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无忌百科 | 五分钟读懂全画幅/APS-C画幅/等效系数

 五十六空间 2016-10-08

买来一台单反,对照说明书终于看懂了机身和镜头上所有的标识。结果当人家问道“多大底?等效焦距多少?”的时候又一脸懵逼。为了避免这种情况发生,今天我们就来聊聊画幅和等效系数。


在摄影爱好者的大军中,永远不乏一批“画幅党”,他们认为:但凡不是全画幅(Full-Frame)相机拍出的照片,画质都是渣。那么什么是全画幅呢?全画幅、APS-C画幅、中画幅、大画幅,这些都是啥?在正式介绍这些概念之前,我们有必要先给所有“画幅党”祭出一张图:


▲“小底烂画质”,这里所说的“底”,就是指图像传感器。中画幅和大画幅呵呵一笑


画幅


在胶片时代,最普及也最受欢迎的胶片规格就是35mm底片(或称135底片),这种底片由柯达公司于1934年推出,尺寸为36mm×24mm(长宽比3:2),一卷24张或36张,拍完换卷。



▲图为柯达35mm彩色胶卷,标有“24exp”即为一卷24张



▲量一量宽度,正好24mm(不含齿孔)


步入21世纪,相机逐渐数码化,胶卷被传感器所替代。2002年,世界上第一台全画幅(Full-Frame)数码相机问世:康泰时N-Digital。这款相机使用的传感器尺寸和柯达胶片相同,同样为36mm×24mm。


在2007年时,大多数数码单反都使用小于35mm规格的传感器——越小越便宜,工艺处理也相对简单。到了2008年,佳能、尼康、索尼终于纷纷推出了自己的第一台全画幅尺寸数码单反。从此,“画幅党”登上历史舞台,成为追求照片画质的重要力量。



▲其实,胶片时代同样存在画幅的“区别对待”,36mm×24mm规格的被称为全格机,将每格一分为二变成18mm×24mm(半片幅,Half-Frame),被称为半格机。同样的胶卷,这种相机能多拍一倍照片。图左为奥林巴斯PEN F经典半格机,机身刻有哥特式字体“F”,十分惹眼。


毫无疑问,较大的传感器能够带来更好的画质,噪点控制也更好。以下是各种画幅尺寸示意图,相信你在无数摄影科普文章中都看到过:



▲画幅尺寸



▲一般而言,全画幅相机个头更大,但也有例外,索尼RX1R就是童颜巨乳般的存在


单就画质而言,画幅当然越大越好。如今已是全画幅普及的时代,在预算允许的前提下,全画幅相机当然是最佳选择。但全画幅以上的大部分中画幅和大画幅相机,则受限于体积和便携性,大多数仅在商业棚拍内使用。


等效系数/焦距转换系数


接着画幅的概念来说。既然有着不同尺寸的传感器,那么,如果将相同镜头分别安装在全画幅相机和APS-C画幅相机上,拍出的照片有何不同呢?我们以尼康为例:



▲尼康D750与尼康D5500


机身为尼康D750(全画幅机身)和尼康D5500(APS-C画幅机身),镜头为尼康AF-S Nikkor 35mm f/1.8G(135mm全画幅镜头)。将这枚镜头分别安装在上述两个机身上拍摄同一场景,拍出的照片如下?



▲红框-尼康D750,黄框-尼康D5500。显然,APS-C画幅相机拍出的照片出现了“裁切”现象


而如果将APS画幅镜头安装在全画幅机身上,拍出的照片又会如何呢?我们找来适马18-35mm f/1.8 DC HSM(APS画幅镜头),将它安装在佳能EOS 5D Mark II(全画幅机身)上,使用18mm端拍出如下照片:



▲全画幅相机拍出的照片出现了“暗角”现象。特别注意,佳能的EF-S镜头无法安装在其全画幅机身上


为什么会出现裁切和暗角呢?这就引出了“等效系数”的概念。



图中红色为全画幅取景,黑色为APS-C画幅取景,在同样的焦距下,其成像就有裁切的不同效果


由于画幅的不同,使用同一镜头时会出现上述两种最为明显的问题。我们使用50mm标准镜头安装在APS-C画幅的相机上,其等效焦距就变成了75mm。实际拍摄时,我们如何加以区分?这就用上了等效系数。50mm×1.5=75mm,这里的1.5,就是APS-C对全画幅的等效系数,也称焦距转换系数(Crop Factor)。




因此,APS-C机身配合对应镜头,实现了更远的拍摄视角,300mm的镜头等效成了450mm。这也就是为什么顶级的APS-C机身如尼康D500、D7200、佳能EOS 7D Mark II,深受生态摄影师的欢迎。


由此我们可以看出这一公式:实际焦距×焦距转换系数=等效焦距



▲富士X100T是一款不可换镜头的旁轴造型数码相机,深受文青们的喜爱。其使用了APS-C画幅传感器,镜头处标有实际焦距23mm,代入公式,23mm×1.5=34.5mm≈35mm,因此其等效焦距为人文摄影师最爱的35mm


APS-C镜头除了在结构、镀膜针对传感器进行设计之外,成像范围大小也刚好符合APS-C画幅要求。你当然可以将全画幅镜头“大材小用”到APS-C机身上,但一般我们最好遵循“全画幅机身配全画幅镜头”或“APS-C机身配APS-C镜头”的搭配方式,以达到最佳成像效果。


我们也可以理解为何许多摄影爱好者不屑于手机照片的画质。手机拍摄用的传感器通常不超过1英寸,这么小尺寸的传感器,当然无法期待它能够带来和单反同等的画质水平。



▲松下CM1是目前手机传感器最大尺寸的纪录保持者,实际焦距10.3mm,等效系数2.7,等效焦距为10.3mm×2.7=27.81mm≈28mm


等效系数的影响可不仅仅带来了照片的裁切和暗角,它同样影响着景深和虚化。翻开光学教材,你会看到这样的结论:一般而言,APS-C、M4/3等截幅相机想要在相同拍摄距离和相同视角下达到相同景深,除了需要按照等效系数缩小镜头焦距外,还需扩大一定档数的光圈值。






扯远了,相信不少人看到这些公式符号就头大。


不过,既然聊到了虚化、景深,我们当然不会放过机身卡口和镜头转接问题,而这一问题我们放到下期来谈。


作者 | shelby

责任编辑 | 晓晴

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