Alles wat u moet weten over fotowiskunde


Fotowiskunde is helemaal geen wiskunde. Het is rekenen. Het is optellen en aftrekken van licht. Het is ook vermenigvuldigen met 2 of delen door 2. Dat is alles. Foto rekenen is makkelijk. Het begint met een stop.

Wat is een stop?

Een stop in alles behalve fotografie is volledig tot stilstand komen. Geen beweging. Geen beweging.

Fotografisch gezien is een stop of beter gezegd een f/stop een hoeveelheid licht. F/stop verwijst altijd naar een diafragmawaarde van een lens. F/8.0 is een diafragmawaarde. F/stops worden gebruikt in relatie tot een hoeveelheid belichting om te beschrijven hoeveel meer licht of hoeveel minder licht.

Een f/stop verandering in belichting is ofwel de helft van de hoeveelheid licht of twee keer de hoeveelheid licht. Het maakt niet uit of de verandering de sluitertijd, het diafragma of de ISO betreft. Een verandering van één stop is altijd ofwel de helft van de hoeveelheid licht ofwel twee keer de hoeveelheid licht. Altijd.

De oorsprong van de term

F/stops vindt zijn oorsprong in het diafragma van een lens. De f/stop is een verhouding tussen de brandpuntsafstand van de lens en de diameter van de diafragmaopening. Dit is meer dan je wilt of hoeft te weten. Simpel gezegd, het verhogen van de hoeveelheid licht met één stop of f/stop verdubbelt de gebied van het diafragma. Een diafragma van f/5.6 is twee keer zo groot als dat van f/8.0.

De verhoudingen, bekend als f/stops, werden gegraveerd op een ring op vroege lenzen. De overgang van het ene f/nummer naar het volgende kreeg de naam stop, omdat er in de ring sluitingen waren ingebouwd die de beweging op de juiste plaats deden “stoppen”. Na verloop van tijd werd de term “stop” of “f/stop” opgevat als een verdubbeling of halvering van de hoeveelheid licht, ongeacht of de verandering werd gemaakt met de diafragmaring op een lens, de sluitertijdknop of door de ISO te veranderen.

Belichtingsveranderingen in volle stops

Dit is waar het moeilijk wordt om fotografie te begrijpen. Elk van de drie zijden van de belichtingsdriehoek, sluitertijd, lensopening en ISO, honoreert de verdubbeling en halvering van f/stop. Of de hoeveelheid licht wordt aangepast en in welke richting – dubbel of half – is waar verwarring in het begrip sluipt.

Lensopeningen

Het gat waar het licht doorheen gaat in een lens wordt het diafragma genoemd. Veranderingen worden aangegeven in f/stops. Zoals de meeste dingen in de fotografie, lijkt het nummeringssysteem een beetje achterlijk. F/2.8 laat veel meer licht door dan f/16. De onderstaande tabel toont een aantal diafragmaopeningen met de bijbehorende f/stops. F/2.8 is een veel grotere opening dan f/16.

Diafragma's in stappen van één stop.
Diafragma’s in stappen van één stop.

Een diafragma-instelling snijdt de hoeveelheid van licht dat de sensor bereikt of verhoogt de hoeveelheid van het licht dat de sensor bereikt.

  • Open één stop – ga naar het volgende kleinere getal (grotere opening)
    • Als het diafragma is ingesteld op f/8.0, betekent één stop openen dat het diafragma naar f/5.6 gaat (dubbele hoeveelheid licht).
    • 5.6 is een kleiner getal dan 8
  • Sluit één stop – ga naar het volgende grotere getal (kleinere opening)
    • Als het diafragma is ingesteld op f/8.0 betekent één stop terugschakelen naar f/11 (de helft minder licht).
    • 11 is een groter getal dan 8

Het is duidelijk dat de “kleinere” f/stops meer licht binnenlaten dan de “grotere”.

Scherptediepte wiskunde

Hoe kleiner het diafragma, hoe meer van het onderwerp scherp is. Bij F/2.8 is minder van voor tot achter scherp dan bij f/16 of f/22. Deze twee foto’s van confederale grafstenen tonen het verschil. Bij f/2.8 is alleen de voorste grafsteen scherp. Bij f/22 zijn alle vier de grafstenen scherp. Wat beter is, moet je zelf bepalen.

Sluitertijden

Sluitertijden snijden de tijd licht op de sensor valt of de tijd licht de sensor raakt. Hier zijn de mogelijkheden.

  • Een sluiterinstelling die de tijd dat het licht op de sensor schijnt met één f/stop verkort, is twee keer of twee keer zo snel als de sluitertijd ervoor.
    • De sluitertijd is twee keer zo snel zodat de belichting
      • Eén f/stop minder licht of
      • De helft van de hoeveelheid licht
  • Een sluiterinstelling die de tijd dat het licht de sensor raakt met één f/stop verhoogt, is twee keer zo lang als de sluitertijd daarvoor. Hier lijken de termen elkaar tegen te spreken. Blijf bij me.
    • De sluitertijd is de helft van de snelheid dus de belichting is
      • Eén f/stop meer licht of
      • Twee keer de hoeveelheid licht

Sleutelwoorden: minder & meer

A sneller sluitertijd is minder licht.

A langzamer sluitertijd is meer licht.

Sluitertijden in volle f/stops van langste (meeste licht) naar kortste (minste licht).
Sluitertijden in één f/stop stap van langzaamste (meeste licht) naar snelste (minste licht).

Voorbeeld

Vind 1/60ste van een seconde in de grafiek hierboven.

  • Welke sluitertijd is korter en laat minder licht op de sensor?
    • Hint: het is tweemaal de snelheid van 1/60ste van een seconde*.
    • En yup, dat is een sterretje. Het heeft te maken met afronding voor het geheugen.
  • Welke sluitertijd is langer en laat meer licht binnen?
    • Hint: het is de helft van de snelheid van 1/60ste van een seconde.

Kijk naar de grafiek. Sluitertijden naar links zijn twee keer zo lang (langzamer) en laten één f/stop meer licht door dan die naar rechts. Sluitertijden naar rechts zijn de helft van de tijd (sneller) als die naar links.

*Om het rekenwerk te vergemakkelijken is er een afronding in sluitertijden. De volgende sluitertijd die sneller is dan 1/8e van een seconde wordt naar beneden afgerond vanaf 1/16e, wat in feite een dubbele snelheid is – twee keer zo snel als 1/8e omdat de volgende snelheid 1/32e zou zijn en die daarna 1/64e. Deze snelheden zijn weliswaar nauwkeuriger, maar erg omslachtig. Maak je echter geen zorgen 1/60e van een seconde verdubbelt tot 1/125e in plaats van 1/128e.

ISO wiskunde

ISO is een getal dat de gevoeligheid van de sensor voor licht beschrijft. Hoe hoger de ISO, hoe gevoeliger de sensor wordt en hoe minder licht hij nodig heeft.

Als de ISO verdubbelt, daalt de hoeveelheid licht die nodig is met de helft.

ISO-nummers in volle en 1/3-stopwaarden
  • Met ISO 400 ingesteld op de camera, is de belichting 1/125 bij f/8.0.
    • ISO 800 verdubbelt de gevoeligheid van de sensor, dus de sensor heeft één f/stop nodig minder licht
      • De belichting hierboven zou
        • 1/250 bij f/8.0 of
        • 1/125 bij f/11
  • Met ISO 400 ingesteld op de camera, is de belichting 1/125 bij f/8.0.
    • ISO 200 halveert de gevoeligheid van de sensor, dus de sensor heeft één f/stop nodig meer licht
      • De belichting hierboven zou
        • 1/60 bij f/8.0 of
        • 1/125 bij f/5.6

Fotografie is logaritmisch

Je hebt de getallen tussen de volledige ISO getallen in de grafiek hierboven al opgemerkt. Dat is 1/3 van een stop. Ik heb dit deel voor het laatst bewaard zodat je niet te ontmoedigd zou raken. Je camera is ingesteld om de belichting weer te geven in stappen van een derde stop. Maak je geen zorgen over het leren van alle getallen tussen de volledige stops. Zo werkt fotografie nu eenmaal, het is de wiskunde van fotografie.

De outshot

Belichting is een kwestie van verdubbelen of halveren van de hoeveelheid licht. Dat is het. Verfijning is in drieën. Leer de volle stops van diafragma’s van meest licht tot minst licht, het sluiterbereik van je camera van meest licht tot minst licht en begrijp de ISO getallen. Kleinere ISO’s vereisen meer licht en produceren minder ruis. Hogere ISO’s vereisen minder licht en leveren meer ruis op.

Fotograferen is leuk. Het begrijpen van de belichting en hoe de instellingen werken, draagt bij aan het plezier. Nu weet je het.

Aanbevolen foto’s