Co to jest przysłona w aparacie fotograficznym? Jak działa i do czego się przydaje?

Przysłona w aparacie lub telefonie

Przysłona to bardzo ważny element, który zwykle utożsamiamy z częścią aparatu fotograficznego, ale tak jest tylko w przypadku konstrukcji kompaktowych. Bo w rzeczywistości przysłona jest elementem układu optycznego w obiektywie, co oznacza, że w przypadku aparatów z wymienną optyką nie znajduje się w korpusie aparatu.

Przysłonę posiada w praktyce każdy układ optyczny. Nawet jeśli nie ma w nim konkretnego elementu przysłaniającego wewnątrz, to już samą aperturę wejściową (jej średnicę określa rozmiar wewnętrzny zewnętrznego pierścienia tubusu obiektywu) możemy potraktować jako przysłonę. Jednak stosowanie dodatkowej przysłony jest uzasadnione, bo eliminuje wady jakie wprowadza do zdjęć zewnętrzna krawędź obiektywu.

Językoznawcy uznają zarówno formę przysłona jak i przesłona za poprawną. Jednak w piśmiennictwie technicznym, lepszym określeniem na element, który może tylko częściowo zakrywać, jest przysłona

Nie ma też reguły, która określa kształt przysłony. W ogólności przysłona może mieć dowolny kształt, nawet trójkątny. Zwykle jednak przysłonę konstruuje się tak, by uzyskać otwór zbliżony kształtem do okręgu. To jak doskonały jest to okrąg decyduje wraz z własnościami optyki obiektywowej także o tak zwanej plastyce obrazu.

Przysłona w anamorficznym obiektywie filmowym

W przypadku obiektywów filmowych anamorficznych, przysłona jest podłużna i ma kształt podobny do wyciągniętej w pionie elipsy. Może też zdarzyć się tak, że dominującym elementem, który modyfikuje strumień światła, i znajduje swoje odbicie w kształcie rozmytych obiektów tła, jest nie sama przysłona wewnątrz obiektywu a osłona przeciwsłoneczna. A ta w przypadku obiektywów filmowych ma często kształt prostokąta.

Co to jest przysłona w obiektywie? Jak jest zbudowana?

Przysłona w aparacie fotograficznym to element, który w przypadku aparatów fotograficznych tworzy otwór o kształcie wielokąta foremnego, zwykle pięcio-, siedmio-, dziewięciokąt, zależnie od tego jak wiele tak zwanych lamelek o kształcie sierpa ją tworzy. Te lamelki mogą się zaciskać lub rozsuwać (tzw. przysłona irysowa), przez co otwór tworzony przez przysłonę (inaczej faktyczna apertura obiektywu) zmienia swój rozmiar.

Przysłona w obiektywie fotograficznym. W tym przypadku wyposażona w siedem listków

Przysłona to element umieszczany w obiektywie na drodze światła docierającego do detektora (matrycy, kliszy). Jego zmienny rozmiar, pozwala rejestrować tylko część wpadającego do obiektywu światła. Co istotne zmiana rozmiaru otworu przysłony w żaden sposób nie wpływa na pole widzenia obiektywu

Elementy przysłony wykonane są zwykle z cienkich blaszek o kształcie, które zachodzą na siebie i w ciągu życia aparatu wykonują setki tysięcy, a nawet więcej, cykli otwarcie-przymknięcie.

Choć przysłona przyjmuje w momencie naświetlania zdjęcia określoną przez fotografia lub automatykę aparatu wartość, to w trakcie ustawiania ostrości zawsze jest otwarta w maksymalnym stopniu

W niektórych aparatach, szczególnie tych średnioformatowych, przysłona jest elementem pełniącym jednocześnie rolę migawki (mówimy wtedy, że jest to migawka centralna). To ze względu na fakt, że lamelki mogą złożyć się całkowicie, działając wtedy jak migawka. W aparatach małoobrazkowych, migawka jest szczelinowa i stanowi element szerzej pojmowanej matrycy aparatu, niezależny od przysłony.

Przysłona wirtualna to nie to samo co przysłona fizyczna

W smartfonach producenci często chwalą się trybem rozmycia tła, czy też przysłony. To jednak najczęściej przysłona wirtualna, która rozmywa tło na podstawie oceny odległości elementów w kadrze, która często jest wynikiem analizy statystycznej.

Choć często daje to atrakcyjne efekty, szczególnie przodują w tym aparaty z oprogramowaniem ZEISS jak vivo X80 Pro, to nie jest to działanie równoważne do działania przysłony fizycznej.

Przysłona stała, a przysłona zmienna, co to oznacza?

Przysłona stała to przysłona, której rozmiar nie zmienia się w trakcie pracy. Tak jest najczęściej w przypadku aparatów montowanych w smartfonach. Są w tej klasie urządzeń wyjątki, jak Huawei Mate 50 Pro, w którym możemy regulować wartość przysłony fizycznej, ale znakomita większość aparatów w telefonach ma jedną wartość przysłony tożsamą z jasnością obiektywu. Jedną wartość przysłony miała też znakomita większość tak zwanych małpek, czyli prostych analogowych aparatów kompaktowych.

Regulowana przysłona w głównym aparacie telefonu Huawei Mate 50 Pro. To ten aparat po prawej strony u góry

Otwarcie przysłony to zwiększenie rozmiaru otworu, przez który światło pada na matrycę / film, czyli apertury obiektywu. Domknięcie przysłony to zmniejszenie tego rozmiaru

Przysłona zmienna to z kolei przysłona, której rozmiar użytkownik aparatu może regulować. Taką przysłoną pochwalić mogą się obiektywy do aparatów systemowych, a także zaawansowane aparaty kompaktowe. Im mniejszy sensor w aparacie tym mniejszy zakres zmiany przysłony ma sens.

Płynność regulacji przysłony, czyli liczba poszczególnych kroków, może zależeć od aparatu/obiektywu. Im jest ona płynniejsza tym efektowniej może wypaść jej zmiana podczas filmowania, ale też fotografując możemy dokładniej regulować ekspozycję.

W niektórych obiektywach, aparatach, możemy przełączyć pracę przesłony z krokowej, o dyskretnych wartościach otwarcia, na płynną.

Zadania jakie pełni przysłona w obiektywie / aparacie fotograficznym

Jeśli mamy do czynienia z przysłoną o niezmiennym rozmiarze, to w zasadzie trudno mówić o jakiejkolwiek jej roli poza tym, że nadaje określa ona niezmienne parametry obiektywu, w tym jasność maksymalną.

Niektóre, starsze, obiektywy mają naniesioną skalę głębokości pola dla danej wartości przysłony. Ułatwiała i wciąż ułatwia ona ocenę w jakim zakresie przy danej przysłonie będą ostre obiekty poprzez odczyt wartości z pierścienia odległości ostrości

Jeśli przysłona ma zmienny rozmiar, to jej działanie można rozumieć na dwa sposoby, które utożsamiają się z dwoma efektami podczas fotografowania.

• Przysłona zmienia ilość światła, które dociera do detektora światła. W ten sposób możemy przy zachowaniu tego samego czasu ekspozycji i czułości sensora fotografować znacznie jaśniejsze lub ciemniejsze obiekty, zależnie od tego czy przysłona jest domykana czy otwierana. Z kolei zmieniając stopień otwarcia przysłony możemy też wymusić wydłużenie/skrócenie czasu ekspozycji przy niezmiennej jasności fotografowanego motywu i tej samej czułości.
• Przysłona blokuje jednocześnie te promienie światła padające na matrycę/film, które dobiegają z brzegu obiektywu, w stopniu zależnym od jej otwarcia/zamknięcia. Wpływa to na zmianę głębi pola, czyli zakres odległości od sensora aparatu, w którym fotografowane obiekty są na zdjęciu postrzegane jako ostre. Domknięcie przysłony zwiększa ten zakres, otwarcie zmniejsza.

Jak regulując przysłonę można wpływać na efekty zdjęciowe?

Mocne domknięcie przysłony może zmusić nas do znaczącego wydłużenia czasu ekspozycji, by zdjęcie było poprawnie naświetlone. To w efekcie może prowadzić do rozmycia ruchomych obiektów, jak na przykład wody w wodospadzie czy przechodniów na ulicy.

Przymknięcie przysłony umożliwi wam nieprześwietlenie zdjęć nawet na czasie stanowiącym sekundę w ciągu dnia. A w efekcie taki obraz wodospadu

Zwiększenia stopnia otwarcia przysłony z kolei zwiększa rozmycie tła na fotografii (przy założeniu, że ostrość jest ustawiona na bliższe motywy). Dlatego też wśród portrecistów pożądane są obiektywy pozwalające mocno otworzyć przysłonę (mówiąc inaczej jasne), gdyż wtedy uzyskany jest atrakcyjny efekt rozmycia tła.

Przysłona mocno domknięta przy ostrości na pierwszym planie (tło jest dość dobrze widoczne) oraz przysłona maksymalnie otwarta w jasnym obiektywie (tło jest kompletnie rozmyte)

Charakter rozmycia tła jest określany mianem bokehu i stanowi element wspomnianej plastyki obrazu jaką daje aparat. W przypadku jaśniejszych motywów jak światło Słońca przenikające przez liście, czy odległe światła uliczne, analizując bokeh szybko stwierdzimy jaki kształt ma przysłona.

Rozmyte światła ulicy i samochodów. Jak widac w tym przypadku kształt przysłony jest ośmiokątny

Co to jest liczba przysłony? Jak jej zmiana wpływa na czas naświetlania?

Liczba przysłony to wartość, która określa jak bardzo duży jest maksymalny otwór przysłony w stosunku do ogniskowej obiektywu. Iloraz tych wartości określa liczbę przysłony. Najmniejsza wartość przysłony dostępna w obiektywie określa jednocześnie jego jasność.

Jasność obiektywu to wartość maksymalnie otwartej przysłony

Wartość przysłony podajemy jako wartość f/N, gdzie N = f/d oznacza stosunek ogniskowej obiektywu (f) do średnicy otworu przysłony (d)

Im większa ogniskowa obiektywu tym większa musi być średnica obiektywu, by zachować tę samą wartość przysłony. Dlatego obiektywy portretowe o jasności f/1.4 mają tak duże rozmiary przednich soczewek i dlatego trudno jest wyprodukować tani i lekki teleobiektyw o dużej ogniskowej, który jest jednocześnie jasny. Działa tu zwykły rachunek ekonomiczny, więcej szkła, wyższa cena.

Liczba przysłony zmieniać się może dowolnie, ale zwykle są to kolejne wartości potęgi pierwiastka z dwóch (w zaokrągleniu). I tak mamy:

f/1.0; 1.4; 2; 2.8; 4.0; 5.6; 8.0; 11.0; 16.0; 22.0 itd.

Czasem pojawiają się wartości pośrednie f/1.2; 1.8; 3.5; 4.5; 6.3 itd.

Ponieważ rozmiar przysłony jest proporcjonalny do powierzchni tworzonego przez nią otworu, dlatego powyższy ciąg zaczynający się od f/1.0 oznacza sekwencję zmian przysłony kolejno o 1 stopień przysłony. Każda kolejna wartość przysłony oznacza zmniejszenie średnicy apertury obiektywu o pierwiastek z 2.

Dla f/1.0 ogniskowa obiektywu jest równa średnicy otworu przysłony. Dla f/2.0, średnica otworu przysłony jest już dwa razy mniejsza, co oznacza, że na detektor światła pada cztery razy mniej światła.

Obiektyw z przysłoną otwartą do różnych wartości (fot: Wikipedia / KoeppiK CC-BY-SA 4.0)

Podobnie obiektyw o maksymalnej przysłonie f/2.8 jest w stanie wpuścić dwa razy więcej światła niż obiektyw f/4, a cztery razy więcej niż obiektyw f/5.6. Inaczej rzecz ujmując, przymykając przysłonę z wartości f/2.8 na f/5.6 należy cztery razy wydłużyć czas naświetlania, by przy tej samej czułości ISO, uzyskać takie samo naświetlenie kadru.

Liczba przysłony na obiektywie może być podawana jako iloraz (zdjęcie powużej) albo wartość ze współczynnikiem f/

Dlatego o obiektywach jasnych mówi się potocznie, ze są szybkie. Pozwalają one bowiem na stosowanie w porównywalnych warunkach krótszych czasów naświetlania niż obiektyw ciemniejszy. Kłania się tu analogia do sportu, czyli fotografowania dynamicznej akcji, którą łatwiej zamrozić (uchwycić ostrą) bez podnoszenia czułości obiektywem szybkim.

Jak domknięcie przysłony wpływa na jakość obrazu?

Duża liczba przysłony, choć zwiększa zakres odległości, dla których fotografowane motywy będą ostre na zdjęciu, nie oznacza jednocześnie poprawy jakości obrazu. W rzeczywistości obiektywy osiągają najlepszą rozdzielczość dla przysłony o wartości bliskiej jej maksymalnemu otwarciu lub przy nieznacznym domknięciu.

Fotografowanie na przysłonie o liczbie wyższej niż f/8 czy f/11 jest wskazane tylko w uzasadnionych przypadkach, na przykład nie można otworzyć bardziej przysłony. Wynika to z faktu, że dla mocno przymkniętej przysłony rozdzielczość obiektywu drastycznie spada. Może się okazać, że bardzo drogi obiektyw domknięty do f/22 osiągnie rozdzielczość podobną jak budżetowe szkiełko, ale otwarte do f/5.6.

Przysłona jako część wartości ekspozycji

Wartość ekspozycji to kombinacja zastosowanej liczby przysłony, czasu naświetlania i czułości sensora. Możliwość zmiany liczby przysłony pozwala przy zachowaniu tego samego stopnia naświetlenia kadru, na modyfikację innych elementów ekspozycji, a tym samym kreatywne wpływanie na charakter fotografii.

Tabela wiążąca wartości ekspozycji EV z parametrami liczby przysłony i czasu ekspozycji dla danej czułości ISO. Ta sama ekspozycja jest wzdłuż czerwonych linii.

Ekspozycję wyrażamy w jednostkach EV (exposure value). Zmiana o -1 EV to zmniejszenie jasności motywu. Jeśli chcemy wtedy zachować to samo naświetlenie kadru, konieczne jest albo dwukrotne podniesienie wartości czułości ISO, albo dwukrotne wydłużenie czasu naświetlania, albo otwarcie przesłony o jedną działkę. Stąd stosowane czasem utożsamienie EV ze stopniem przesłony.

Gdy zmieniamy ekspozycję w górę, na przykład o 1 EV, zwiększamy jasność motywu. Należy wtedy z kolei albo obniżyć czułość, albo skrócić dwukrotnie czas naświetlania, albo domknąć przesłonę o jeden stopień.

Jak zmieniać przysłonę w aparacie/obiektywie?

To jak łatwo zmienić przysłonę w aparacie jest wyznacznikiem klasy, stopnia zaawansowania danego sprzętu. W tanich aparatach, choć jest to już coraz rzadziej spotykane, a także w smartfonach, regulacja przysłony jest ukryta w menu fotografowania. Im bardziej zaawansowany aparat tym łatwiej jej dokonać za pomocą zewnętrznych elementów sterujących.

W aparatach systemowych możemy ją regulować za pomocą jednego z pokręteł kontrolnych na obudowie, albo pierścienia na obiektywie (jeśli obiektyw ma taki pierścień). Gdy aparat ma ekran pomocniczy, ustawiona wartość przysłony jest na nim widoczna. Widać ją też w wizjerze, a także na ekranie podglądu.

Pierścień przysłony na obiektywie.

Niektóre obiektywy, szczególnie te starsze, mają pierścienie przysłony wycechowane jej kolejnymi wartościami. Nowocześniejsze, te stosowane w bezlusterkowcach, pokazują wartość przysłony na pomocniczym wyświetlaczu na obiektywie, a użytkownik ma wybór, który pierścień ma służyć regulacji przysłony.