小さな絞りの違い-大きな違いは？

ここですでに非常によく似た質問をしているので、この質問をすることについて少し考え直しましたが、次に、これを可能な限り異なるものにすることにしました。

カメラに入る光が開口部の平方根に正比例するという事実を理解しています。私のFujifilm Finepix S2980で得られる最大絞りはf / 3.2です。それでも十分な薄暗い光のパフォーマンスが得られません（フラッシュを使いたくありません）。より良いセンサーとf / 1.8またはf / 1.4レンズを備えたカメラ（おそらくDSLRのようなもの）に行くべきだと友達から提案されましたが、職業によって写真家になりたくないので、私は考える必要がありますこれらのカメラとレンズに関連する高いコスト要因のため、私が跳躍する前に2回。

私が取り組む必要がある最初の質問は、薄暗い光の条件で、絞りf / 1.4またはf / 1.8のレンズがaf / 3.2レンズ（同じシャッタースピードと仮定しましょう）よりもかなり性能が良いかどうかです。/1.8以前はf / 1.4レンズを使っていました。実体験に基づいた提案をお願いします。

注：Fujifilm Finepix S2980は、14MPの最大解像度18x光学ズームを備えたポイントアンドシュートカメラであり、いくつかの便利な顔検出、オートフォーカス、画像安定化オプションを備えています。

絞りは、光を通過させる絞りの開口部の領域であるため、露出に影響します。f / 2.8では、絞りの面積はf / 4の2倍になります。これは、任意のレンズの開口部の実際の直径と面積を計算することで確認できます。例として、50mm、100mm、300mmのレンズを使用してみましょう。

次の表は、さまざまな設定での各レンズの開口部の直径を示しています。

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

上記の表からわかるように、焦点距離が長くなると、任意の開口部の直径が大きくなります。ただし、Diameterは実際には露出の話をしません。これらの各レンズの開口部の面積を計算すると（面積=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

面積の違いを見ると、開口数の小さな違いが露出の大きな違いを意味する理由を示すのに役立つと思います。また、高速口径の長いレンズが、高速口径の短い/広いレンズよりもはるかに多くの光を集めることができる理由も示していると思います。

上記の領域から、50mm、100mm、または300mmのレンズはすべて、f / 2.8の場合よりもf / 1.4の場合の方が約4倍の光を集めることがわかります。同じことは、f / 1.8レンズとf / 3.5レンズの場合にも当てはまります...光の4倍の違い。集光能力に関しては、高速のf / 1.4またはf / 1.8レンズは、f / 3.5レンズよりもかなり優れています。しかし、それは単に露出について話しているだけです。

開口部が広いほど、光学収差が発生する可能性が高くなり、f / 3.5の開口部よりも画質が低下する可能性があります。また、被写界深度の要件も考慮する必要があります。開口部を狭くすると被写界深度が大きくなり、開口部が非常に広いとかみそりが薄くなります。レンズの性能は、レンズの口径の幅だけに基づいているわけではありません。最大口径は、薄暗い光の中で多くのノイズなしで写真を撮ることの能力を単純に制限します。

3.2から1.8までは、光量の3倍強です。そうです、違います。あなたはまだポケットサイズのカメラで何かをしたい、しかしで素晴らしい品質を見た場合、ソニーRX100（ここで確認します）。

あなたが持っている富士山は非常に小さいセンサーを持っています、それは微光ISO性能を制限しようとしています。RX100には、Fujiの4倍のセンサーがあります。RX100のより高いISOパフォーマンスは富士よりもはるかに優れているだけでなく、レンズはf / 1.8です。そのため、2つの方法で低照度画像を撮る能力が向上します。

絞りは、焦点距離と虹彩の直径の比として測定され、各絞りは前の絞りの2倍の光を許容するため、小さな数値の違いは大きな違いを生む可能性があります。

以下は丸数字の例です：F / 2.8はF / 2を1ストップ、つまりF / 1.4を1ストップ。したがって、F / 2はF / 2.8の2倍の光を許可し、F / 1.4はF / 2の2倍の光を許可するため、F / 2.8の4倍になります。

コンパクトカメラやDSLRで明るいF / 2以上のレンズを見つけることができます。ただし、DSLRのセンサーははるかに大きいため、より長いレンズを使用します。開口部は比率であるため、DSLRのF / 2レンズは、コンパクトカメラのF / 2レンズよりもはるかに大きな開口部を持っています。