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详解焦距系数、景深和曝光时间
时间: 2008-9-20     来源:     作者:

焦距系数

  使用数码单反的摄友,一定对“焦距系数”这个词不陌生。

  无论什么相机,镜头都是圆的,因此成的像也是圆形。这个圆形的面积大于胶片/感光元件的面积。成像的实际面积由胶片/感光元件的尺寸大小决定。在数码相机/数码单反领域,除了佳能、康泰时、柯达、仙娜等厂商的少数几款全画幅数码单反之外,几乎所有数码相机的感光元件面积都小于35mm底片面积。也就是说,在镜头不变的情况下,数码相机的成像面积一般要小于胶片相机。

这种成像面积的区别,就是我们这篇文章的基础

  不管CCD/胶片的面积如何变化,镜头的成像大小总是不变的,镜头本身也无法感知它身后是全画幅还是较小画幅。(顺便说一句,现在越来越多的镜头厂商推出数码单反专用镜头,比如尼康、图丽的DX系列、佳能的EF-S系列、适马的DC系列,以及奥林巴斯的Zuiko Digital镜头等,这些镜头的成像大小一般小于胶片机的镜头,以符合数码单反的CCD尺寸。)也就是说,镜头不可能根据身后感应元件的大小调整成像距离,镜头焦距本身是不变的。改变的仅仅是成像面积的大小。

  成像面积的缩小,从表面上看很像是焦距增加的产物。例如,尼康D2x数码单反的CCD面积为16mm×24mm,而标准35毫米胶片的面积为24mm×36mm,是CCD尺寸的1.5倍。因此,如果我们想在一台胶片单反(例如F6)上实现与D2x相同的取景范围,F6使用的镜头焦距必须为D2x的1.5倍。因此,有人把这个1.5称为“焦距转换倍率”、“焦距系数”。而从这个词的来源看,将其称为“裁切系数”更为准确。

景深

  接下来,我们来讨论景深和裁切系数之间的关系。一般说来,焦距的改变会引起景深的变化。由于刚才已经说明,数码单反的“焦距倍率”并不能真正改变镜头的焦距,那么我们能否说,感应器的大小不会对景深造成任何影响呢?

  景深的计算公式相当复杂。这里就不详细推算了。主要由以下三个公式组成:

1. 在超焦距范围内

2. 可接受的清晰度的近焦距(即景深近点)

3. 可接受的清晰度的远焦距(即景深远点)

其中,

名词 解释 H 超焦距 F 镜头焦距 s 焦点距离 Dn 可接受的清晰度的近距离 Df 可接受的清晰度的远距离 N f档数(光圈) c 模糊圈

  以上公式来源于Greenleaf, Allen R.等人所著的Photographic Optics。

  公式相当复杂,即使包括非常专业的摄影师在内,都不会有多少人去认真推算。但是不知你有没有注意,在公式的众多项中,有一个“模糊圈(Circle of Confusion,简称CoC)”的参数。虽然听起来像初学摄影者的失误,但是在这里,它却扮演着非常重要的角色。

  首先解释一下“模糊圈”的概念。想象在远处有一个点光源,灯泡也好,聚光灯也好,甚至夜晚的一颗星星也好,这个点光源的形状可忽略不计。面向这个点光源按下快门,在照片上会留下一个亮点。如果镜头的焦点恰好落在点光源上,在胶片/感应元件上就会形成一个亮点。而如果镜头的焦点偏离了这个点光源,且相差足够距离的话,照片上就会留下一个模糊的斑点。当焦点和点光源的距离相差到一定程度时,观看者无法准确分辨这个斑点到底来源于一个“点”还是一个“圆”。此时,这个斑点的直径就是所谓的“模糊圈”。

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