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前面 http://spyrise.org/blog/digital_camera_aperture/ 介绍了光圈是怎么一回事。

今天再来谈谈一般相机上的光圈优先和快门优先是怎么一回事,即相机上的A/S/M模式。

照片的好坏与曝光量有关,也就是说应该通多少的光线使ccd能够得到清晰的图像。曝光量与通光时间(快门速度决定),通光面积(光圈大小决定)有关。光圈越大,则单位时间内通过的光线越多,反之则越少。光圈的一般表示方法为字母“F+数值”,例如F5.6、F4等等。这里需要注意的是数值越小,表示光圈越大,比如F4就要比F5.6的光圈大,并且两个相邻的光圈值之间相差两倍,也就是说F4比F5.6所通过的光线要大两倍。相对来说快门的定义就很简单了,也就是允许光通过光圈的时间,表示的方式就是数值,例如1/30秒、1/60秒等,同样两个相邻快门之间也相差两倍。

光圈和快门的组合就形成了曝光量,在曝光量一定的情况下,这个组合不是惟一的。例如当前测出正常的曝光组合为F5.6、1/30秒,如果将光圈增大一级也就是F4,那么此时的快门值将变为1/60,这样的组合同样也能达到正常的曝光量。需要注意的是,不同的组合虽然可以达到相同的曝光量,但是所拍摄出来的图片效果是不相同的。

这里就涉及到“景深”的概念,所谓景深就是指当镜头对焦于被摄体时,被摄体及其前后的景物有一段清晰的范围,这个范围就叫景深。

了解了光圈、快门以及景深这些基本概念之后,何时使用光圈有限还是快门优先就不难了。

光圈(英文名称为Aperture)又称孔径光阑,是一个用来控制光线透过镜头,进入机身内感光面的光量的装置。孔径光阑都是位于镜头内部,通常由多片可活动的金属叶片(称为光阑叶片)组成,可以进行无级数的调整,是镜头中的重要机械装置。光圈机构可以由机械或者电动、电磁装置驱动,也可以手动调节。


光圈的位置

由于不同镜头的光阑位置不同,由此焦距不同,入射瞳直径也不相同,用孔径来描述镜头的通光能力,无法实现不同镜头的比较。为了方便在实际摄影中计算曝光量和用统一的标准来衡量不同镜头孔径光阑的实际作用,采用了“相对孔径”的概念。我们平时所说的光圈值F2.8、F8、F16等是光圈“系数”,是相对光圈,并非光圈的物理孔径,与光圈的物理孔径及镜头到感光器件(胶片或CCD或CMOS)的距离有关。

表达光圈大小我们是用F值。光圈F值 = 镜头的焦距/镜头口径的直径,从以上的公式可知要达到相同的光圈F值,长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。完整的光圈值系列如下: F1, F1.4, F2, F2.8, F4, F5.6, F8, F11, F16, F22, F32, F44, F64。但是要注意:光圈F值越大,光圈越小,光圈F值与光圈大小呈反比。所以为了防止搞错,F8常常也被表述为F/8。

相对孔径 = [镜头焦距] / [入射瞳直径] = f/d

这里值得一题的是光圈F值愈小,在同一单位时间内的进光量便愈多,而且上一级的进光量刚是下一级的一倍,例如光圈从F8调整到F5.6,进光量便多一倍,我们也说光圈开大了一级。多数非专业数码相机镜头的焦距短、物理口径很小, F8时光圈的物理孔径已经很小了,继续缩小就会发生衍射之类的光学现象,影响成像。所以一般非专业数码相机的最小光圈都在F8至F11,而专业型数码相机感光器件面积大,镜头距感光器件距离远,光圈值可以很小。对于消费型数码相机而言,光圈F值常常介于F2.8 - F16。此外许多数码相机在调整光圈时,可以做1/3级的调整。

同时,由于采用了这样的标准化方式,对于不同的镜头,在快门速度不变的情况下,只要F数值相同,曝光量就是相同的。

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