F-Number

ย้อนกลับไปสมัยใช้กล้องฟีล์ม ใครเคยใช้เห็นภาพนี้แล้วจะนึกออก ตอนหลักผู้เขียนเพิ่งมาอ่านเจอว่าเขาเรียกกฎ "ซันนี่ 16" หมายความว่าถ้าฟีล์มม้วนนี้มีค่าความไวแสง 100 (ASA-100) ตั้งค่าความเร็วชัตเตอร์ที่ 1/125s แล้วเปิดรูรับแสงที่ F/22 ... จะได้ค่าแสง 16 Ev ซึ่งเป็นค่าสูงสุดไปตกบนแผ่นฟีล์มเมื่อในที่แจ้ง ท้องฟ้าสดใส ถ้าเปลี่ยนไปถ่ายในร่มเงาที่มีแสงน้อยลง จะต้องปรับรูรับแสงให้กว้างขึ้นเป็น 5.6 ที่ความเร็วชัตเตอร์ 1/125s เท่าเดิม (ดูเรื่อง Ev - Lv ประกอบ ... http://www.tigersmile.net/2015/02/lv-light-value-vs-ev-exposure-value.html)

ขนาดของช่องรูรับแสงสามารถกำหนดขนาดกว้างหรือแคบได้ด้วยวงแหวนปรับรูรับแสงที่อยู่บนตัวเลนส์ เนื่องจากม่านรูรับแสงเป็นส่วนหนึ่งที่ประกอบอยู่ในเลนส์ จึงมีวงแหวนปรับค่ารูรับแสงที่ตัวเลนส์ แต่ในกล้องสมัยใหม่สามารถปรับขนาดรูรับแสงได้จากตัวกล้อง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบกล้องแต่ละยี่ห้อ แต่ตัวม่านรูรับแสงที่ก็ยังคงประกอบอยู่ภายในตัวเลนส์เหมือนเดิม ขนาดของรูรับแสงจะมีขนาดต่างๆ กัน เช่น 1.4, 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16, 22 ค่าตัวเลขที่บ่งบอกนี้ยิ่งมีค่ามากเท่าใด ขนาดของรูรับแสงยิ่งแคบลงเท่านั้น ค่าแต่ละค่าดังกล่าวนี้เรียกว่า ค่าเอฟนัมเบอร์ หรือที่เรียกกันติดปากว่า เอฟสตอป แต่ละช่วงห่างกันจากค่าหนึ่งไปยังอีกค่าหนึ่งเรียกว่า 1 สตอป เช่น เอฟ 4 ห่างจาก เอฟ 5.6 เท่ากับหนึ่งเอฟสตอป

Aperture Diaframe

รูรับแสงประกอบด้วยม่านโลหะประกอบกันเป็นรูปวงกลมมีตั้งแต่ 6 - 8 ใบ สามารถปรับให้มีขนาดแตกต่างกันได้ตามค่าที่กำหนด ทำหน้าที่เปิดให้แสงผ่านเข้าไปในปริมาณที่พอเหมาะกับสภาพแสงขณะนั้น

การที่เลนส์มีขนาดรูรับแสงกว้างสุดมากๆ เป็นผลดีก็คือ สามารถบันทึกภาพในบริเวณที่มีสภาพแสงน้อยได้ดีกว่าเลนส์ที่มีขนาดรูรับแสงกว้างสุดน้อยกว่า เช่น เลนส์ 50 มม. มีรูรับรับแสงกว้างสุดที่ 1.4 จะสามารถบันทึกภาพในบริเวณที่มีสภาพแสงน้อยได้ดีกว่าเลนส์ที่มีขนาดรูรับแสง 2.0 ซึ่งราคาของเลนส์ก็จะสูงตามไปด้วยทั้งๆ ที่เป็นเลนส์ที่มีทางยาวโฟกัสเท่ากัน

สรุปได้ว่าเลนส์ที่มีขนาดรูรับแสงกว้างสุดมากกว่า ในทางยาวโฟกัสเดียวกัน ถือว่าเป็นเลนส์ที่ดี เพราะสามารถถ่ายภาพในสภาพแสงน้อยได้ดีกว่า แต่ราคาก็แพงกว่ามากเป็นเท่าตัวเหมือนกัน

ตารางแสดงอัตราการเพิ่มขนาดรูรับแสงซึ่งมี 3 แบบ

ค่าขนาดของรูรับแสง นิยมใช้ขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมเป็นตัวกำหนด โดยจะเป็น “เศษส่วน” เทียบกับ ทางยาวโฟกัส (Focal Length) ของเลนส์ เพราะพบว่าสองอย่างนี้เป็นสัดส่วนกัน จึงเห็นว่าเรามักได้ยินคำว่า f/1.4, f/2.8 เป็นการบอกขนาดของรูรับแสง ตัวย่อ f นี่เองคือ ทางยาวโฟกัส นั่นเอง จะเห็นได้ว่าหากที่ทางยาวโฟกัสเลนส์เท่าๆ กันแล้ว f/1.4 กับ f/2.8 นั้น ตัวเลขต่างกันอยู่ 2 เท่า (f/1.1 - f/2 - f/2.8) จะหมายความว่า f/1.4 มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรูรับแสงมากกว่า f/2.8 เป็น 2 เท่า ซึ่งจะทำให้ f/1.4 มีพื้นที่ หรือ ปริมาณแสง มากกว่า f/2.8 เป็น 4 เท่านั่นเอง

... ผมเคยสงสัยเหมือนกันว่ากล้องแต่ละตัวขนาดเลนส์ต่างกัน แต่มี F-Number เท่าๆ กันได้อย่างไร? ยิ่งกล้องคอมแพคผมยิ่งสงสัยมากขึ้นอีก ทำให้เกิดคำถามว่าเขาคิดขนาดรูรับแสงกันอย่างไร?

ค่าขนาดของรูรับแสง นิยมใช้ขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมเป็นตัวกำหนด โดยจะเป็น “เศษส่วน” เทียบกับ ทางยาวโฟกัส (Focal Length) ของเลนส์ ... จะหมายความว่า f/1.4 มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรูรับแสงมากกว่า f/2.8 เป็น 2 เท่า

จากข้อความนี้ผู้เขียนไปพบบทความซึ่งเป็นที่มาของสมการ(อีกแล้วครับท่าน)

F-Number = Focal Length / Diameter

ขนาดรูรับแสง = ทางยามโฟกัสของเลนส์(มม.) หารด้วย เส้นผ่าศูนย์กลางของช่องรูรับแสง(มม.)

... จะเห็นว่า f-number เป็นค่าที่ไม่มีหน่วย จึงกลายเป็นค่าอัตราส่วน (ซึ่งที่จริงแล้วหน่วยเป็น มม. เหมือน ตัดกันไปแล้วในสมการคณิตศาสตร์) ทีนี้ลองดูตัวอย่างการแทนค่ากันบ้างนะครับ

โจทย์ที่ 1 ... เลนส์มีทางยาวโฟกัส 100 มม. วัดเส้นผ่าศูนย์กลางของช่องรูรับแสงได้ 25 มม.

f-number = 100 มม. / 25 มม.
f-number = 4
เรียกว่า F/4

โจทย์ที่ 2 ... เลนส์มีทางยาวโฟกัส 100 มม.(ตัวเดิม) หรี่ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของช่องรูรับแสงลง วัดได้ 12.5 มม.

f-number = 100 มม. / 12.5 มม.
f-number = 8
เรียกว่า F/8

โจทย์ที่ 3 ... เลนส์ซูม 70-210 มีทางยาวโฟกัส เริ่มที่ 70 มม.(ตัวเดิม) เปิดกว้างสุด F/3.5

ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของช่องรูรับแสง = 70 มม. / 3.5
ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของช่องรูรับแสง = 20 มม.

โจทย์ที่ 4 ... เลนส์ซูม 70-210 มีทางยาวโฟกัส เมือซูมไปที่ 210 มม.(ตัวเดิม) เปิดกว้างสุด F/5

ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของช่องรูรับแสง = 210 มม. / 5
ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของช่องรูรับแสง = 42 มม.

ด้วยเหตุผลดังกล่าว ผมจึงคลายความสงสัยลง เพราะว่าค่า f/xx ของเลนส์แต่ละตัวจะมีค่าเท่ากัน แต่ไม่ได้หมายความว่า"ความกว้าง"หรือเส้นผ่าศูนย์กลางของรูรับแสงจะกว้างเท่ากัน เพราะมันเป็นเพียงอัตราส่วนเท่านั้นเอง

หรือสรุปอีกทีว่า ไม่ว่าเลนส์จะมีขนาดทางยาวโฟกัสเท่าไร ที่ F/xx เดียวกัน ปริมาณของแสงที่ผ่านไปยัง Sensor จะเท่ากันเสมอ ... จะยิ่งยง เอ้ย...ยิ่งงง หรือเปล่าครับเนี๊ยะ

ลองดูอีกที ...
200/50 = 100/25 = 50/12.5 = F/4 ... ปริมาณแสงเท่ากัน200/50 = F/4 > 200/25 = F/8 > 200/12.5 = F/16 ... ปริมาณแสงลดลงเรื่อยๆ

... เอาละร่ายมาเยอะขอจบพื้นฐานง่ายๆ ของขนาดรูรับแสงไว้แค่นี้นะครับ ขอบคุณที่ติดตาม / สวัสดี