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光圈

 放翁 2010-04-30

光圈(aperture)与快门都是用来控制通光量的。光圈的功能就是以不同的孔径调节镜头的通光量。光圈对光线就象水龙头对水的作用:如果把它打开,就能有比较多的光进入;如果把它收小,纳入的光就少些。现代复式镜头的光圈,是由许多弧形金属叶片组成可变孔径,装在镜头的透镜组之间,根据需要可以随意调节光圈的孔径。

光圈的作用是能使镜头的通光量得到准确的调节和控制,使感光材料得到正确曝光;在收缩光圈的情况下,可减小镜头残存的某些像差;可以利用光圈的收缩或放大来控制景深:光圈小则景深长,光圈大则景深短。拍摄某一景物时,用同一种胶片,相同的曝光时间、照明条件、拍摄机位、拍摄时间,只变化光圈的大小,可以看到光圈依次增大一级,纳入光线增强一倍。

镜头成像的明暗程度是由镜头的透光力决定的。镜头的孔径是影响透光力的重要因素。达胶片上每一点的光线强弱,还取决于镜头的焦距。通过镜头同一光孔的等量光线,如果镜头焦距长,到达胶片上的光线就弱;镜头焦距短,到达胶片上的光线就强。因此,必须有一种标志方法,把光孔的大小和焦点距离结合起来,构成单一数值来说明达到胶片的光线的强弱,这个计量标志叫做f/值(光圈)。

         焦距
f系数= ————
        光孔直径

例如,焦距为50毫米的镜头,光孔直径为25毫米时,f系数为50/25=2,记作f/2。表示光孔直径是焦距的1/2。同一镜头(指焦距不变),当光孔直径缩小为6.25毫米时,它的f系数改变为50/6.25=8,f系数(光圈)为8,即f/8,表示光孔直径是焦距的1/8。

光圈越小,景深越大。
光圈越大,景深越小。
尼康照相机f/4光圈
尼康照相机f/11光圈

对某一确定焦距的镜头,光圈数(f/值)越大,镜头所张开的光孔直径越小,到达胶片的光线越弱。光圈数(f/值)越小, 镜头所张开的光孔直径越大,到达胶片的光线越强。使用f/值的大小表示镜头通光量的大小有一个明显的优越性:不论是一个什么样 的照相机,不论什么样的镜头,都可以根据镜头标定的光圈大小,推算到达胶片的光线的强度如何,得到准确曝光。

光圈的大小可以在镜头上直接读出,它的刻标是√2倍级数排列的。使用√2作为公比,是因为(√2)2 = 2,光圈每差一 级,光孔的面积差一倍,通光量也差一倍,曝光量相差一倍每两个相邻刻度之间的读数成为倍数关系。
√2 = 1.4, (√2)2 = 2, (√2)3 = 2.8, (√2)4 = 4,(√2)5 = 5.6, (√2)6 = 8,…… 若镜头的光圈系数从f/1.4开始标度,依次分别为f/2,f/2.8,f/4,f/5.6,f/8,f/11,f/16,f/22,f/32,……

改变光圈的大小时,通过"咔嗒、咔嗒"的声响就能感觉到孔径变化。如在标准刻度上,将光圈开大一级(如f/5.6→f/4),镜头的通光量变为原来的2倍;将光圈缩小一级(如f/8→f/11),镜头的通光量则是原来的1/2。光圈每差一级,其曝光量相差2倍,这在摄影实践中是必须牢牢记住的。镜头光圈级数和通光量变化的关系如下表所示:

光圈系数
1.4
2
2.8
4
5.6
8
11
16
22
……
通光量倍数
1
1/2
1/4
1/8
1/16
1/32
1/64
1/128
1/256
……

在摄影实践中,初学摄影者往往会反复推敲:如此之多的光圈档位,究竟选择那一种光圈数值拍摄呢?我们知道,光圈的作用不仅可以与快门组合获得正确的曝光,还可以改变景深的大小,减少像差。因此,根据光线条件(正确曝光)、根据创作意图(控制景深的大小),充分发挥镜头的最佳成像优势(像差最小)是选择光圈数值的三个重要依据。

如果以获得最佳成像质量为目的时,就要找出该镜头的最佳光圈。每个镜头都有自己的最佳光圈,它是镜头光圈标度中最大和最小光圈之间的一个相对球面像差和折射影响最小的光圈数值。一般来说,普通镜头的最佳光圈为镜头标度由最大光圈缩小四档,或者由最小光圈开大一档时的光圈数值。

由于镜头的设计水平和制作工艺不同,镜头的最佳光圈最好以实测报告为依据。例如,135型照相机中最佳光圈为f/8的镜头有:康太克斯50mm f/1.4,佳能50mm f/1.4,尼康28mm f/2.8,尼康50mm f/1.4,美能达50mm f/1.4 AF,理光28mm f/2.8……最佳光圈为f/11的有:佳能70-210mmf/4,尼康100-300mm f/5.6……


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