絞りとは何か、f値とは何を意味するのですか

絞りは、カメラのレンズの中にある開口部で、センサーに光を通す部分のことです。日常的な英語では、穴やすき間、割れ目など、あらゆる「開いている部分」を指す言葉です。

写真ファイルでは、絞りはその写真を撮影したときにカメラが使ったレンズの開き具合のことです。カメラはこれを f値として EXIF データに書き込みます (例: f/2.8)。EXIF データは、f値をシャッタースピードやISO設定と一緒に保存します。

なぜ小さい数値ほど絞りの開きが大きくなるのか

f値は、レンズの焦点距離を開口部の直径で割った値です。開口部が広くなるほど分母の数値が大きくなるため、f値は小さくなります。

このため、f/2.8 の方が f/8 よりも開きが大きい絞りになります。数値が小さいほどカメラに入る光の量は多くなり、数値が大きいほど光の量は少なくなります。写真家はこれらの数値を fストップと呼ぶこともあります。

標準的な f値 (フルサイズの fストップ) は、決まった並びになっています。1段階高い数値にすると取り込まれる光の量は半分になり、f値はおよそ 1.4 倍ずつ増えていきます。

カメラは、f/4.5 のようにフルサイズの fストップの中間の値も記録できます。ファイル内では、この数値は 2 つの整数の分数として保存されます。例えば、EXIF 仕様書のサンプルファイルでは、f/4 を表す値として 4/1 を保存します。

2 つ目のタグである ApertureValue には、APEX と呼ばれるスケールで同じ設定を保存できます。このスケールでは、4 が f/4、5 が f/5.6 を表します。ExifTool などのメタデータリーダーは、この値も f値として表示します。

絞りには 2 つの役割があります。センサーに届く光の量を調整することと、どの範囲までピントが合って見えるかを調整することです。手前から奥までどこまでがシャープに見えるかの範囲を、被写界深度と呼びます。

数値の小さい大きな開口部にすると、被写界深度が浅くなります。被写体はシャープに写り、背景はぼけるため、ポートレート撮影では大きな開口部がよく使われます。

数値の大きい小さな開口部にすると、被写界深度が深くなります。風景写真では、画面全体の細部までシャープに保つために小さな開口部が使われます。

低い数値と高い数値のどちらが常に優れているということはありません。光が暗い場面では小さい f値が役立ち、画面全体にピントを合わせたい場面では大きい f値が役立ちます。

絞りだけで写真は決まりません。シャッタースピードや ISO と組み合わせて、写真の明るさが決まります。被写界深度は焦点距離や被写体までの距離にも左右されます。

別のタグには、カメラがどのように露出を設定したかが記録されます。撮影者が絞り優先を選んだ場合、ExposureProgram タグには 3 が入り、ExifTool では Aperture-priority AE と表示されます。

絞りは、デジタルカメラが書き込む EXIF データの一部です。JPG、HEIC、TIFF の写真に含めることができ、CR2、NEF、ARW、DNG などの raw ファイルにも含めることができます。

主なタグは FNumber で、タグ ID は 0x829D です。EXIF 規格では任意項目とされているため、このタグが含まれていないファイルもあります。XMP メタデータには、同じ名前のフィールドに同じ値を保存できます。

関連するタグ MaxApertureValue には、そのレンズが持つ最小の f値 (つまり最大の開口部) が記録されます。ズームレンズでは、ズーム域の両端で最大の開口部が異なる場合があります。LensSpecification タグには、これら両方の値が保存されます。