¿La velocidad de la lente aún aumenta significativamente cuando la apertura física es mayor que el tamaño del sensor?

Esta pregunta me llegó esta mañana, pensando en lentes de 50 mm. Tengo la Pentax 50 mm f / 1.7 (manual) y es una lente muy bonita, pero se consideraría (relativamente) lenta en una película de 35 mm, y muchas recomendaciones serían para una 50 mm f / 1.4.

Sin embargo, haciendo los cálculos, el diámetro de la apertura f / 1.7 abierta de par en par es 29.4 mm, que es mayor que el tamaño diagonal de un sensor APS-C, lo que significa que ninguna parte del sensor está "oculta" por la apertura. Entonces, la pregunta es, ¿esto realmente tiene algún significado, o la lente f / 1.4 seguirá siendo claramente más rápida para APS-C?

f1.4 siempre será 2/3 paradas más rápido que f1.8.

El diámetro no tiene nada que ver con si una parte del sensor está oculta o no. Esa es una medida separada conocida como viñeteado, y no el nivel de luz del círculo de imagen. El nivel de luz / brillo del círculo de la imagen se ve directamente afectado por la apertura del diseño de la lente.

La lente FF simplemente significa que el círculo de la imagen está diseñado para cubrir un sensor de fotograma completo (que puede ser una película). Usarlo en un APS-C utilizará la parte interna del círculo de la imagen.

Se podría haber creado una lente APS-C de la misma distancia focal y velocidad a un tamaño más pequeño; el círculo de la imagen no necesita ser tan grande, pero la lente debería ser rediseñada.

Además, tenga en cuenta que el Pentax 50mm f1.7 (si esto es lo que tiene) generalmente se considera más nítido y / o más contrastante que el Pentax 50mm f1.4 en aperturas comunes hasta f2.8 más o menos.

Las ventajas de Pentax 50mm f1.4 incluyen un tercio de f-stop más rápido, cuchillas de apertura más redondeadas para un bokeh más destacado solo cuando se detiene. Puede o no tener un bokeh "mejor" y más suave, ya que no es simplemente una función de las hojas de apertura y no he visto ninguna otra comparación.

La apertura máxima no tiene nada que ver con el tamaño del sensor.

La lente tiene un tamaño máximo de sensor con el que se puede usar, pero eso se debe a que otros elementos limitan el círculo de la imagen, como el tamaño de la lente frontal. (Una lente de ojo de pez puede incluso tener un círculo de imagen más pequeño que el sensor, dejando las esquinas negras).

La lente 1.8 no es tan lenta. Una lente de zoom en el mismo segmento de precio es aproximadamente dos paradas más lenta, y no se consideran inutilizables. El 1.4 es más rápido, por lo que es solo una pregunta sobre lo que necesita.

¿Sin embargo, el tamaño del sensor realmente afecta la profundidad de campo?

La imagen de fotograma completo tendría una profundidad de campo más baja, porque para lograr el mismo encuadre, puede estar más cerca del sujeto y tener una distancia de enfoque más corta, por lo tanto, una profundidad de campo más baja.

La cantidad de bokeh en la imagen sería la misma para la misma distancia de enfoque, todo lo que el sensor más pequeño está haciendo es recortar. Si tomo una foto, recorto el medio en Photoshop, no obtengo más bokeh.

Que las personas recomendarían el f / 1,4 sobre el f / 1,8 por razones de velocidad no está relacionado con el tamaño del sensor. La lente f / 1,4 es simplemente más rápida que la f / 1,8 ( como se explica aquí ) independientemente del tamaño del sensor.

Sin embargo, un sensor más pequeño da como resultado una mayor profundidad de campo en una abertura dada. Por esta razón, podría tener sentido recomendar una lente de mayor apertura para un sensor más pequeño.

Como otros han dicho, la lente f / 1.4 siempre será más rápida que la lente f / 1.8. Creo que el ejemplo más simple que puedo dar a esto es imaginar, por ejemplo, una lente f / 2.8 de 400 mm. Eso tendría una abertura de aproximadamente 140 mm de diámetro, según mis cálculos al menos. Eso es mucho más grande que incluso las D-SLR de fotograma completo.

Suponiendo que ambas lentes proyectan círculos de luz al menos lo suficientemente grandes como para cubrir todo el sensor, una lente f / 1.4 siempre será más rápida que una lente f / 1.7 en casi media parada.

El tamaño de la abertura no tiene nada que ver con el tamaño del círculo de la imagen que proyecta una lente. Los elementos de una lente detrás del diafragma de apertura y cuánto doblan la luz permitida a través de la apertura son los que determinan el tamaño del círculo de la imagen.

Considere este ejemplo: una lente Canon EF 600 mm f / 4 L IS II tiene una pupila de entrada ( apertura efectiva ) de 150 mm de diámetro. Los elementos traseros de la lente concentran esa luz en un círculo de imagen de 44 mm de diámetro. Si detiene esa lente hasta f / 16, el tamaño de la pupila de entrada se reduce a 37.5 mm de diámetro. Sin embargo, esa luz todavía se extiende sobre un círculo de imagen de 44 mm por los elementos traseros de la lente.

ƒ / 1.4 es más brillante que ƒ / 1.7 en aproximadamente ⅔ paradas. La ecuación para calcular el área de cada apertura de lente es:

50 mm ƒ / 1.7 da aproximadamente 679 mm² de área
50 mm ƒ / 1.4 da aproximadamente 1002 mm² de área

No afecta el recorte de la imagen, simplemente el volumen del cono de luz de una sola fuente de luz (de la cual se llena toda su escena). Piense en ello como un volumen creciente de cada cono de luz cuanto mayor sea la apertura. Cuanto mayor sea la apertura, más fotones pueden viajar a través de la lente y enfocarse en el sensor en el mismo punto.

Es por eso que una apertura más pequeña dará como resultado círculos de confusión más pequeños (que no están enfocados en el plano del sensor). No es la posición en el medio de captura, sino el ancho del cono de luz que cambia según la apertura.