11谈谈照相机镜头的相对口径11.docx
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11谈谈照相机镜头的相对口径11
谈谈照相机镜头的相对口径
对于镜头相对口径,主要讲感光力、相对口径、光圈系数与通光量的关系、视角等几方面的内容,主要以单反相机和独立镜头为主,当然对于袖珍数码相机也有指导意义。
1、感光力
感光力是指镜头的最大通光能力。
一个镜头,感光力的强弱,决定于镜头的口径和焦距。
从无限远射来的平行于镜头主轴的光线,通过镜头前镜时的光束直径,即为通常说的镜头口径,如图:
口径越大,影像的亮度越高。
但是,镜头焦距越长,影像的亮度越低,因为,焦距长,成像大,光线被分散了。
因此,镜头的感光力常以镜头的最大口径与焦距的比值来表示。
例如,某镜头的最大口径是25mm,焦距是50mm则该镜头的感光力是1:
2。
如果镜头口径不变,而焦距变为100mm,其感光力就是1:
4了。
可以看出1:
2的镜头的感光力比1:
4的镜头感光力要大,这里的1:
2,就是这个镜头的感光力,这个1:
2,就是镜头的最大相对口径,统称为有效口径。
目前世界上高感光度的镜头已经不稀罕,特别是135型的照相机,1:
1.4、1:
1.2的镜头已经很多,佳能甚至还生产了1:
1的标准镜头。
这种高感光度的镜头价格很高,但通光量高,在曝光方面很有优势。
2、相对口径
有效口径仅仅适用于光线较弱的时候,如果所拍摄的景物亮度很高,那就会曝光过度。
自然界的景象明暗差别很大,因此,摄影不仅仅需要大口径,也需要小口径。
为了便于控制镜头透过光线的数量,于是人们在镜头中间设置了口径可变的光圈。
光圈由若干金属片组成,能任意缩小和扩大,以适应不同的光线要求。
光圈的大小,以光孔直径与焦距之比来表示,分为若干等级,这样就出现了一系列由大到小的镜头口径,这种可变的口径叫相对口径。
相对口径的表示方法是用f来表示,f又被称作光圈系数。
一个f为8的相对口径,就是该级口径的光孔直径是镜头焦距的1/8,一般把它写成f/8、f8或光圈8。
F系数的表示方法在国际上已经标准化,一般是下列表示方法:
F系数:
1.422.845.68111622
3、f系数(光圈)与镜头通光量的级差
⑴f系数(光圈系数)的标度与通光量:
镜头都有多级光圈,各级光圈的通光量都是根据口径的大小而定。
口径越大,通过的光线就越多。
但是,光圈的数字大小却与镜头实际口径的大小相反,即光圈数字越大,口径越小,就是我们平常所说的“光圈越小”,通过的光线就越少。
例如光圈2(f2)和光圈4(f4),看字面,2比4小,但实际上通光量光圈2要比光圈4要多,也就是说,光圈2的镜头口径要比光圈4大。
如果将光圈变成标准书写形式,写成f/2和f/4,我们看,这就是个分式,f(焦距)是分子,而且是个一定的常数,而分母越小,这个分子式就越大,所以我们很容易的看出,f/2大于f/4。
⑵不同的光圈(f系数)通光面积的比较:
镜头各级光圈的通光量大小是以镜头口径的面积来计算的。
在上图中,我们还是用光圈2和光圈4来做例子,就镜头的实际通光量来做个比较。
我们设定镜头的焦距是80mm,根据f系数(光圈)=焦距/光孔直径,分别得出f/2的光孔直径是40mm,而f/4的光孔直径是20mm,它们各自的光孔面积是:
f/2的面积=(40mm÷2)²×Π
f/4的面积=(20mm÷2)²×Π
所以:
f/2÷f/4=(40mm÷2)²÷(20mm÷2)²=4:
1
即光圈f/2的通光量等于光圈f/4的4倍
⑶各级光圈系数(f系数)的通光量级差:
f系数的标注有一个规则,即光圈没缩小一级,通光面积就减少一半,通过的光线也就减少一半。
如从f/2减小到f/2.8,后者的通光量是前者的1/2。
若再减小到f/4,通光量又比f/2.8减小了1/2。
所以f/4的通光量是f/2.8的1/4。
这样,光圈系数就形成了一个阶梯,由大到小,按比例逐级递减,如下表:
光圈(f)
2
2.8
4
5.6
8
11
16
22
通光量
1
1/2
1/4
1/8
1/16
1/32
1/64
1/128
在上表中,任何一个f系数所通过的光线总是等于后一个f系数的2倍。
⑷f系数(光圈)的应用:
镜头的f系数都标在镜头外部的一个环上,这个环叫光圈调节环。
在摄影时,摄影者调节光圈环,选好所需要的光圈,即可达到摄影的要求。
当然,现在我们所用的数码单反机大部分都是在相机上调节光圈大小了,袖珍相机更是如此。
在拍摄时,光圈口径的大小对成像质量是有一定影响的,尽管这种影响并不是很大,特别是现代镜头更是影响很小。
像差主要是出现在大口径时即大光圈时,一般是表现为边缘清晰度下降,产生轻微变形。
而光圈太小也会出现成像质量的影像,我今后会讲到这类问题。
一般来说,中等光圈的成像质量最好。
4、视角
⑴什么是视角
视角就是所拍摄图像的对角线的两端所引出的直线,使其相交于镜头中心,这两条线夹角的对顶角就是视角。
⑵焦距与视角
镜头视角的大小是由底片尺寸与镜头焦距的长短决定的。
当镜头焦距等于底片对角线长度时,这样的镜头就是标准镜头。
如下图:
如果镜头的焦距大于底片的对角线时,其视角比比标准镜头小,这种镜头就是长焦距镜头(上图的B镜头);如果一种镜头的焦距小于底片对角线长度时,其视角比标准镜头大,这种镜头就是广角镜头(上图的C镜头);因此,拍摄同一尺寸的胶片的相机镜头,如135型的底片尺寸是24×36mm,120型的底片尺寸是60×60mm;60×70mm;60×90mm。
其视角的大小完全取决于焦距的长短。
下表是镜头焦距与视角的关系(135相机24×36mm)
焦距(mm)
18
24
28
35
38
45
50
58
90
135
200
400
800
1200
视角(度)
100
84
75
63
59
51
47
41
27
18
12
6
3
2
⑶视角对照片的影响
不同视角的摄影,所得到的影像差别很大,主要表现在画面的空间、影像的大小、透视等方面。
① 对所拍照片空间的影响
镜头视角大比如广角,包括的空间范围广,容纳的景物多;镜头视角小,如长焦,包括的空间范围小,只能拍摄物体或风景的局部。
如一个28mm75°的镜头,可以拍摄岱庙天贶殿,而换用一个135mm18°的长焦镜头,在相同的位置,就只能拍摄天贶殿的一个局部。
② 对影像大小的影响
视角和成像尺寸的关系是这样的:
视角越大,(如广角)影像越小,视角越小,影像越大。
所以在同一距离拍摄,用小视角镜头也就是中长焦镜头摄影,可以将景物拍大。
③ 对透视的影响
运用广角和长焦镜头分别拍摄景物,可以改变透视效果,长焦远摄可以压缩空间,广角可以增加透视感。
用不同的焦距拍摄照片,改变画面的透视,在造型上可以取得特殊的效果。
下一次我们讲讲镜头的分类和用途吧!
虎山之晨
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