Hoe werkt diafragma?

Wat betekent diafragma?

Er is veel te vertellen over het diafragma in fotografie, maar in essentie is het gewoon maar een gat. Een opening. Een ingang. Het diafragma is de opening waardoor het licht je camera binnenkomt voordat het op je sensor valt. Het interessante is, dat je het formaat van de opening kunt aanpassen dankzij een mechanisme met de naam iris. En het is het geen toeval dat dit zo heet, want het mechanisme werkt ongeveer op dezelde manier als het iris in je oog. Door samen te trekken sluit het gat, waardoor er minder licht binnen komt. Andersom opent het gat zich, waardoor er meer licht binnen kan komen.

Tot zo ver voor wat betreft de betekenis van het woord. Maar wat betekend diafragma nu echt voor fotografie? Want het is meer dan zomaar een gat. Door, onder andere, de hoeveelheid licht die je camera binnenvalt te reguleren, is het diafragma een essentieel onderdeel van je camera. Het is een van de drie hoekpunten van de belichtingsdriehoek. In dit artikel zal ik proberen uitleg te geven over alles wat ik geleerd heb over het diafragma, en hoe het je fotografie beïnvloed.

Het technische deel

Het onderdeel binnen in je lens dat het diafragma regelt, is de iris. Dit bestaat uit een aantal dunnen bladen die over elkaar heen glijden vanaf de rand van de lens om een gat te vormen, het diafragma. Je kunt op de foto hieronder zien hoe dat eruit ziet. Hoe meer bladen je iris heeft, hoe dichter het diafragma bij een perfecte cirkel komt. Over het algemeen hebben de duurdere objectieven meer bladen om het diafragma te vormen. De vorm van je diafragma heeft ook invloed op de vorm van het bokeh dat je in sommige foto's terug vindt.

Het f-nummer

Het formaat het diafragma wordt aangeduid met een nummer, dat het f-nummerwordt genoemd. Dus als je je camera gaat instellen om een foto te gaan maken, kun je diafragma aanpassen door het f-nummer te wijzigen. Het interessante daarbij is, dat het kiezen van een lager nummer het diafragma opent, waardoor een groter gat ontstaat (en er meer licht binnenvalt). Natuurlijk betekend een hoger nummer dan dat het gat zich sluit (en minder licht binnen laat). Dit kan een beetje verwarrend zijn, maar wordt verklaard door de manier waarop het formaat van het diafragma wordt berekend.

Het f-nummer, vaak ook f-stop genoemd, vertegenwoordigt niet het fysieke formaat van het diafragma. Het vertegenwoordigt de hoeveel licht die doorgelaten wordt naar de sensor. En dit is niet alleen afhankelijk van het formaat van het diafragma, maar ook van de brandpuntafstand. Als je de brandpuntafstand vergroot, heb je een groter diafragma nodig om dezelfde hoeveelheid licht op de sensor te laten vallen. Om dit effect tegen te gaan, zal het zelfde f-nummer altijd dezelfde hoeveelheid licht doorlaten, ook als de brandpuntafstand wijzigt. Dit is waar de wiskunde om de hoek komt kijken.

De wiskunde

Om het f-nummer te berekenen, wordt de onderstaande formule gebruikt. En als we onze middelbare school wiskunde hier op los laten, kunnen we de formule ook omdraaien zodat we de diameter van het diafragma uit kunnen rekenen als we het f-nummer en de brandpuntafstand weten.

Die tweede formule is wat je bij de camera's ziet als je het diafragma aan het instellen bent. Als er op je camerascherm f/2 staat, staat de "f" voor brandpuntafstand (focal length) en de 2 staat voor het f-nummer. Dus wat er eigenlijk staat is: "de diameter van het diafragma is de huidige brandpuntafstand gedeeld door 2". Het wijzigen van je brandpuntafstand zou resulteren in een andere diameter van het diafragma, maar niet direct in een ander f-nummer.

Stappen van het diafragma

Dan zijn we nog niet helemaal klaar met de wiskunde. Als je aan het fotograferen bent, stel het diafragma in in stappen. Meestal gebeurt dit in de camera instellingen, maar soms ook op de lens zelf. Voor deze stappen is er een vaste schaal. Afhankelijk van de lens die je gebruikt, kan dit starten ergens bij f/1 wat het grootste diafragma zou zijn, en kan het gaan tot wel f/44 wat het kleinste diafragma zou zijn.

Er zijn een aantal uitzonderingen, maar in de basis volgt de schaal een patroon. Elke volgende stap is een vermenigvuldiging met √2 van de voorgaande stap. Dit betekent dat elke tweede stap een verdubbeling is. Dus het derde nummer is twee maal het eerste nummer, het vijfde nummer tweemaal het derde nummer, en zo voorts. Hetzelfde geldt voor het vierde nummer dat het dubbele is van het tweede en zo verder. Bekijk het schema hier onder, dat de basis schaal weergeeft. Zoals gezegd kunnen hier uitzonderingen op zijn die mogelijk voor jouw camera/lens combinatie van toepassing zijn.

Het diafragma bij verschillende soorten objectieven

Er zijn een aantal factoren die de beschikbare diafragma instellingen voor je lens kunnen bepalen. Over het algemeen hebben duurdere lenzen een groter diafragma. Ook hebben lenzen met een vast brandpunt vaak een groter maximaal diafragma dan zoomlenzen. Ten slotte hebben lenzen met een groot brandpuntafstand vaak een kleiner maximum diafragma (dus een groter nummer).

Het effect van het wijzigen van je brandpunt

Dat is allemaal leuk en aardig, maar de grote vraag is: welk effect heeft het wijzigen van je diafragma op je foto? Voordat we dat kunnen beantwoorden, moeten we begrijpen wat het diafragma doet. Er zijn twee dingen die je hoofdzakelijke aanstuurt met het diafragma:

De hoeveelheid licht die je sensor bereikt
De scherptediepte

Ik beschouw de eerste van die twee als voornamelijk technische overweging, en de tweede vooral als creatieve. Laat me dat verder uitleggen.

Het diafragma dat licht binnen laat

Als je een foto maakt, wil je dat deze technisch in orde is. Dat betekent dat hij scherp is, dat de focus op de juiste plek ligt en een juiste belichting. Een van de belangrijke factoren in fotografie is een juiste belichting, wat betekend dat je de hoeveelheid licht die binnen komt onder controle moet hebben.

Als je je in een situatie bevindt waar niet zo veel licht aanwezig is, is een van de mogelijkheden die je hebt om toch tot een juiste belichting te komen, het open zetten van het diafragma. Op die manier neem je meer van het beschikbare licht binnen, wat voor een beter resultaat in je foto's zorgt. Als je meer licht binne nlaat, kun je een snellere sluitertijd en/of een lagere ISO gebruiken. Zo simpel is het.

Natuurlijk werkt dit ook andersom. Als je in een fel verlichte omgeving bent en er komt te veel binnen in je camera, kun je er voor kiezen je diafragma wat te sluiten. Op die manier komt er wat minder licht binnen, zodat je foto's niet overbelicht zijn.

Het diafragma bepaalt de scherptediepte

Een ander ding dat je wilt, is dat je foto's leuk zijn om naar te kijken. Dat is waar de creativiteit om de hoek komt kijken. Een van de creatieve keuzes die je kunt maken is de scherptediepte in de foto. Dit betekend dat een deel van je foto in focus is, terwijl een ander deel onscherp is. Twee andere factoren die daar invloed op hebben zijn de afstand tot je onderwerp (scherpstelafstand) en de brandpuntafstand die je gebruikt. Als je onderwerp verder weg is, wordt je scherptediepte (bij hetzelfde diafragma) groter. Hetzelfde gaat op als je een kleinere brandpuntafstand gebruikt.

Je kunt een voorbeeld hiervan zien in de onderstaande fotoreeks. De foto's zijn van links naar rechts gezien genomen met een steeds kleiner diafragma. In de meest linkse foto, met diafragma f/2 genomen, kun je zien dat er maar een kleine scherptediepte is. Alleen de figuur waar ik op scherp gesteld heb is in focus, de figuren die er voor en achter staan zijn wazig. Bij f/16 zijn alle vier de figuren zo goed als scherp. Alleen bij f/22 zijn ze allemaal in focus en scherp.

Het diafragma creatief toepassen

Je kunt deze kennis in je voordeel gebruiken als je aan het fotograferen bent. Als je wilt dat een bepaald onderwerp er uit springt op een foto, kun je een groot diafragma gebruiken, zoals de f/2.0 in het voorbeeld. Op die manier is het onderwerp waar je op scherp hebt gesteld helemaal in focus en alles er omheen wazig. Hierdoor wordt de aandacht van de kijker hier direct naartoe getrokken. In landschapsfotografie wordt vaak juist een kleiner diafragma toegepast, zoals f/9.0. Zo is het landschap dat je fotografeert scherp van de voorgrond tot in de achtergrond.

Het diafragma in je oog

Het werkt min of meer op dezelfde manier in je oog. Het leuke hiervan, is dat je dit ook zelf kunt testen. Als je kijkt naar een onderwerp dat dichtbij je oog is, en je focust hier op, dan zie je maar een klein deel van dat onderwerp scherp. Als je focust op iets in dat verderop is, zullen zaken die dichterbij zijn onscherp worden. Als je tot slot in een open veld gaat staanen je kijkt in de verte, dan lijkt bijna alles scherp te worden.

Scherptediepte - diafragma tov brandpuntafstand

Zoals ik al uitlegde in het saaie wiskundegedeelte eerder in dit artikel, wijzigt het formaat van je diafragma binnen in je lens als je andere brandpuntafstand gaat gebruiken. Dit betekend ook dat de scherptediepte mee verandert. Hou daarbij in de gaten, dat hoewel het fysieke formaat van je diafragma wijzigt, het nummer van het diafragma in de camera-instellingen hetzelfde blijft.

Dus hoe manifesteren deze wijzigingen zichzelf dan als je foto's aan het maken bent? Ik zal dit proberen te laten zien met een aantal voorbeelden.

Scherptediepte bij een korte scherpstel afstand

Dus mijn eerste voorbeeld is een situatie met een relatief korte scherpstelafstand. Stel je fotoshoot met een model op 2 meter afstand voor. Laten we hiervoor een mooie 24-70mm lens gebruiken op diafragma f/9.0. Als we dire foto's nemen op verschillende brandpuntafstanden die dit objectief ondersteunt, zal de scherptediepte als volgt zijn:

Focal point	Diafragma	Focal length	Depth of field
2 meter	f/9.0	24mm	26.62 meter
2 meter	f/9.0	40mm	1.49 meter
2 meter	f/9.0	70mm	0.43 meter

Zoals je kunt zien, wordt de scherptediepte een stuk kleiner als de brandpuntafstand groter wordt, zelf wanneer het diafragma op f/9.0 blijft.

Scherptediepte op langere afstand

Late we dat nog eens doen, maar met een beetje andere omstandigheden. Nu gaan we voor een vogel die op 100 meter afstand in een boom zit. Voor dit voorbeeld gebruiken we een 100-400mm lens, om het onderwerp wat dichterbij te halen. Om wat meer licht binnen te laten, zetten we het diafragma op het maximum voor deze lens van f/5.6. Nu zal de scherptediepte er zo uit zien op verschillende brandpuntafstanden:

Focal point	Diafragma	Focal length	Depth of field
100 meter	f/5.6	100mm	oneindig
100 meter	f/5.6	250mm	57.88 meter
100 meter	f/5.6	400mm	21.18 meter

Opnieuw zie je dat de scherptediepte kleiner wordt als de brandpuntafstand groter wordt. Een ander ding dat je op kan vallen, is dat vergeleken met de korte afstands situatie, de scherptediepte nog best groot is, zelfs al wordt het grootste diafragma gebruikt op de langste brandpuntafstand. Voor het maken van deze berekeningen heb ik de heel handige app Photographer's companion gebruikt. Download hem hier:

Conclusie

Zoals je kunt zien is het diafragma een belangrijk van fotografie. Zowel in technisch als in creatief opzicht heeft het een grote impact op de uitkomst van je foto's. De beste manier om de kracht van het diafragma te leren gebruiken , is door te oefenen en te zien wat het effect van je aanpassingen is. Dus ga er op uit en ga fotograferen!