Pequeña diferencia de apertura: ¿una gran diferencia?

Pensé un segundo por segundo en hacer esta pregunta porque ya hice una pregunta muy similar aquí, pero luego decidí continuar y hacer que esta sea lo más diferente posible.

Entiendo el hecho de que la luz que ingresa a la cámara es directamente proporcional a la raíz cuadrada de la apertura. La apertura máxima que puedo obtener en mi Fujifilm Finepix S2980 es f / 3.2. Aún así, no obtengo un rendimiento satisfactorio con poca luz (no quiero usar un flash). Algunos amigos me sugirieron que debería ir por una cámara (quizás algo así como una DSLR) con un mejor sensor y lente f / 1.8 o f / 1.4, pero como no quiero convertirme en fotógrafo de profesión, necesito pensar dos veces antes de saltar debido al factor de alto costo asociado con estas cámaras y lentes.

La primera pregunta que necesito abordar es si una lente con una apertura f / 1.4 o f / 1.8 funciona considerablemente mejor que una lente f / 3.2 (supongamos que la misma velocidad de obturación) en condiciones de poca luz. /1.8 ni con lente f / 1.4 antes. Me gustaría ver sus sugerencias basadas en experiencias de la vida real.

Nota: Fujifilm Finepix S2980 es una cámara de apuntar y disparar con una resolución máxima de 14MP y zoom óptico de 18x con algunas opciones útiles de detección de rostros, enfoque automático y estabilización de imagen.

La apertura afecta la exposición porque es el área de la abertura en el diafragma que deja pasar la luz. En f / 2.8, el área de la abertura es el doble que en f / 4. Podemos verificar esto calculando el diámetro real y el área de la abertura para cualquier lente dada. Usemos una lente de 50 mm, 100 mm y 300 mm como ejemplos.

La siguiente tabla muestra el diámetro de las aberturas de cada lente en varias configuraciones:

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 puede ver en la tabla anterior, el diámetro aumenta para cualquier apertura dada a medida que aumenta la distancia focal. Sin embargo, Diameter realmente no te cuenta la historia de exposición. Si calculamos el área de la apertura para cada una de estas 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

Creo que ver las diferencias en términos de área ayuda a demostrar por qué una pequeña diferencia en el número de apertura significa una gran diferencia en la exposición. Creo que también demuestra por qué las lentes largas con aperturas rápidas son capaces de reunir mucha más luz que las lentes cortas / anchas con aperturas rápidas.

En las áreas anteriores, puede ver que cualquiera de las lentes, 50 mm, 100 mm o 300 mm, reunirá aproximadamente cuatro veces más luz en f / 1.4 que en f / 2.8. Lo mismo sería cierto para una lente f / 1.8 frente a una lente f / 3.5 ... una diferencia de cuatro veces en la luz. En términos de capacidad de recolección de luz, una lente f / 1.4 o f / 1.8 rápida será considerablemente mejor que una lente f / 3.5. Pero eso es solo hablar de exposición.

Cuanto más ancha sea la apertura, más probabilidades hay de encontrar aberraciones ópticas, lo que puede degradar la calidad de la imagen más allá de lo que podría ser una apertura f / 3.5. También debe tener en cuenta los requisitos de profundidad de campo ... las aberturas más estrechas aumentan la profundidad de campo, mientras que las aberturas muy anchas lo hacen más fino. El rendimiento de una lente no se basa únicamente en la amplitud de su apertura. La apertura máxima simplemente pone un límite a su capacidad para fotografiar sin mucho ruido con poca luz.

De 3.2 a 1.8 es un poco más de 3 veces la cantidad de luz, sí, hace la diferencia. Si aún desea algo que sea una cámara de bolsillo, pero de gran calidad, mire la Sony RX100 ( revise aquí ).

El Fuji que tiene tiene un sensor realmente pequeño, que limitará el rendimiento ISO con poca luz. El RX100 tiene un sensor 4 veces más grande que su Fuji. El rendimiento ISO más alto de la RX100 no solo es mucho mejor que su Fuji, sino que la lente es f / 1.8, por lo que aumentará la capacidad de tomar imágenes con poca luz de 2 maneras.

La apertura se mide como una relación entre la distancia focal y el diámetro del iris y cada parada deja el doble de luz que la anterior, por lo que sí, una pequeña diferencia numérica puede marcar una gran diferencia.

Aquí hay un ejemplo con números redondos: F / 2.8 es una parada sobre F / 2, que es una parada sobre F / 1.4. Entonces, F / 2 deja el doble de luz que F / 2.8 y F / 1.4 deja el doble de F / 2, entonces CUATRO veces más que F / 2.8.

Ahora puede encontrar lentes F / 2 brillantes o mejores en una cámara compacta y en réflex digitales. Sin embargo, las DSLR tienen sensores mucho más grandes, por lo que usan lentes más largos. Debido a que la apertura es una relación, una lente F / 2 en una DSLR tiene una apertura mucho mayor que una lente F / 2 en una cámara compacta.