【カメラ基礎】F値（絞り値）と明るさの関係について改めて知ろう（定量的）
前回はF値（絞り値）と明るさの関係について定性的に解説しました。
↓前回の記事
今回は定量的な説明です。
- 【レンズ口径】レンズ口径が1/2倍になるとレンズ面積が1/4倍になる。つまりレンズ口径を1/√2倍するたびにレンズの明るさが半分になる
- 【焦点距離】焦点距離が2倍になると像の面積は1/4倍となる。つまり焦点距離を√2倍するたびにレンズの明るさが半分になる
- 【F値】「F値 = 焦点距離 / レンズ口径」である。つまりF値を√2倍するたびにレンズの明るさが半分になる
- まとめ
- 発売日: 2019/02/22
- メディア: Camera
【レンズ口径】レンズ口径が1/2倍になるとレンズ面積が1/4倍になる。つまりレンズ口径を1/√2倍するたびにレンズの明るさが半分になる
まずはレンズ口径です。
レンズは集光機能という役割を担っていますので、より多くの光を集められた方が明るいレンズとなります。
その際明るさはレンズ面積に比例しますので（※１）、レンズの面積をS、レンズ口径をrとすると
レンズの明るさ ∝ S = π(r/2)^2 ∝ r^2
レンズ口径を√2倍するたびにレンズの明るさが2倍になります。
F値のために言い換えると、レンズ口径を1/√2倍する毎にレンズの明るさが半分になります。
【焦点距離】焦点距離が2倍になると像の面積は1/4倍となる。つまり焦点距離を√2倍するたびにレンズの明るさが半分になる
続いて焦点距離です。
繰り返しになりますが、より多くの光を集められた方が明るいレンズです。
像の面積をS、焦点距離をfとすると
レンズの明るさ∝S∝1/f^2
焦点距離を1/√2倍するたびにレンズの明るさが2倍になります。
同じく言い換えると、焦点距離を√2倍するたびにレンズの明るさが半分になります。
【F値】「F値 = 焦点距離 / レンズ口径」である。つまりF値を√2倍するたびにレンズの明るさが半分になる
ようやくF値の登場です。
F値は以下の式で定義されます。
焦点距離およびレンズ口径はそれぞれ明るさに対して√2の係数で反比例、比例の関係にありますので、除算で組み合わせているのがミソです。
レンズの明るさ∝1/√2F
F値を√2倍するたびにレンズの明るさが半分になります。
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まとめ
今回はF値（絞り値）と明るさの関係について定量的に説明しました。
√2という平方根が出現するためにF値は1.4、2、2.8と一般人には見慣れない値を取りますが、面積で考えればいたって自然な振舞となります。
とは言え撮影時にこんな小難しいことを考える輩がいるわけもなく、F値に関して覚えてしまえばいいんですけどね。。
※１
集光という機能に関し明るさは面積に比例することを自明の理として説明しなかったが、言及すべきだったのか悩む。。
光度とか照度とか述べないまでも、何か例くらいは記述すべきだったのだろうか。
まあブログだからいいか。
【カメラ基礎】F値（絞り値）と明るさの関係について改めて知ろう（定性的）
皆さん、F値（絞り値）について理解していますか？
私がカメラを購入して最初にはてなマークが頭に浮かんだのはF値です。
私の場合は理系脳が入っているので「なんでこんなところで常用対数が出てくるんだっけ？」という疑問でしたが。。
そこで今回はF値と明るさについてできる限りわかりやすく説明します。
実は以前の記事でもF値について記載したものはあるのですが、今見るとちょっとわかりづらいところがありました。
↓過去記事
ですので、今回はマンガ絵を使いながら特に定性的な説明を補足します。
この記事は定性的な説明です。
「レンズ口径」が大きい方が明るいレンズである
皆さんは虫眼鏡で紙を焦がすとしたら、大きい虫眼鏡と小さい虫眼鏡のどちらを使いますか？
ほとんどの人が大きい虫眼鏡と答えると思います。
図示したとおり、大きい虫眼鏡のほうがより光を集められるからに他なりません。
このようにレンズの大きさに関しては感覚と合致しており、特に悩むこともありません。
ちなみに「より光を集められる」というのはとどのつまり「明るい」ということです。
整理するとレンズ口径が大きい方が明るいレンズとなります。
「焦点距離」が短い方が明るいレンズである
続いて最初は腑に落ちない焦点距離の話です。
でもこれは、カメラを持っている方ならむしろ感覚的に理解できるところかもしれません。
焦点距離を短くすると画角は広くなりますよね？
つまり単純に焦点距離が短いとより広範囲の光を集められるということです。
先ほどと同様で、「より広範囲の光を集められる」というのは「明るい」に他なりません。
整理すると焦点距離が短い方が明るいレンズとなります。
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F値はレンズの明るさの指針であり、「焦点距離」を「レンズ口径」で割ったもの
ここからが本題です。F値とは何でしょうか？
F値はレンズの明るさの指針です。
そのために先に説明した「レンズ口径」と「焦点距離」を組み合わせてF値を算出しています。
具体的には
となりますが、ここは定性的な説明にとどめるため式はここだけです。
先の説明で焦点距離が小さい方が明るい、レンズ口径が大きい方が明るいと説明しましたが、式を見ればF値が小さいほど明るいレンズであるということがわかると思います。
まとめ
今回はF値（絞り値）と明るさの関係に関して定性的に説明しました。
レンズ口径はまだしも、焦点距離に関してはなかなか腹落ちしないんですよね。
今回記事に再度書き起こしたのも、実は私自身が焦点距離と明るさの関係について腹落ちしていた個所を忘れてしまったからです。
それでは2021年も始まりです。
大人になると年を取るのもあっという間ですね。。
※年末年始で暇なのだけれど、コロナで遊びにもあんまり行けないし、カメラもあまり持ち出せない。。
【理系だけど】おそらくフィーリングは大事にした方がいい
今回は理系だけどというお話です。
私は根っからの理系人間です。
数字が好きだし、物事はできる限り数値で評価したいと考えています。
文系気質の妻とは基本的に気が合いませんが、結果的に上手くいっているような気がします。
関係ありませんが。
そんな私ですが、カメラに関しては定量的な評価をしつつもやはりフィーリングは大事にした方がいいと考えています。
DXOMARKではソニーのカメラは評価が高い
カメラやレンズの評価サイトとしてDXOMARKがあります。
カメラで言えば「色の再現性」「ダイナミックレンジ」「許容できるISO感度」、レンズで言えば「シャープネス」や「周辺減光」などの各種パラメータを評価しています。
私はα7Ⅲ、α6400を使っていますが、DXOMARKではこれらソニー機の評価は一般的に高いです。
センサーを自ら開発、製造しているからかもしれませんが、ソニーが発売して１、２年後に他社が追随するような傾向があります。
EOS R5、R6が出てきてその傾向が少し変わってきたようにも思えますが、少なくともその前はソニーが間違いなく先行していました。
出てくる絵としてはキヤノン、ニコンが好みである
しかし、絵作りとして私が好きなのはソニーではありません。
特にスキントーンに関してキヤノン、ニコンが好みだったりします。
極端な話をすると絵と一緒ですよね。
どれが悪いとかそういった話ではなく、ただ単に相性の問題です。
そんなもの無視してテクニカルなものだけを数値化してしまうと、数字に踊らされるだけです。
つまり、DXOMARKなどで評価できる数値だけを優先してしまうと、結局は「自分にとって」いまいちなカメラを買ってしまうことになりかねないのです。
私はダメだったらRAW現像すればいいやくらいで撮影しているので問題ありませんが、ソニーの絵作りの相性が合わなくて結局キヤノン、ニコンを買い戻したという書き込みは時々目にします。
フィーリングは大事にした方がいい
理系の私が言うのもなんですが、数値だけにとらわれずにフィーリングは大事にした方がいいです。
撮影したくなるカメラ、持ち出したくなるカメラは人それぞれあります。
それは私のように光軸上にEVFがあることなのかもしれないし、ホールド感かもしれないし、出てくる絵作りかもしれません。
いずれにせよ、オートフォーカス0.02秒といったようなわかりやすい数値だけで購入することはお勧めしません。ソニー機を持っている私が言うことではありませんが。
カメラの機能・性能は重要ではありますが、本質ではないと考えます。
【番外】ソニーの姿勢は正しいと思う
とは言え私もエンジニアなので、ソニーの考えは正しいと思います。
フィーリングというあいまいな要素をできうる限り定量的な値に落とし込み評価することは、エンジニアとしては至極正しい姿勢です。
私も自分の仕事において基本は数値化して評価するように心がけています。
それをプライベートに持ち込もうとするから妻と揉めるんですけどね。。
【自分だけ？】EVFが光軸上にあると撮影意欲が沸く
これ、自分だけなのかなってお話です。
今、私はα7Ⅲを積極的に持ち出しています。
α6400とα7Ⅲが手元にある中、手に取りたくなるのはα7Ⅲの方です。
それはフルサイズのほうがより安心だとかそういう理由ではなく、単純に撮影意欲がより沸くのがα7Ⅲであるということ。
私自身も理由がわからなかったので、過去所有していたカメラを通して考察してみました。
- Olympus E-M10 MarkⅡも楽しかった
- CANON EOS Kiss Mも（ですら？）楽しかった
- EVFが光軸上にあることが個人的に重要らしい
- α7Ⅲを積極的に持ち出す理由も、EVFが光軸上にあることが主な理由かもしれない
Olympus E-M10 MarkⅡも楽しかった
思い出してみると、Olympus E-M10 MarkⅡも撮影していて楽しかった思い出があります。
子供を撮影するときにEVFを覗いてニヤニヤ。
こちらはマイクロフォーサーズですが、個人的に名機と思っています。
↓今だとMarkⅢですかね
CANON EOS Kiss Mも（ですら？）楽しかった
α6400とEOS Kiss Mを同時に持っていた時、より持ち出していたのはEOS Kiss Mでした。
個人的にはKiss Mは物理ボタンが不足していて不満はあったのですが、それでもEVFを覗いてシャッターを押していました。
α6400の方が機能性能は上なのになーと思いながら。
EVFが光軸上にあることが個人的に重要らしい
個人的に振り返ってみると、EVFを積極的に覗きたくなるようなカメラだと結果的に撮影意欲が向上するようなのです。
E-M10 MarkⅡを買い換えた時も機能性能の向上を狙っただけであり、決して撮影意欲がわかないからという理由ではありません。
EOS Kiss Mもしかり。
むしろ、機動性も含めE-M10 MarkⅡはいいカメラだなーと今でも思っています。
α7Ⅲを積極的に持ち出す理由も、EVFが光軸上にあることが主な理由かもしれない
以前比較したように、α6400に対してα7Ⅲがとんでもなく画質が上であるという感覚は実はありません。
パパママカメラマンにとっては、むしろ大きく重くなった分α7Ⅲの方がシステムとして不利な部分もあるのです。
にも拘わらずα7Ⅲを積極的に持ち出している理由は「より撮影意欲が沸くから」、端的に言ってしまえば「EVFが光軸上にある」ことが主な理由のような気がしています。
繰り返しになりますが、これ自分だけなんですかね。
となると、EVFが光軸上にあって機動性に優れるAPS-C製のNikon Z50最強説が出現するのですが。
レンズラインアップさえ何とかなれば。。
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α7Ⅲ + SEL35F18Fを持って紅葉狩りに平林寺に行ってきた
紅葉も終わりかけというところで、α7Ⅲを持って平林寺に行ってきました。
平林寺は埼玉県の有名な紅葉スポット
平林寺は埼玉県新座市にあります。
いつもの通り私は知りませんでしたが、紅葉狩りとして有名な場所です。
平林寺として駐車場はないので、近くの有料駐車場に止めて参拝しました。
参拝料は500円です。
α7Ⅲ + SEL35F18Fの組み合わせで撮影
今回はα7ⅢにSEL35F18Fを組み合わせて撮影しました。
以前のあしかがフラワーパークのイルミネーション撮影時に採用したSEL55F18Zは一本体制としてはさすがに画角が狭かったので、今回は35mmの焦点距離を採用しました。
↓55mmは画角が狭い。。
というか、SEL50F18Fがキャッシュバックキャンペーンだったこともありボーナス払いの位置づけで購入！
初参戦です。
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紅葉は全体を撮影しても見栄えしない
紅葉は鑑賞する分にはとてもきれいなのですが、全体を撮影してもいまいちその感動が伝わりにくいです。
以下、「うわー綺麗だー」で撮影した写真です。
どうでしょうか、私の感動がこの写真から伝わりますかね？
そもそもお前の感動なんて知らんないよでしょうが、私自身が後から写真を見ても「あれ？ こんなものだったっけ？」という感じでした。
紅葉は主役が絞りにくいため、全体を撮影しても見栄えしません。
後からネットで紅葉の名所の写真をあさったら、構図に苦労している感がありありと出ていて面白かったです。
紅葉を撮影する際は切り取る構図を選ぼう
ということで、基本は切り取る構図で撮影していきます。
後ろの岩を見てもらえればわかると思いますが、順光の写真です。
もみじの色が若干くすんで見えますよね。
紅葉に順光は相性が良くありません。
結果的に逆光気味の撮影が多くなりました。
こちらはサイド光に近い構図です。
順光を回避するだけでずいぶん紅葉の印象が変わります。
隅っこの方に鎮座していた狛犬（？）。
小物を撮影しておくと後々アクセントになりますよね。
散策していくと赤だけでなく黄金色に輝いているもみじもあります。
その中で撮影した一枚。
もう少し構図を工夫したら良さそうになりそうだったのだけれど、不完全燃焼でした。
個人的に惹かれるのはこのような切り取った構図です。
多分誰かが置いたものだとは思うのですが、これが偶然ですと価値が上がりますね。
紅葉を額縁みたいにした構図です。
このような半逆光の構図ですと建築物がアンダーになるので、シャドウを持ち上げるためにRAW現像しています。
こちらは光芒確認のお遊び。F11。
SEL35F18Fは絞り羽根が9枚とのことで、光芒の筋の数も18本になっています。
12月に入っているので紅葉は終わりかけでした。
このようなわびしさの入った写真は基本アンダー気味に撮影します。
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SEL35F18F一本体制でも十分！
今回はSEL35F18F一本体制でもなんとかなりました。
このSEL35F18Fは一言でいうと「明るくて寄れる35mm画角レンズ」のため、非常に使い勝手が良いです。
SEL55F18Zの最短撮影距離が50cmであるのに対し、このSEL35F18Fはなんと22cm！
SEL55F18Zが寄れなすぎると言われればそれまでですが。。
今後のスナップ撮影時はこのSEL35F18Fがお供になりそうです。
あしかがフラワーパークのイルミネーションを見に行ってきた
思いつきですが、家族であしかがフラワーパークのイルミネーションを見に行ってきました。
- あしかがフラワーパークは日本三大イルミネーション！らしい
- α7ⅢにSEL55F18Zの組み合わせで撮影。予備でRX100M3
- 老若男女の問わず見る価値あり！ 多分また行きます
- 【カメラ観点】広角もカバーするレンズを探そう
あしかがフラワーパークは日本三大イルミネーション！らしい
知りませんでしたが、あしかがフラワーパークは日本三大イルミネーションらしいです。
藤の花は一度見に行きたいとは思っていましたが、いつの間にイルミネーションがこんなに有名になったのか。
噂にはちらほら聞いていましたが、完全に情報キャッチ不足でした。
ということで、荷物を軽くまとめて夕方に車で出発しました。
α7ⅢにSEL55F18Zの組み合わせで撮影。予備でRX100M3
今回の撮影は基本α7Ⅲ + SEL55F18Zで挑みました。
焦点距離が55mmなので言わずもがな画角は狭いです。
全体を撮影するのではなく切り取る、記録よりも記憶というコンセプトです。
とはいえ記念撮影もするだろうからRX100M3も小脇に抱えました。
老若男女の問わず見る価値あり！ 多分また行きます
入園料を払って中に入るとそこは別世界。
色とりどりのイルミネーションに子供のテンションが上がりまくります。
夜で視界が開けていない中でルートは入り組んでいるし水辺はあるしでとてもゆっくりと撮影なんかしている場合ではありません。
子供に気を付けながらα7Ⅲ + SEL55F18Zを手になんとか撮影しました。
（時間がないので途中で構図を固定していたのがばれますね。。）
「光のふじのはな物語」ではわかりやすいキラキラとした写真が撮り放題です。
ちなみにすべてF2.8ですが、背景との距離の差で玉ボケの大きさや受ける印象が異なっています。
私もこんなにちゃんと玉ボケを撮影するのは実は初めてのような気がします。
ここまですごいとレモン型とか楕円形とか言っている周辺部ボケの形状変化が詳細に見て取れます。
光の花はいたるところで咲き誇っていますね。
ゆっくり撮影したかった。。
イルミネーションだとα7Ⅲですらピントを外す時がありました。
逆に新鮮でした。
55mmの画角一本で挑むつもりでしたが、明らかに足りていないシチュエーションもちらほら。
切り取ってもいないし、全体の雰囲気も表現できていないし。。
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ということで途中からRX100M3をメインで使っていました。
家族写真は省略するとして、以下のような構図に関してはRX100M3にて撮影しています。
繰り返して比較することは避けますが、まあこのような構図では55mmでは到底足りません。
というより、イルミネーションやはり綺麗ですねー。
家族だけでなくカップルも多かったのは納得。
【カメラ観点】広角もカバーするレンズを探そう
もともと風景を切り取ることを想定して55mmの画角で挑んだあしかがフラワーパークでしたが、到底事足りませんでした。
家族で来たからには全体図も家族も取るべきなので、パパママカメラマンとして失格ですね。
キットレンズとしてSELP1650は持っていますが、イルミネーションやザ・風景となるといまいち撮影する気がおきません。
理想はキヤノン製にはなりますがEF-M22mm F2 STM！
安くて軽くて映りもいい！
初めて買った単焦点レンズということで思い入れがあるのかもしれませんが、個人的に文句なしです。
↓単焦点レンズというとどうしてもこれを思い浮かべてしまう。
スナップ写真も守備範囲に考えているため超広角は不要なので、α7ⅢだとSEL35F18Fでしょうか。
↓ 結構評判が良さそう
α6400に関してですが、実は35mm換算30～35mm のこれならというレンズが個人的に見つかっていません（これまで購入してこなかった理由）。
Sigma 16mm F1.4 Contemporaryはスナップには焦点距離が少し短いし、SEL1018は言わずと知れた超広角レンズです。
レンズラインアップに超広角の世界に足を踏み入れてもらうというソニーの作戦があったら、それはそれで怖いです。。
↓これでもいいのかなー。これでもいいような気もしてきた。
↓これは有名ですよね。パパママカメラマンとしての使用頻度を鑑みるとちと高い
悩みは尽きません。
Googleフォト無料化終了に思う、パパママカメラマンの写真・動画の管理手法
ご存じの方が多いとは思いますが、衝撃的なニュースが飛び込んできました。
Googleフォトの完全無料化が2021年5月に終了するというのです。
そこでパパママカメラマンとしての写真・動画管理手法について今一度整理してみました。
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「みてね」で写真・動画を家族と共有している
皆さんはおじいちゃんおばあちゃんと写真・動画をどのように共有していますか？
わたしは子供の写真・動画を「みてね」で共有しています。
・無料、無制限でアップロード可能（データ圧縮あり）
・特定の家族と写真・動画が共有できる
・写真・動画を自動で見やすく整理してくれる
・アップロードしたら自動で通知してくれる
・成長が確認できる１秒動画が定期的に届く
Gooleフォトでも写真・動画を共有できますが、共有を前提としている「みてね」とは操作性の面で雲泥の差があります。
個人的な感想ではありますが、家族と子供の写真・動画を共有するという点において圧倒的に「みてね」が優れています。
少なくとも私の周りでは自分や妻の兄弟、高校時代の友達などもみんな「みてね」を使っているので、シェアはかなり高いと推測されます。
もし「みてね」が有料化されでもしたら私にとってはGoogleフォトどころの影響ではありません。
写真・動画共有システムを一から考え直さなくてはいけません。
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中途半端に便利になった今、写真・動画の一元管理が困難
Googleフォト無料化終了と聞いて実際衝撃が走ったのですが、よくよく考えてみるとパパママカメラマンとしてGoogleフォトに子供の写真・動画を一元管理していませんでした。
ということで今一度写真・動画管理ツールの立ち位置を考えてみました。
左から「みてね」、Goodleドライブ、HDDです。
「みてね」には各自のスマホで撮影した子供の写真・動画が集約されます。
一方で「みてね」はあくまで子供の写真・動画の共有アプリであるため、風景や花だけを撮影した写真はアップロードしません（誰も興味がない）。
またHDDには保存できるRAWデータもGoogleフォトには保存できません。
つまりどのツールも得手不得手があり、写真・動画の一元管理としては実は難しい時代になってきています。
パパママカメラマンの写真・動画管理コンセプトが定まらない
パパママカメラマンの方は写真・動画管理コンセプトをどのように定めているのでしょうか？
私はここ２、３年ずっと悩み続けています。
大きな分岐点は「家族が撮影したものまで写真・動画の一元管理をすべきか？」
私も子供が生まれてしばらくは一元管理をすべきと考え、HDDで集約していました。
しかし家族の写真をHDDに集約するためには、下記のような無駄に思えるような作業をする必要があります。
↓スマホでダウンロードしてPCにデータを映し、HDDに移動するのは正直骨が折れる
ただでさえ忙しい時期に工数をかけて実行したところで共有という目的は「みてね」で完了してしまっていることから、意義が見いだせずに途中で辞めてしまいました。
写真・動画の管理が目的なのか、共有が目的なのか？ 両方なのか？
上位コンセプトがFIXできずに今に至っています。
まとめ
今回はGoogleフォト無料化終了に起因し、パパママカメラマンとしての写真・動画の管理手法について考えてみました。
結果的にGoogleフォトの話というよりはもっと上段の話がメインになってしまいました。
Googleフォトの代替アプリとしてはアマゾンフォトなどが考えられますが、こちらはRAWデータが保存できる代わりに動画が無料でアップロードできないといったような違いがあり単純に移行できません。
結局のところ自分が何をどうしたいかが最も重要だと思います（Googleフォトのようなツールは手段であって目的ではない）。
そして、それが定まっていない自分。
自分の写真・動画管理だけだったら間違いなくNAS運用なんですけどね。。
（あれ、急に物欲が。いかん）
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