálenost clony od senzoru je ohnisková vzdálenost objektivu f ! Jinými slovy – k určení kolik světla dopadne na senzor nestačí znát průměr clony, ale musíme znát obě veličiny – průměr clony i ohnisko objektivu.
Vzdálenost clony od senzoru, což je ohnisková vzdálenost objektivu (f), ovlivní množství světla které dopadne na senzor. Zdvojnásobením vzdálenost se 4x sníží množství světla.
Clonová čísla
V terénu není příliš praktické počítat při expozici s ohniskem objektivu. Proto se zavedli tzv. clonová čísla F, která z úvah ohniskovou vzdálenost vyřazují. Clonové číslo F je definováno jako:
Clonové číslo (např. 4) tak zajistí stejné množství světla které dopadne na senzor nezávisle na ohnisku objektivu. Na fotoaparátech tedy nenastavujete průměr clony ale právě clonová čísla. Nastavíte-li např. clonové číslo 4, fotoaparát sám spočítá nutný průměr clony podle aktuálního ohniska objektivu.
Často se proto setkáváme se zápisem clony ve tvaru např. f/4.5. f neznamená nic jiného, než ohniskovou vzdálenost a zápis f/4.5 tedy značí "poděl ohniskovou vzdálenost clonovým číslem a získáš průměr clony".
Světelnost
Světelnost neboli minimální clonové číslo objektivu udává, kolik světla je objektiv maximálně schopen dopravit na senzor. Má-li tak objektiv ohniskovou vzdálenost např. 200mm a světelnost f/4 znamená to, že je schopen otevřít svojí clonu maximálně na průměr 200 / 4 = 50 mm = 5 cm.
Tajemství clony 3:
V odstavci výše jsme do množství světla dopraveného objektivem na senzor zapracovali ohniskovou vzdálenost. Ohnisková vzdálenost je ale definovaná pouze při zaostření objektivu na nekonečno. Aby objektiv zaostřil na kratší vzdálenost, musí svojí ohniskovou vzdálenost prodloužit a tím ovlivní expozici! TTL měření fotoaparátů tuto skutečnost automaticky vykompenzuje a otevře clonu o trochu více. Není tak třeba se o to příliš starat. Kde se ale tento fakt nepříjemně projeví je, že narazí-li automatika na světelnost objektivu, bude zmíněný efekt kompenzovat prodlužováním expozičního času a tak muže hrozit rozhýbání snímku.
Tajemství clony 4:
Hodnota clony neovlivní pouze expozici, ale i hloubku ostrosti. Hloubka ostrosti je jednoduše řečeno rozsah vzdáleností, uvnitř kterých jsou objekty přijatelně ostré. Je výrazový m prvkem fotografa kterým zaměřuje pozornost diváka na to co považuje za důležité. Zavírání clony (zvyšování clonových čísel) hloubku ostrosti zvyšuje, zatímco otevírání clony (snižování clonových čísel) jí snižuje.
Ukázka vlivu clony na hloubku ostrosti. Clona je současně jediný prvek, který ovlivňuje hloubku ostrosti bez vlivu na kompozici. Jiný úhel teploměru vlevo je jen optický klam, ve skutečnosti jsou oba snímky kompozičně zcela totožné.
Závěr
Na rozdíl od expozičního času a ISO citlivosti je clona trochu komplikovanější a ovlivňuje více faktorů fotografie. Současně je sama ovlivňována ohniskem a vzdáleností na kterou je zaostřeno. Moderní TTL měření fotoaparátů většinu faktorů vykompenzuje a tak je nutné dostat pod kůži pouze nezvyklou stupnici clon (násobky 1.4x) a její vliv na hloubku ostrosti.
Expoziční čas
Expoziční čas není těžké si představit. U fotoaparátů vybavených mechanickou závěrkou je to skutečně doba, jak dlouho je senzor závěrkou fyzicky odkryt, zatímco u většiny digitálních kompaktů je použita tzv. elektronická závěrka. Elektronická závěrka znamená, že žádná skutečná závěrka v přístroji není a expoziční čas je tak jen doba, jak dlouho se působení světla na senzor elektronicky „počítá“. U některých přístrojů se obě závěrky kombinují – do určitých expozičních časů se uplatní mechanická závěrka, zatímco ta elektronická pomáhá dosáhnout velmi krátké expoziční časy (např. 1/4000 sec) jenž jsou nerealizovatelné mechanicky.
Logaritmické vnímání oka
U expozice obecně nastává jedna komplikace, která se projeví bez výjimky u clony, expozičního času i ISO citlivosti. Lidské oko vnímá světlo logaritmicky což prakticky znamená, že pokud sestavíte stupnici subjektivně stejně odstupňovaných šedých, budou podíly nikoliv rozdíly jejich jasů stejné. Nejlépe vše ukáže příklad:
Relativní jas |
1 |
0.5 (1/2) |
0.25 (1/4) |
0.125 (1/8) |
0.0625 (1/16) |
0.03125 (1/32) |
0.015625 (1/64) |
0.007812 (1/128) |
Subjektivně rovnoměrně odstupňované šedé vedou ke stejným podílům sousedních hodnot, nikoliv rozdílům.
Z tohoto důvodu jsou logaritmicky uspořádány i hodnoty expozičních časů i ISO citlivosti. Sousední základní hodnoty jsou tak vždy odstupňovány 2x:
Základní expoziční časy: 2, 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/15, 1/30, 1/60, 1/125, 1/250, 1/500, 1/1000 vteřiny
Základní ISO citlivosti: 50, 100, 200, 400, 800, 1600, 3200
Základní ISO citlivosti: 50, 100, 200, 400, 800, 1600, 3200
Nenechte se zmást tím, že fotoaparáty nabízejí i jiné hodnoty. Expoziční krok 2x je totiž poměrně hrubý a tak se mezi základní hodnoty vkládá buď jedna nebo i dvě mezihodnoty.
Clona
Nejzajímavějším prvkem expozice je clona. V principu se jedná o kruhový otvor ve středu objektivu, který reguluje množství světla objektivem procházející.
Clona je uvnitř objektivu tvořena kovovými lamelami, které se mohou zavírat a otvírat a vytvářejí přibližně kruhový otvor o průměru D.
Tajemství clony 1:
Množství světla procházející clonou je úměrné ploše otvoru, zatímco clona se udává jako průměr otvoru. Logaritmické vnímání světla platí pro clonu samozřejmě též, ale základní stupnice clonových čísel není řada hodnot 2x, nýbrž jen 1.4x. Zvětšíte-li totiž průměr clony 1.4x, vzroste plocha otvoru clony 2x (plocha otvoru = π/4 * pr ůměr2) a tím vzroste na dvojnásobek i množství světla.
Základní clonová čísla: 1.0, 1.4, 2.0, 2.8, 4.0, 5.6, 8, 11, 16, 22, 32, 45
otevřená clona <---------------------------------------------------> zavřená clona
otevřená clona <---------------------------------------------------> zavřená clona
Tím se vysvětluje „záhada“, že ke stejné expozici vedou např. tyto expoziční hodnoty:
- Čas 1/250 sec při clonovém čísle 8
- Čas 1/500 sec při clonovém čísle 5.6 (nikoliv 4 !!)
Zvětšením průměru otvoru clony D na dvojnásobek se plocha a tím i množství světl a zečtyřnásobí.
Tajemství clony 2:
Množství světla, které dopadne na senzor, závisí na vzdálenosti clony od senzoru. Clonu si můžeme představit jako zdroj světla (otvor skutečně „září“) a čím dále je senzor od clony, tím více je světlo „ředěno“. A vzdálenost clony od senzoru je ohnisková vzdálenost objektivu f ! Jinými slovy – k určení kolik světla dopadne na senzor nestačí znát průměr clony, ale musíme znát obě veličiny – průměr clony i ohnisko objektivu.
Vzdálenost clony od senzoru, což je ohnisková vzdálenost objektivu (f), ovlivní množství světla které dopadne na senzor. Zdvojnásobením vzdálenost se 4x sníží množství světla.
V terénu není příliš praktické počítat při expozici s ohniskem objektivu. Proto se zavedli tzv. clonová čísla F, která z úvah ohniskovou vzdálenost vyřazují. Clonové číslo F je definováno jako:
F = Ohnisková vzdálenost objektivu v mm / Průměr clony v mm
Clonové číslo (např. 4) tak zajistí stejné množství světla které dopadne na senzor nezávisle na ohnisku objektivu. Na fotoaparátech tedy nenastavujete průměr clony ale právě clonová čísla. Nastavíte-li např. clonové číslo 4, fotoaparát sám spočítá nutný průměr clony podle aktuálního ohniska objektivu.
Často se proto setkáváme se zápisem clony ve tvaru např. f/4.5. f neznamená nic jiného, než ohniskovou vzdálenost a zápis f/4.5 tedy značí "poděl ohniskovou vzdálenost clonovým číslem a získáš průměr clony".
Světelnost
Světelnost neboli minimální clonové číslo objektivu udává, kolik světla je objektiv maximálně schopen dopravit na senzor. Má-li tak objektiv ohniskovou vzdálenost např. 200mm a světelnost f/4 znamená to, že je schopen otevřít svojí clonu maximálně na průměr 200 / 4 = 50 mm = 5 cm.
Tajemství clony 3:
V odstavci výše jsme do množství světla dopraveného objektivem na senzor zapracovali ohniskovou vzdálenost. Ohnisková vzdálenost je ale definovaná pouze při zaostření objektivu na nekonečno. Aby objektiv zaostřil na kratší vzdálenost, musí svojí ohniskovou vzdálenost prodloužit a tím ovlivní expozici! TTL měření fotoaparátů tuto skutečnost automaticky vykompenzuje a otevře clonu o trochu více. Není tak třeba se o to příliš starat. Kde se ale tento fakt nepříjemně projeví je, že narazí-li automatika na světelnost objektivu, bude zmíněný efekt kompenzovat prodlužováním expozičního času a tak muže hrozit rozhýbání snímku.
Tajemství clony 4:
Hodnota clony neovlivní pouze expozici, ale i hloubku ostrosti. Hloubka ostrosti je jednoduše řečeno rozsah vzdáleností, uvnitř kterých jsou objekty přijatelně ostré. Je výrazový m prvkem fotografa kterým zaměřuje pozornost diváka na to co považuje za důležité. Zavírání clony (zvyšování clonových čísel) hloubku ostrosti zvyšuje, zatímco otevírání clony (snižování clonových čísel) jí snižuje.
Ukázka vlivu clony na hloubku ostrosti. Clona je současně jediný prvek, který ovlivňuje hloubku ostrosti bez vlivu na kompozici. Jiný úhel teploměru vlevo je jen optický klam, ve skutečnosti jsou oba snímky kompozičně zcela totožné.
Závěr
Na rozdíl od expozičního času a ISO citlivosti je clona trochu komplikovanější a ovlivňuje více faktorů fotografie. Současně je sama ovlivňována ohniskem a vzdáleností na kterou je zaostřeno. Moderní TTL měření fotoaparátů většinu faktorů vykompenzuje a tak je nutné dostat pod kůži pouze nezvyklou stupnici clon (násobky 1.4x) a její vliv na hloubku ostrosti.
