聊聊等效焦距等效放大倍率等效光圈
夏昆岡 于 2017.05.27 16:20:52 | 源自:www.soomal.com | 版權:原創 | 平均/總評分:09.10/273

由于各種相機的感光器畫幅大小不一樣,于是出現了各種等效XX的概念。例如等效焦距、等效放大倍率、等效光圈等。這篇文章就來聊聊各種“等效”。

  • “畫幅”是各種“等效”之說的源頭。行業習慣膠片時代占絕對統治地位的35毫米膠片尺寸作為標準量,即1倍。它的尺寸是36X24毫米,膠片上下方有卡孔,上下卡孔之間的距離是35毫米,這也是35毫米膠片稱呼的來源。35毫米膠片也被稱為135膠卷,是因為柯達公司賦予這個尺寸規格的型號叫135,使用135膠卷的相機也被稱為135相機。到了數位相機時代,36X24毫米的規格被稱為全幅或者全畫幅。

    全幅對應的概念是“殘幅”。所謂殘幅,指的是APS以及APS衍生規格、4/3[等同于Micro 4/3]、1/1、1/1.7、1/2.3等等,手機感光器尺寸通常更小,有1/2.6、1/3.0、1/4等。關于畫幅,可以閱讀《數位相機入門 數位相機細分類·四[細說畫幅]》[作者:劉恩惠 ] 一文。

    焦距與等效焦距

  • 焦距是指的鏡頭光學中心到感光器的距離。焦距長度和視野寬度負相關,焦距短則視野寬,反之亦然。

    所有鏡頭包括手機的,都遵循統一的標準標注焦距。在不同的感光器的配合下,視野并不相同。

    制造商=SONY;型號=ILCE-7;鏡頭=FE 28-70mm F3.5-5.6 OSS;焦距=28毫米;等效焦距=28毫米;光圈=F6.3;測光模式=模式;感光度=ISO100;白平衡=自動;對比度=標準;飽和度=標準;銳度=標準;曝光補償=0.0EV;曝光時間=1/400秒;曝光程式=光圈優先;場景類型=標準;日期=2013.12.05 13:56:48
    制造商=SONY;型號=ILCE-6000;鏡頭=E 19mm F2.8;焦距=19毫米;等效焦距=28毫米;光圈=F6.3;測光模式=模式;感光度=ISO100;白平衡=自動;對比度=標準;飽和度=標準;銳度=標準;曝光補償=0.0EV;曝光時間=1/500秒;曝光程式=光圈優先;場景類型=標準;日期=2014.06.12 15:15:47

    這兩張照片拍攝于分別使用全畫幅的索尼α7 [ILCE-7]和APS-C畫幅的索尼α6000拍攝。分別使用28毫米焦距和19毫米焦距,得到了視野相當的成像范圍,原因來自感光器面積的差異。全畫幅對角線長度是APS-C的1.5倍[是佳能的APS-C規格的1.6倍],而28/19也約等于1.5倍。這個1.5 就是等效系數。你可以簡單的理解APS-C是全幅裁剪得到的中間的一塊,裁剪過程會損失視野,如果希望保持視野不變[所謂的等效],就需要使用更短的焦距,而焦距的倍差,就是等效系數。

    Micro 4/3相對全幅的等效系數是2,那么使用這個系統拍攝等效全幅28毫米的視野,需要使用14毫米焦距的鏡頭。

    焦距X等效系數=等效焦距。

    等效焦距并不是光學概念,但它被眾多廠商和消費者接受。等效焦距讓我們清楚的知道對應裝置可以拍攝多大的視野。它對應消費指導的重要性甚至超過了“焦距”本身,感光器越小的裝置,提等效焦距就更多,而手機攝像頭,幾乎沒有提焦距的,因為毫無意義。公開說的“26毫米大廣角”之類的,都指的是等效焦距。

    放大倍率和等效放大倍率

  • 非微距鏡頭一般都不太提放大倍率,而對微距鏡頭來說,放大倍率則是關鍵參數。放大倍率越大,就能拍出更加微觀的照片。我們以Zuiko digital 50mm 定焦微距鏡頭為例,因為諸位看到的大部分Soomal產品照都出自這款鏡頭。它在24厘米對焦時,可實現最大放大倍率為0.52倍。

    這個倍率怎么算?很簡單,被攝物體和其在感光器上投影面積為1:1時,放大倍率即為1倍。嚴謹的微距鏡頭參數表,都會標注放大倍率,而在網站宣傳文案中就未必了,可能會冒出一個等效放大倍率。例如“等效全幅鏡頭1.04倍”。這種表述經常出現在Micro 4/3的鏡頭文案當中,這種表述方法存在誤導,放大比并不需要去等效,也沒必要,搞出“等效放大倍率”這個概念,純粹是為了讓這個參數變得更好看一點。如果這個概念是科學的,小卡片機的微距等效放大倍率就能上天了。

    光圈和等效光圈

  • 相機鏡頭中通常有一個可收縮的裝置,用于控制通光孔徑,這個就是光圈機構。手機鏡頭通常沒有這個部分,其鏡筒內徑就是最大不可變的通光孔徑。這個孔徑需要多大,拍攝者和消費者都不需要了解到具體值。有個更直觀的參數就是光圈系數。

    光圈系數=鏡頭焦距/鏡頭通光孔徑

    例如,鏡頭焦距50毫米,通光孔徑25毫米,光圈系數就是2,記錄為f/2,偷懶的寫法是f2。這個值又被稱為F值,它簡單明了的體現了鏡頭的通光量能力。這種標注方法與畫幅無關,相機手機乃至監控裝置的統統如此。

    為什么需要大光圈?大光圈毫無疑問的會增加鏡頭直徑,讓鏡頭變得更粗更沉,但愛好者樂此不疲。因為大光圈能夠提供更短的曝光時間。大光圈鏡頭最初被稱為高速鏡頭。大光圈還能帶來更淺的景深效果。

    等效光圈是一群老法師提出來的概念,其理論依據是在相同的等效焦距和F值下,小感光器的機型虛化不如大感光器機型。舉例:Micro 4/3 25mm F2的虛化能力是 全幅50mm F4的虛化相當。這個例子是成立的。

    但大光圈帶來的更高速的快門時間是實實在在的,沒法等效。大光圈能提升弱光下的拍攝成功率,這些道理很多手機用戶都懂,但鍵攝大師們通常給忽視了。

    “等效光圈”僅在用于對比等效焦距下虛化差異時有用,不如叫做“等效虛化”?叫做“等效光圈”具有誤導性。

    怎么看待各種“等效”

    所謂“等效”,它需要有跨裝置的普遍參考性,否則“等個什么效”,它適應于相機手機等一切可拍攝裝置。“等效焦距”具有這種通用性,從全幅機型到手機鏡頭,鏡頭參數更具可比性,簡單明了。而“等效放大倍率”和“等效光圈”則不具備這樣的通用價值,支援這樣概念的人,請描述一下iPhone 7的“等效放大倍率”和“等效光圈”是個什么情況?

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    發表于2019.04.22 13:54:23
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    發表于2018.12.22 00:08:58
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    112.082.242.***
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    發表于2018.09.30 10:35:07
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    183.043.171.***
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    發表于2018.02.05 13:02:15
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    發表于2018.01.12 13:17:44
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    發表于2017.12.20 20:35:05
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    061.129.006.***
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    發表于2017.11.08 15:16:56
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    今天偶然發現DXOMark上有S6E的信噪比數據,于是又想起了這個帖子……
    同樣是手機,可以作為參考
    https://www.dxomark.com/Cameras/Samsung/Galaxy-S6-Edge---Measurements
    看SNR 18%,ISO以實際測量值為準

    S6E使用IMX240,對角線長約6.828mm(1/2.6"),全幅對角線長約43.267mm,算得等效系數6.3366,實際光圈f/1.9,等效光圈約為f/12

    快門不變,S6E ISO100的情況下,全幅f/12要達到同樣曝光需要ISO4000
    ——詳細閱讀
    發表于2017.10.13 00:46:14
    96
    059.149.027.***
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    發表于2017.09.09 17:28:47
    95
    058.037.***.***
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    發表于2017.06.21 14:36:19
    94
    115.060.151.***
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    發表于2017.06.17 10:34:44
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    115.060.***.***
    115.060.***.***
    “焦距”是由鏡頭物理結構決定的。如一顆正好覆蓋全畫幅尺寸的 50mm 鏡頭安裝在 M43 尺寸的相機上,可以理解為被裁切為全畫幅尺寸 1/4 大小的,此時畫面視角僅為原先的 1/4,按照“等效換算”為 100mm。但焦距不僅決定視角還同樣決定景深,此時在光圈值不變時,其景深仍為 50mm 效果。因此,個人認為“等效視角”比“等效焦距“更嚴謹。
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    發表于2017.06.17 10:33:03
    92
    113.121.073.***
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    發表于2017.06.15 00:08:21
    91
    116.237.***.***
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    焦距是形容透鏡聚光能力的參數,焦距越短,聚光能力越強。所以短焦距透鏡組在小口徑下可以達到長焦距大口徑鏡頭相當的照度。
    正因為單純的口徑不能評價焦平面的光強,所以需要光圈這一比值。
    這就是為什么“陽光十六法則”針對相同的iso和快門速度,對所有焦距和畫幅都有效的原因。因為對于曝光而言,光圈本身就是等效參數。
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    發表于2017.06.13 15:51:33
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