光圈、焦距與鏡頭規格認識~~

bobo1319

光圈、焦距與鏡頭規格認識
光圈 Aperture
 
 
 
　　
光圈，英文原名為 Aperture；光圈先決使用的符號『A』就是這個英文字的縮寫！大多數的鏡頭光圈是一組內建在鏡頭之中可以活動的葉片，葉片組合有2、4、6、7片等，視相機的性能不同而有所改變。透過這些葉片開閉的大小，就可以控制光線透過鏡頭進入相機內光量多寡。
 
 
　　
同學們在使用相機鏡頭的時候可注意到靠近鏡頭底部（見上圖紅框圈）即為光圈控制環，此環可以調整鏡頭上之『 f』/ 光圈值放大或縮小，一般 f值的標示如：f1.4 、 f2 、 f2.8 、 f4 、 f5.6 、 f8 、 f11 、 f 16 、 f 22 、 f32等等，且不管鏡頭大或小，長或短，這些標示是固定不變！這是因為光圈的公式為 F（焦距）/ D（光圈開口的直徑）；換言之，一顆 50mm的鏡頭，在光圈 f8 之下，其光圈直徑開口應為 50mm/8= 6.25mm。這樣的作法，光圈值就不會因為鏡頭焦距、鏡片大小的變化，而有不同的解釋；同學可藉由此公式代入圓面積公式（πR²），將光圈值比為等比級數，每一格光圈的進光量即成倍數衰減，例如：f2：f2.8 的進光量比是 1：(1/2)。
光圈值反比入光量
 
　　
由於光圈標示值位於公式的分母，光圈值與入光量就成了反比！這一點常常會讓初學者搞混，誤以為光圈值越大所代表的入光量也越大。實際上正好相法，同學可以拿起自己的相機作一個實驗，設定你的相機模式於光圈先決（A），調整光圈至 f2.8，半按快門測戶外實景光，假設你可以得到快門值 1/1000秒；那麼再把 f值調小如：f22，一樣的環境測光，則快門值降到 1/15秒；有了這個概念，一般攝影玩家所稱大光圈時，其實就是指 f 數越小的光圈值，即可很容易的區分出來了。
光圈大小在攝影時的運用
　　
多數的鏡頭，拍攝品質最好的光圈範圍大約在 f8 ∼ f16 之間。當然，為了某些特殊效果，例如：強調或模糊景深，就必需使用極限光圈值可以達到景深。 搭配高速或慢速快門，最大口徑與最小口徑光圈又可以創造出許多不同的晨昏夜景以及特殊攝影效果。
 
 
　　
攝影好手慣常使用景深的伎倆，多數透過大光圈與長焦段所營造的效果；上左圖的楓葉場景，同學可以很清楚的分辨出主題，深處的山景（見上右圖），由於大光圈的效應面，背景已經模糊不易辨識，這種模糊背景手法很常被使用在凸顯風景和人像主題上；另一方面，如果同學想要取得前後景深的部份，就必須縮小光圈，但連帶著快門也會大幅降低，因此必須使用腳架穩定相機本體。
手動對焦環
　　
現代的相機與鏡頭配有非常先進的 AF 自動對焦系統（請見下一單元『自動對焦』的講座）；AF 系統透過人工智慧尋找鏡頭中的主景，並移動鏡片達成對焦的目的；有時候，自動對焦的景物未必就是攝影師所構圖的畫面。這個時候，同學可以切換鏡頭上的 AF / MF 設定，改以手動對焦的方式來選擇景物。
 
 
　　
因應數位化機身時代的來臨，多數的鏡頭開始取消『光圈環』，而以機身控制光圈；但是變焦環與手動對焦環還是未可取代。圖左：Olympus E-300 所附的 14-45mm 鏡頭，黃色箭頭部份為手動『變』焦環，紅色箭頭則為手動『對』焦環；兩者的配置不一定採取這樣的前後方式。
鏡頭的分類與規格
 
SIGMA 28-300mm F3.5-6.3 DG MACRO 鏡頭
日文規格：レンズ構成：13群15枚 画角：75.4°- 8.2° 絞り羽根枚数：8枚�最小絞り(W端)： F22 最短撮影距離：50cm 最大倍率：1:3 フィルターサイズ：φ62mm レンズフード：花形フード 最大径×全長：φ74mm×86mm 重さ：490g
　　
為何規格表中會有兩組光圈數據呢？這組光圈數據（F3.5 - 6.3)卻不是標示一個鏡頭『最大』到 『最小』光圈範圍，而是『廣角』->『望遠』端之最大光圈規格！這是因為大光圈鏡頭難得且昂貴，而多數的鏡頭最小光圈都設定在 F22/F32 之譜。因此，選擇標示出變焦鏡頭從最廣角端到最望遠端的光圈值有助於攝影者瞭解這顆鏡頭的價值。而另一組了解鏡頭數據就是焦距長度Focal Length ( f )，簡單的說這組數據關係著主景物所呈現出來視野的寬窄與大小。
 
　　
由於人類的兩眼平行臉孔上，所以視覺涵蓋範圍非常廣；相機鏡頭模擬人的視野範圍，但無法百分之百複製出我們視覺的世界，所以根據不同的攝影需求，開發出不同種類的鏡頭，而這些鏡頭又可以依據『焦距』區分為：定焦鏡頭(Fixed Focal Lenses，又稱標準鏡頭) 、變焦鏡頭、廣角鏡頭、反射鏡頭、望遠鏡頭（定焦）、魚眼鏡頭與微距鏡頭(Close up Lenses)。上表中概略地將鏡頭分類、光圈、結構和畫角資訊列表供同學們參考。
不同焦距所營造的攝影感覺
 
上圖：模擬人類眼睛全景視覺與超廣角鏡頭所能擷取的畫面與畫角
 
上圖：模擬望遠鏡頭之視角
 
　　
早期，定焦鏡頭擁有質輕、畫面明亮、變形少等特性，甚至較變焦鏡頭更受歡迎；隨著電腦輔助設計鏡片越來越複雜，變焦鏡頭的方便性隨之浮現；特別是攝影者不需要為了不同場景攜帶太多的鏡頭，畫面品質與像差也逐漸逼近定焦鏡頭水平，定焦鏡頭的實用性慢慢的被取代。不過，定焦鏡頭在特殊用途如：16mm魚眼鏡頭，營造超廣角180度變形視野、50mm標準鏡頭，測試相機表現或需求不形變之正確影像、400mm∼1000mm之超望遠鏡頭，專為新聞或特殊生態攝影用途打造等，還是擁有相當多的支持者。
 
 
圖左：Nikon AF DX Fisheye魚眼鏡頭 Nikkor ED 10.5mm F2.8G / 圖右：Nikon 超望遠定焦鏡頭 600mm f4D IF ED II

數位相機與真實焦距
　　
總括來說，廣角鏡頭具有擴大前景、縮小遠景之效果；超廣角和魚眼鏡頭則會在比例上給予人一種誇張感；望遠鏡頭則具有縮短空間，濃縮距離效果，特別是特寫放大的感覺是強調畫面主題性重要應用。然而，在數位相機尚未出現前，這一切的標準都建立在 135mm 底片這個統一的標準上，所有的傳統攝影者對於器材都可以有共通的語言，熟悉規格的攝影者可以很快的從數據中獲得這顆鏡頭可以拍攝的場景和性能；但是，數位相機所使用的 CCD 尺寸擺脫了固定底片格式，連帶著使得行之有年的焦距標示方式有了改變。
 
 
　　
正常135mm底片格式的尺寸為 36X24mm，因此可以計算得出固定的焦距倍率；但是在 CCD 的世界裡尺寸有了更多變化，連帶著焦距範圍也跟著縮短了許多（見上圖）。相對於光圈有固定的比例算法，數位相機在『光圈』規格上等同於傳統相機；不過，『焦距』標示就沒有這麼單純了，有些數位相機會直接在鏡頭上標上『真實』的焦距能力（見下左圖 Digimaster 5010）；有些則會換算成 135傳統相機等距的標示模式（見下右圖 Kodak Z740）。
 
 
　　
問題出在許多攝影者已經習慣了傳統焦距的標示方法，拿到一台標示『真實』焦距的數位相機對他們來說，並不代表任何意義！所以，許多數位相機的規格表就會出現 3x zoom lens 7.1-21.4mm (28-85mm equivalent)；同時標出『真實』與『對應』傳統 135mm相機的焦距格式。
DSLR 數位機身焦段比
　　
相較於消費型數位相機使用單一鏡頭，可以直接標示兩種不同的焦距方便攝影者瞭解；DSLR 數位機身因為可以採用交換鏡頭，就沒有辦法一一標明每一個鏡頭的『真實』和『對應』兩種焦段，而改用『焦段比（FLM Focal Length Multiplier）』的方式來表明。例如：Nikon D70s 數位機身對於焦段比的說明為：CCD面積23.7×15.6mm，焦段比1.5X；如果同學想要將一支在傳統 28-85mm變焦鏡頭裝在這部具有 1.5X焦段比之數位機身上時，該鏡頭焦距就必須換算成 42∼128mm。下表為 4:3 CCD 之 FLM 換算比值。
 
專為數位相機與數位機身打造的鏡頭
　　
在成本因素的考量下，短期內全片幅 CCD 仍是相當昂貴的選擇，不過改變變焦鏡頭的設計使之能夠符合數位機身使用的焦段，似乎是比較符合成本的作法。畢竟，因為焦段比存在使得傳統廣角鏡頭使用於 DSLR 上時，焦段被迫往望遠端延伸，對於生態或是人物攝影者或許是一個福音，但是喜歡拍攝廣角風景的人士可就高興不起來了。隨著，DSLR 的普及率超越傳統相機，Nikon 推出了專為 DSLR 量身定作的 『DX』鏡頭系列；另外，像 SIGMA 所推出的 DG 系列、TAMRON 的 Di 系列都是針對 DSLR 族群發展的新世代鏡頭。
　　
這些鏡頭的特色就是還有更廣的廣角端範圍，例如：Tamron AP AF17-35mm F2.8-4 Di，當此型鏡頭安裝在 DSLR 上時，乘上焦段比之後即可回復到正常的焦段水準（例如：17-35（X1.5) =  25.5 - 53mm）。另一項特點則是這一類鏡頭已經不能與過去 135 底片機身相容，或是即使相容但也因為了配合 DSLR 的設計，而減少包括自動對焦在內的功能選擇。

[ 本帖最後由 好吃的蛋塔 於 2006-11-7 22:12 編輯 ]

k0shieh

利害˙利害˙˙
您真是有備而來
留下了那麼精采的攝影技術內容

給您最大的鼓勵

pc1000

bobo1319 大大:
你真的很用心
整理了這麼完整的資料與大家分享

zirt

大哥你分享了好東西~雖然我不會用
因為我只會用傻瓜~ 像機~~
不過還是謝謝你啦

cokercue

這麼用心寫的東西是一定要推的！

wenyao

...我果然~還是只能用傻瓜相機><"
好深奧地說明ㄛ  還沒看完 眼睛就瞇上了
my god ...><||

kkvincent

真是難懂,攝影果然是門高深的學問

tenbula

太棒的資訊分享,對於攝影愛好很有用..