“什么是光圈?当被问及这个问题时,你们大多数人都知道光圈就像一个门,用来控制进入镜头的光量。曝光时间不变时,光圈越大,光圈值越小,入射光越多;知道大光圈容易拍浅景深等。在学习摄影的过程中,还有其他关于光圈的知识吗?这次把时间整理一下,一起复习功课吧!

光圈、光圈值与光圈级数

光圈就像照相机的瞳孔一样,通过扩大和缩小来控制入射光的量,从而调节照射在底片或感光元件上的光量。一般来说,孔径大小是指孔径的孔径大小,通常以f/1.4和f/2的形式表示。通常我们称之为“光圈值”。后面的数字越大,光圈越小。但是你有没有想过,为什么这些数字?而数字n越大,光圈越小?——www.psziyuan.com

关于光圈你不可不知的7项知识

其实这些数字都是焦距与光圈的比值,学术上更叫“焦比”。焦距不变的情况下,光圈大,光圈就大,光圈值自然就小。反之,光圈值会变大。考虑曝光顺序的概念,我们常见的满量程光圈值是f/1、f/1.4、f/2、f/2.8、f/4、f/5.6、f/8、f/11、f/16、f/22和f/32。在快门和感光度不变的情况下,现在由于科技的进步,有些相机也可以做到一半或者三分之一的光圈调整,所以我们看到f/3.5、f/6.3等光圈值。观察这些满量程光圈值,可能很多朋友已经知道他们的数字相差2,但是这个2是怎么出来的呢?这就需要拿出笔和纸,用数学公式来计算。有兴趣进一步研究的朋友可以参考以下计算方法。

首先我们列出目前已知的几个公式,假设焦距不变为n,孔径半径为r,那么f=n/2r。在快门和感光度不变的前提下,我们把曝光量直观地表示为光圈的光圈面积,所以设曝光量为t,t=2R2(2R的平方)。

当光圈值f=1时,光圈的光圈半径为r1,曝光时间为T1。我们想知道如果要比T1减少一半曝光,F值应该是多少?减少曝光,关键在于缩小光圈缩小光圈面积,所以让曝光减半到T2,此时光圈半径为r2,光圈值为f’。

关于光圈你不可不知的7项知识

在快门和感光度不变的情况下,根据光圈大小的变化,一个测量入射光量的单位,曝光在每一级之间减少一半,比如f/1.4和f/2相差一级,入射f/2的光量是f/1.4的一半;f/5.6和f8相差一级,f/8的光输入是f/5.6的一半,以此类推。当然现在相机中光圈的变焦调整可以更细致一些,可以调整1/2或者1/3,所以很多相机除了满刻度光圈值外还会有其他F值。

曝光级别(T-stop)是曝光的广义计算单位,包括光圈、快门级别、感光度三个控制要素,是曝光的总量。

关于光圈你不可不知的7项知识

大光圈和浅景深

很多朋友喜欢大光圈,就是喜欢那种很容易拍出漂亮的浅景深效果的感觉,甚至在光线不足的情况下也能接收到光线。但是,大光圈不是万能的。有时候景深太浅,容易出现对焦不准的问题。因为景深太浅,如果对焦后被摄体稍有移动,很容易导致被摄体移出景深,造成对焦不准的问题。

另外,当镜头光圈开到最大,也就是“开光圈状态”时,画质可能会稍松,不够锐利,通常可以降低3级左右,以获得最佳画质。

关于光圈你不可不知的7项知识

小光圈和光线绕射

由于光圈太大,所以有光圈太大的缺点。如果光圈太小,就会出现一个相对的问题,就是光的衍射。光线通过小光圈时,容易造成波动叠加,形成明暗波纹,影响图像质量。一般当镜头光圈小于f/11时,分辨率会开始逐渐变差,到了f/22左右,画质差的现象就很明显了。另外,小光圈会使感光元件上的黑点和灰尘更容易影响画面,所以一般不建议将光圈缩小到f/11以下。

关于光圈你不可不知的7项知识

寻找最适光圈范围

前面说过,光圈开到最大,画质不好。

光圈缩太小的画质也不优,那究竟手中这颗镜头的可用光圈范围究竟在哪里呢?尽管根据一些摄影师前辈的经验告诉我们,一般开放光圈状态下缩小3级左右可获得最佳画质,缩光圈最好不要缩过f/11,但对于你自己来说,自己可接受的范围还是要透过自己的尝试才知道。测试时,可找一个细节较多的场景进行拍摄,将相机架上脚架拍摄,方便捕捉同一个画面来进行比较。捕捉下来的画面,可在萤幕中放大到100%检视各个细节画质是否OK,再从EXIF数据中得到最适光圈值。

关于光圈你不可不知的7项知识

光圈叶片数和散景

大光圈的美丽散景,是不少摄影之友追求的影像美感,不管用于小品、人像还是夜景都能有很棒的效果,且散景的极致在于「奶油」般的光斑,圆润且边缘还有渐晕效果。能否拍摄出这样美丽的散景,最主要取决於镜头本身的光圈叶片数,光圈叶片多,即便缩小光圈,依然能制造出圆形的散景光点。不过,光圈叶片数也不是越多越好,太多的话会影响镜头的运作速度,也会增加镜头制作成本。
目前市上的镜头商品多以5~9片为主,且依据光圈叶片本身的形状不同,即便拥有同样的光圈叶片数,也不一定制造出一样效果的散景光斑。有的镜头规格会特别标示使用「圆形光圈叶片」,表示这颗镜头从最大光圈缩小个2~3级也能拍出圆圆的散景效果。
此外,光圈叶片数量亦关系到强光延伸的星芒数量,当光圈叶片数量为奇数时,拍出来的星芒将会是光圈叶片数的两倍,若是偶数的话,则和光圈叶片数相同。据摄影前辈的说法是,双数片数的光圈叶片拍出的星芒较粗,单数片数的则又细又清晰。

关于光圈你不可不知的7项知识

恒定光圈

大家在选购变焦镜头时,或许有注意到有的镜头具有「恒定光圈」的功能,一般的变焦镜头规格上,最大光圈处总是标个范围,例如f/3.5~4.5之类的,但有的变焦镜却能恒定f2.8,为什么会有这样的差别呢?原来是因楸浣咕低分锌刂乒馊Φ木灯群组,还有分会随变焦而移动与完全固定两种。一般常见的,会随著变焦移动的镜片群组,通常可能是变焦范围较大或著是广交变焦镜头,它们的制造成本相对比较低,在光圈孔径不变的前提下,光圈值f会随著焦距的改变而改变。(前文中已叙述到光圈值为焦距与光圈孔径的比值。)
相对来说,恒定光圈可能是在变焦镜头中采取固定光圈的设计, 因此光圈值不会因為焦距的改变而受影响 ,典型的例子即为70~200mm F2.8。此外,也有一些恒定光圈变焦镜头的光圈是随著镜头群组移动而移动的,但他们透过同时改变光圈的口径大小,来维持光圈值的恒定,例如恒定F4.0,在50mm时,光圈口径为12.5mm,在60mm时,光圈口径则放大到15mm。

关于光圈你不可不知的7项知识

光圈、自动对焦与增距镜

光圈和自动对焦有什么特别直接的关系?为什么有的相机规格的对焦系统部分,常会写着像「中央f/2.8十字型自动对焦点」或是「中央的 33 点可以在光圈低于 f/5.6 及高于 f/8 的情况下使用」这样的叙述,是什么意思呢?
先弄懂一个概念,即一般相机在执行自动对焦时,都是在镜头的最大光圈下进行的,不管在按下快门前使用者将光圈值设定在多少,一般相机都会先在最大光圈时对焦后,在迅速收至指定的光圈大小。因此,在说到自动对焦与光圈时所指的「光圈」,通常是指「镜头的最大光圈」,而非我们一般在设定的光圈值。
这时再回过来看关于对焦系统的这些叙述,便可知主要是指所搭配镜头的开放光圈,对应前例中两句话的解释便可为:「当接大光圈f/2.8的镜头时,中央对焦点将启动十字型对焦,以加强中央对焦点的对焦精准度。(编按:毕竟大光圈景深浅,易出现跑焦情况。)」或「当镜头的开放光圈在f/5.6~8之间时,可使用中央33点自动对焦点。」会特别做这类叙述,主要是强调相机在接大光圈镜头时,或是接一些超望远镜头及使用增距镜时的对焦能力。

关于光圈你不可不知的7项知识

关于大光圈时的对焦,由于景深过浅较有难度,容易有跑焦或不够锐利的情况出现。因此不少相机会针对大光圈的情况下特别加强中央对焦点的对焦精准度,大家若在使用像f/2.8或更大的光圈AF进行拍摄时,以中央对焦点进行对焦的成功率会比较高。
另外,就是一些超望远镜头由於焦距和设计的关系,最大光圈可能只有f5.6~8,或是有使用增距镜的情况,也可能使镜头原有来的开放光圈级数变小(编按:原理可以想想前面提过的光圈值公式,应该就能想通咯!对于使用增距镜后的镜头最大光圈值换算,亦是可利用该公式进行换算)。一些高阶机种会也别强调小光圈时的对焦能力,毕竟一般不少相机在小光圈时常常会因为亮度不够而对不到焦,且对于像常用望远镜头的野生生态、运动赛事类等摄影师来说,这点应该是权衡相机入手与否的考量之一。

关于光圈你不可不知的7项知识

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