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有没有“等效光圈”?画幅大小会影响景深吗?

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在摄影概念中,“等效焦距”这个词我们听得比较多了,相机都有各种画幅,比如说Leica M是全画幅的,Leica TL是APS-C画幅,而Leica S是中画幅,但镜头的焦距是以全画幅为标准的,所以他们的镜头之间存在换算关系,比如说TL的23mm f/2 镜头相当于全画幅的 35mm。那么问题就来了,“光圈”有等效一说吗?

影响景深的三要素是什么?

是光圈,镜头焦距,以及与被摄物的距离。

什么是焦距?

相信大家小学时都做过一个实验,只要把放大镜放在纸张上一个合适的距离,无限远的太阳便会聚焦在纸上变成一点,这个烧焦的距离其实就是“焦距”。不同的放大镜,基于它们镜片弧度的分别,各自也会有不同的焦距。

什么是光圈值?

光圈值=镜头的焦距/镜头通光直径。 这是一个比例值。(ps:光圈值和光圈大小概念不同。光圈大小是光圈通光直径的物理大小。而光圈值是比例值,光圈大小不变的情况下光圈值随焦距的变大而变大,变小而变小。这就是为什么恒定光圈镜头贵的原因:变焦的同时维持光圈值不变需要加大物理通光直径。)

先说结论,画幅大小确实可以影响景深效果,但是并没有“等效光圈”这个概念,这个说法只是人们为了描述光圈效果所引入的说法。这里的效果,指的是虚化、景深以及弱光性能。

而你感觉画幅大的相机拍出来的景深会更浅是因为影像裁切的问题。比如说M4/3传感器画幅小,成像范围只有全画幅的一半,剩下的虚化面积看不到了,自然就觉得景深不够浅了。

或者是换个角度,用“等效焦距”的概念说明。因为M4/3的50mm镜头等效于全画幅100mm镜头(二者换算系数是2),100mm的镜头焦距要比50mm的长很多,自然景深更浅了。

举个例子,假设全画幅85mm镜头与C画幅50mm镜头(二者等效)共同拍摄同一物体,若要拍摄两张近似的照片,与被摄物的距离是相同的,剩下就是“光圈”与“焦距”这两个要素了。

全画幅与c画幅的换算系数为1.5,全画幅85mm用f2拍摄的照片,C画幅用50mm镜头,光圈值多少才能获得近似景深呢?等效视角下因为镜头光圈值实际上包含了焦距这个要素,所以两个变量可以统一为一个。我们可以将问题简单化,处理成一个近似关系:那就是2除以1.5,等于1.33,也就是接近于f1.2。

中画幅传感器硕大无比。中画幅换算全画幅自然要除以系数了

那如果是同一支镜头用在不同画幅的机身上呢?

因为焦距是固定的,画幅不同,所以等效焦距也就不同,用在C画幅上,镜头焦距要乘1.5,所以要保证相似的构图,就要后退,那么“物距”也就随之改变了。

因为成像原理的原因,“物距和拍摄物”与“像距和成像大小”成正比例关系,全画幅与c画幅对角线只比为1.5,所以我们可以近似构建一个比例关系:退后的距离也是1.5倍。

距离与光圈值成反比例,所以若要景深效果一致,光圈值比例依然是1.5倍。

全画幅用135mm f8 在距离2米处拍照片,同样镜头用在c画幅上,就要3米处,用8除以1.5,也就是f5.6的光圈拍摄。

同样一支镜头,拍摄距离不变,在全画幅相机与半画幅相机上使用的效果。图片Fitz via知乎

不光全画幅和c画幅之间,其他画幅之间也存在转换关系,不过都是以全画幅为基准进行对比的。

常见相机品牌画幅换算系数一览(Leica也有1英寸的哦)

最后需要注意的是,所谓“等效光圈”严格来说是错误的说法,因为光圈值是作测光计算而非作景深比较的,我们没有必要刻意将所有数值都转换成全画幅。

镜头的f值不变,透过镜头到达传感器的光量并不发生改变。也就是说接受光的量还是一样的,该是多少就多少,不存在比例系数。

在不同画幅间,实际上等效的是视角,不是焦距;等效的是景深,不是光圈,只不过我们在谈论到这些时,为了表达的方便,常常就直接表达为“等效焦距”或者“等效光圈”了。

整理自知乎网友“hideo”与“章佳杰”的回答

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