น้องพลับ ขอสอง (F-stop ทำไม x 2)

เนื่องจาก บทความที่น้อง mokono ไปนำมาให้ได้อ่านกันใน multiply
ถึงวิธีจำ F-stop แบบง่ายๆ
โดยการ คูณสอง เข้าไปกับทุกๆค่า โดยหน้ากล้อง x2 เป็นการเพิ่ม 2สต๊อป โดยมีฐานที่ 1 กับ 1.4
ค่าอื่นๆ x2 คือเพิ่ม 1สต๊อป
ซึ่งก็จำง่ายดีแล้ว
————————————————————–

ตรงนี้เลยเป็นการเขียน อธิบายที่มาที่ไป ซึ่งปกติ ผมสอนบางส่วนให้นักเรียนผมด้วยอยู่แล้ว ( แบไต๋ กันสุดๆ )
แต่ไม่ได้สอนคำนวณ ทั้งหมด เพราะ มันลึกเกินกว่าที่จะใช้ถ่ายรูปเบื้องต้นไปเยอะ และถึงรู้หมด ก็ใช่ว่าจะถ่ายรูปสวยขึ้น
(คนที่จะอ่านตรงนี้ต่อ กรุณา ทบทวน คณิตศาสตร์ ม.ต้น เพื่อจะได้ไม่มึนตึบ)
————————————————————–
เริ่มต้นคำถามแรก ว่า อะไรคือ 1 สต๊อป
————————————————————–
คำตอบ? : ระยะห่าง 1สต๊อป คือ การที่แสง เข้าไปถึงเซนเซอร์ หรือฟิล์ม ได้? มากขึ้น 2 เท่า หรือ ลดลง ครึ่งหนึ่ง
พอรู้แบบนี้ แล้ว ลองดูที่ค่าสปีด ที่ เพิ่มขึ้นหนึ่งสต๊อป ตามสูตรจำง่ายด้านบน คือ x2
เช่น 1/125 วินาที ห่างกับ 1/250 วินาที 1 สต๊อป ( 125? x 2 = 250 )
1/250 วินาที ห่างกับ 1/500 วินาที 1 สต๊อป ( 250 x 2 = 500 )
จะเห็นว่า เวลาต่างกัน 2 เท่า ( หรือ ครึ่งหนึ่ง แล้วแต่จะมองว่าเพิ่มหรือลด )
ซึ่ง เป็นการควบคุม “ปริมาณแสง” ให้ลดลงครึ่งหนึ่งแบบ ตรงไปตรงมา
————————————————————–
นึกภาพเหมือนเปิดน้ำใส่ถัง สมมุติว่า
เปิด 10 นาที เต็มถัง
ถ้าเปิด 20 นาที ก็ได้น้ำ 2ถัง
ถ้าเปิดแค่ 5 นาที ก็ได้น้ำครึ่งถัง

5 นาที ต่างกับ 20 นาที อยู่? 2สต๊อป? เพราะ 5 x 2 = 10 แล้ว 10 x 2 = 20
————————————————————–
ซึ่งตรงนี้เป็น”หลักการ” ในการ ปรับค่าต่างๆ รวมถึงค่า F-stop หรือ F-aperture และ ISO ด้วย
(ความจริง ค่าอื่นๆ อิงจากค่าหน้ากล้อง เราจึงใช้คำว่า Stop กับทุกๆค่า)

ทีนี้ ค่า “ความสว่าง” ถ้าจำสูตรคำนวณฟิสิกส์ สมัยเด็กๆได้ (หลายคนอาจจะเด็กอยู่ ยังไม่ได้เรียน)
จะเกี่ยวข้องกับ “พื้นที่รับแสง”
ที่ บอกว่า พื้นที่รับแสงมาก ก็สว่างมาก พื้นที่น้อย ก็สว่างน้อย คำนวณกับปวดกระบาล
การเปิดหน้ากล้อง ให้ กว้าง หรือแคบ จึงเป็น การ เพิ่มลดพื้นที่รับแสง ซึ่ง ทำให้ สว่างขึ้น หรือมืดลง
ค่าหน้ากล้อง 1 stop จึงหมายถึง การที่

————————————————————–

พื้นที่รูรับแสง ลดลงครึ่งหนึ่ง หรือ เพิ่มขึ้น สองเท่า”

————————————————————–
ทีนี้ ก็จะงงว่า ทำไมค่าที่เอามาใช้เป็นค่าหน้ากล้องมันไม่เพิ่มสองเท่า แบบ สปีดชัตเตอร์ ดันเพิ่มที่ละ 1.4 บ้าง เต็มจำนวนบ้าง

มาดู สูตรพื้นที่ วงกลมกัน
สูตรปกติ คือ
ให้ สมมุติ เราเปิดหน้ากล้อง มีรัศมีเท่ากับ 2 mm
แล้วจะหาว่า รัศมี เท่าไหร่ถึงจะทำให้ “พื้นที่” เป็นสองเท่า ( แทนเป็น R )
————————————————————–

เราจะได้ สมการ
————————————————————–
2 x พาย x 2 กำลังสอง =  พาย x  Rกำลังสอง
2 x พาย x 2 กำลังสอง = พาย x Rกำลังสอง
2 กำลังสาม = Rกำลังสอง
8 = Rกำลังสอง
รากที่ 2ของ 8 = R
2.8 = R

เพราะงั้น รัศมี ที่ทำให้เกิด พื้นที่ใหญ่ขึ้นสองเท่า จาก 2 คือ 2.8 ตัวเลขคุ้นๆไหม…..

อีกมุมหนึ่ง หากเรา ตั้ง สมการด้วย
2 x พาย x 1.4? = พาย x R?
เราจะได้ค่า R = 1.97 (ประมาณ 2)

ซึ่งหากจะคำนวณไล่ทุกค่า จะพบว่า ค่าหน้ากล้องเป็น ค่า “รัศมี” ที่เพิ่มขึ้นหรือลดลง
โดย ทำให้ “พื้นที่” รับแสง เพิ่มขึ้น 2 เท่า หรือ ลดลง ?
————————————————————–
อย่างไรก็ดี ค่า รัศมีนี้ไม่ได้เป็น “ค่าจริง” ที่มีหน่วยวัด แบบตรงๆไปตรงมา
เนื่องจาก ระยะเลนส์ หรือ focal length ก็มีผลต่อ “ความสว่าง”

  • ซึ่ง ไปมีผลต่อหน้ากล้อง ทำให้รัศมีเพิ่มขึ้นหรือลดลง อีกที
  • ซึ่ง เป็นสาเหตุให้ หน้ากล้องเดียวกัน บนเลนส์คนละช่วง มี Dof มากน้อยไม่เท่ากัน
  • ส่งผลต่อ เลนส์ซูม บางตัวที่มีค่าหน้ากล้องกว้างสุดสองค่า
  • ยังไม่รวม เรื่อง ขนาดของเซนเซอร์ ที่จะมีผลต่อ Dof อีก หนึ่งทอด

ซับซ้อนซ่อนเงื่อน ยิ่งกว่า คินดะอิะจิ

มาเรียนกับผมวันเดียว ผมจะเอาชื่ออาก๋งเป็นประกัน
ว่าจะไขปริศนาทั้งหมดให้กระจ่าง 555

หวังว่าจะเป็นประโยชน์ ถึงจะไม่ช่วยให้ถ่ายรูปสวยขึ้นก็ตามที

สวัสดี