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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