Il numero F che indica la "velocità" della lente esprime la quantità prodotta al centro dell'immagine. I punti che si trovano al di fuori dell'asse ottico non necessariamente ricevono questa quantità di luce.

La distribuzione della luce viene espressa in forma di proporzione tra la luminosità al centro dell'immagine e i punti fuori dall'asse; ai bordi dell'immagine si ottiene una minore quantità di luce rispetto al centro e questo per due ragioni: il fenomeno della "vignettatura" e per la legge del coseno alla quarta potenza.

La densità della luce ai bordi dell'immagine è il prodotto di questi due fattori.

Se aprite il diaframma e scrutate all'interno dell?ottica dal centro, la pupilla d'entrata sembrerà rotonda ma se scrutate verso l'interno da un certo angolo la pupilla d'ingresso apparirà ovale in quanto il cilindro dell'ottica eclissa parte della luce ai margini.

Questo effetto viene detto "vignettatura". Chiudendo il diaframma la forma ovale comincia ad avvicinarsi a un cerchio se si continua a scrutare l'interno dell'ottica da un angolo diverso dal centro.

Continuando a chiudere il diaframma l'effetto della vignettatura si ridurrà ulteriormente e la distribuzione della luce avverrà in modo più uniforme.

L'effetto della vignettatura può essere eliminato aumentando il diametro dell'ottica.

In pratica accade che una certa quantità di vignettatura viene mantenuta in modo che l'ottica possa risultare ragionevolmente compatta, perché si deve raggiungere un compromesso tra vignettatura residua e praticità d'uso dell?ottica (cioè la sua dimensione fisica).

Il secondo fattore è la legge del coseno alla quarta potenza che è pur sempre presente anche se l'ottica non presenta la vignettatura.

La luce che raggiunge i bordi dell'immagine diminuisce secondo il coseno alla quarta potenza dell'angolo di vista; questo effetto aumenta in posizione di grandangolo.

In posizione a tutto grandangolo il diametro della pupilla d'entrata cambia in accordo con l'angolo di vista riducendo l'efficienza dell'apertura e deve essere fatta una compensazione secondo la legge del coseno alla quarta potenza.

Zoommare con un'ottica a zoom, quindi, somma entrambi i fattori di vignettatura e la legge del coseno alla quarta potenza.

Il fattore del coseno alla quarta potenza cambia in quanto cambia l'angolo di vista.

In posizione tutto grandangolo il centro dell'immagine è generalmente piatto (come densità di illuminazione) ma esiste un rapido decadimento verso i bordi a causa della somma dei due fattori.

In posizione tutto tele il decadimento della luce dal centro rispetto ai bordi è più morbido (questo a causa principalmente della minore vignettatura).

In posizione a tutto tele la regione dell'immagine con illuminazione uniforme è più piccola e lo zoommare velocemente verso grandangolo può produrre un visibile restringimento del cerchio centrale producendo un effetto ad anello.