Onlangs stond er op Facebook een stelling die beweerde dat een lichtsterke lens (met een maximale lensopening van bijvoorbeeld f/1.4) op f/8 bij dezelfde ISO-instelling een andere sluitertijd zou moeten hebben dan een lens met dezelfde brandpuntsafstand maar een andere maximale lensopening (zoals een 18-55 kitlens, die ongeveer f/5.6 als maximale lensopening heeft op 50mm) op f/8. Maar klopt dat wel?

In de discussie die erop volgde, werden er ook nieuwe vragen of stellingen toegevoegd: maakt het ook uit of je op een crop-sensor camera werkt, of fullframe? En: de brandpuntsafstand is ook van invloed.

Zonder exact uit te willen leggen hoe, of waardoor dit komt zal ik aan de hand van dit artikel proberen uit te leggen dat f/8 toch wel degelijk altijd f/8 is, dat de sensorgrootte niet uitmaakt, en dat ook de brandpuntsafstand eigenlijk (voor de belichting) geen enkele rol speelt. Ik begin de uitleg aan de hand van een experiment dat ik heb uitgevoerd.

Het experiment

Om de verschillen in uitersten zo groot mogelijk te maken heb ik drie verschillende objectieven gebruikt. Eigenlijk waren dat er nog meer maar de verschillende objectieven die ik heb gebruikt op 50mm (om de vergelijking met de 50mm, f/1.4 die ik in de experimenten heb gebruikt waren even marginaal als alle andere verschillen, dus die laat ik in dit artikel buiten beschouwing.

Als eerste heb ik gebruik gemaakt van een 50mm f/1.4 objectief. Volgens de stelling op Facebook zou die immers een andere sluitertijd nodig hebben (bij dezelfde ISO) als een kitlens. Zoals al gezegd, heb ik de resultaten daarvan niet meegenomen in dit artikel. Deze 50mm f/1.4 lens heb ik als referentielens gebruikt.

Het tweede objectief dat ik heb gebruikt is een oudere en erg goedkope 80-200 met een variabel grootste lensopening van f/4.5-f/5.6. Op 200mm heeft dit objectief een grootste lensopening van f/5.6. Op volle lensopening laat de 50mm f/1.4 dus maar liefst 16 keer (!) zoveel licht binnen dan de 80-200. Deze lens is voor dit experiment gekozen vanwege dit grote verschil, en om aan te tonen dat de brandpuntsafstand (bij de belichting) geen rol speelt.

Als derde objectief is een 18-35mm objectief gebruikt. Ook deze heeft een variabele maximale lensopening van f/3.5-f/4.5. Deze lens is op 18mm gebruikt, opnieuw om aan te tonen dat de brandpuntsafstand niet uitmaakt.

Testopstelling

Voor de test heb ik een grijskaart aan de muur bevestigd en daar twee halogeenspots op gericht om er zeker van te zijn dat de lichtomstandigheden gelijk zijn. Op deze grijskaart heb ik drie waardes voor de belichtingsdriehoek gemeten, waarbij ik in ieder geval het diafragma vooraf had bepaald op f/8 (maar daarvoor in de plaats had ik evengoed f/11 of/16 kunnen gebruiken). Voor f/8 kwam de combinatie van ISO-400 en 1/60e als sluitertijd als bruikbare combinatie uit de bus.

Vervolgens heb ik mijn fullframe camera volledig handmatig ingesteld op ISO 400, f/8 en 1/60e seconde. De autofocus heb ik uitgeschakeld omdat een camera wel eens moeite kan hebben om scherp te stellen op een egaal grijs onderwerp als een grijskaart. Bovendien moet ik om de grijskaart beeldvullend in beeld te krijgen op 18mm zo dicht op de grijskaart komen te staan dat scherpstellen misschien helemaal niet meer mogelijk is. Overigens is het voor het doel van dit experiment helemaal niet van belang dat de grijskaart scherp op de foto komt.

Nadat ik de camera zo heb ingesteld, heb ik achtereenvolgens een foto gemaakt met de 50mm, de 80-200 (op 200mm) en de 18-35 (op 18mm), op zo’n manier dat de grijskaart steeds beeldvullend in beeld kwam. Alleen op de foto gemaakt met de 18-35 is onderaan de foto nog een heel klein randje wit te bespeuren maar omdat de belichting was vastgezet maakt dat voor het experiment helemaal niets uit.

De resultaten staan hieronder, in de volgorde zoals hierboven beschreven.

Resultaten

Er zijn marginale verschillen. Verderop zal ik nog kort toelichten waardoor dat komt. Op de foto, genomen met de 18-35 is wat reflectie te zien van de lampen. Als ik grote softboxes zou hebben gebruikt zouden die niet zichtbaar zijn geweest.

In grote lijnen is echter te zien dat de belichting (nagenoeg) gelijk is. f/8 is dus altijd f/8.

Verschillen

Als er al verschillen zijn, komen die voor verreweg het grootste gedeelte door kwaliteitsverschil in het “glas”. Waar het diafragma namelijk geen rekening mee houdt, is de mate waarin (niet) al het licht wordt doorgelaten. Ook al is glas voor het menselijk oog volkomen doorzichtig, een deel van het licht wordt in een objectief niet doorgelaten. We hebben het slechts over fracties, maar de verschillen zijn er wel degelijk. Bedenk daarbij dat (moderne) zoom-objectieven vaak over circa 15 lenslementen (of meer) beschikken, waar de gebruikte 50mm f/1.4 “slechts” 7 lenselementen gebruikt, en het zal duideliik zijn dat bij de ene lens meer licht verloren kan gaan, dan bij de andere. Dit verschil is uit te drukken in enkele procenten en over het algemeen niet in volle “stops”. Dat lichtverlies wordt wel “transmission” (of beter nog: “transmission verlies”) genoemd. Hier komt het begrip t-stop (in vergelijking met f-stop) om de hoek kijken. Bij t-stops wordt namelijk wel rekening gehouden met dit verlies in licht.

Ik heb de test ook nogmaals uitgevoerd met een crop sensor camera, en ook daar waren de foto’s onderling nagenoeg hetzelfde (belicht).

Verklaring

Ik had beloofd niet exact uit te gaan leggen waardoor f/8 altijd f/8 is, maar toch heel in het kort nog wat uitleg. In het kort (en zonder de pretentie volledig, of zelfs maar volledig juist te willen zijn), is f-getal (f/8) een weergave van de gebruikte brandpuntsafstand (zoals 50mm), gedeeld door de diameter van de lensopening (iris, diafragma). Een lensopening van f/2.8 is op een 300mm objectief veeeeel groter dan een lensopening van f/2.8 op een 24mm objectief. De verhouding van de brandpuntsafstand en de diameter zijn echter exact gelijk. Per tijdseenheid (sluitertijd) belandt er bij iedere lens op eenzelfde diafragma evenveel licht op de sensor.

Als dat lastig te begrijpen is, bedenk dan dat voor de belichtingsdriehoek maar drie zaken van belang zijn: de ISO-waarde (dit is overigens de enige grootheid in de belichtingsdriehoek die niets te maken heeft met de hoeveelheid licht die op de sensor valt), de sluitertijd, en het diafragma. Nergens in de belichtingsdriehoek wordt gevraagd naar (of rekening gehouden met) de brandpuntsafstand, de maximale lensopening of het formaat van de sensor. Met die wetenschap is het al voldoende om te kunnen stellen dat:

  1. Het voor de belichting niet uitmaakt of je een lichtsterk objectief gebruikt, of een minder lichtsterk objectief (mits je de foto op een diafragma maakt dat beide objectieven kunnen handelen);
  2. De brandpuntsafstand voor de belichting geen rol van betekenis speelt (uiteraard wel voor de compositie, maar die heb ik voor het experiment steeds min of meer hetzelfde gehouden door dichterbij, of verder van de grijskaart te gaan staan);
  3. Het voor de belichting niet uitmaakt of je een crop sensor camera, of een fullframe camera gebruikt.

Eén van de reacties op het bericht op Facebook was dat het wel uit moest maken omdat anders niemand meer een lichtsterk objectief zou kopen. Deze opmerking (hoe begrijpelijk ook) snijdt echter geen hout. De maximale lensopening speelt geen enkele rol van betekenis in de belichtingsdriehoek. Een lichtsterk objectief koop je omdat je wilt fotograferen in lichtomstandigheden die fotograferen met een minder lichtsterk objectief onmogelijk zou hebben gemaakt zonder toevoeging van extra licht (flits, concert), of omdat je graag een beperkte scherptediepte in je foto’s wilt weergeven (een eigenschap die nu eenmaal sneller optreedt bij lichtsterke lenzen op grote lensopening). Bovendien zijn lichtsterke prime-lenzen kwalitatief doorgaans beter dan zoomlenzen (ook hier zijn uitzonderingen). Dit komt doordat een primelens “eenvoudiger” te maken is dan een zoomlens, en doorgaans over veel minder glaselementen beschikt dan een zoomlens. En tot slot heeft iedere lens een “sweet spot”. Dat is een diafragma waarop de lens het “best” presteert (bijvoorbeeld op het gebied van scherpte). Deze sweet spot ligt doorgaans zo’n één tot twee stops van de maximale lensopening. Bij de gebruikte 50mm f/1.4 zou die bijvoorbeeld kunnen liggen op f/2.8, terwijl je bij een 18-55 DX-kitlens dan al op zo’n f/11 zal zitten. Een groot verschil dus.