在之前的文章什么是等效光圈?当中,我们给大家从景深和系统的信噪比两方面讲述了一下等效光圈原理。其实从这个原理出发,还可以得到一些有意思的结论,以及明白一些更深层次的东西。
1等效光圈原理的实质
实质是光矢量的通量决定最终的成像效果——在接下来的分析当中我们将多次使用这一原理。
上面这句话有点晦涩,如果大家希望记住等效光圈原理的话,不妨记下面的这一句:
视角一致、快门速度相等、输出总像素相同的前提下如果两个理想系统输出的景深和信噪比相同,那么它们具有相等的镜头绝对口径。
而光圈值(f/)反映的是镜头相对口径(焦距/绝对口径),这也是让很多人困惑的根源。
2镜头的画质与等效光圈
又要说明一件反常识的事情了——对于一个理想光学系统来说,光圈越小,其画质越差。因为我们一般认识当中收缩镜头光圈提升画质的原因主要是小光圈下来自镜片边缘的像差和像散能够得到有效控制;而理想镜头没有这些东西,影响画质的因素就只剩下了一个——衍射。
跟弥散圆的计算方式类似,决定衍射如何影响画质的是艾里斑(一个理想点光源通过光圈之后由于衍射而扩散成一个衍射图样)的尺寸——而不像弥散圆这么麻烦,艾里斑尺寸的计算非常简单:
这里的F是实际光圈的数值(f/)。这难道是不是说明衍射问题取决于实际光圈,与等效光圈无关?
与弥散圆那部分一样,我们关注的其实不是艾里斑的实际直径,而是它的直径与传感器尺寸的比值,也就是d/D。
这样一来,决定艾里斑对画质影响的就变成了F/D,也就是nF(n是该画幅的焦距倍率),即等效光圈的值。
虽然这里说的是理想光学系统,但随着现在镜头设计越来越倾向于全开即最佳,这里的分析也越来越有实际的参考意义。
2接片与等效光圈
接片这种手法作为在广角焦距不足的时候经常使用的一种手段,在风光摄影当中尤为常用。其实根据等效光圈原理,接片这种手法不止能够获得更广的广角,还能够获取更高的画质。
我们来看一下等效光圈原理的通俗表述:
视角一致、快门速度相等、输出总像素相同的前提下如果两个理想系统输出的景深和信噪比相同,那么它们具有相等的镜头绝对口径。
这里有“输出总像素相同”这个前提,也就是说为了获取更高的100%查看画质,需要接片再缩图——特此注明。
接片的过程相当于扩展了视角,也就是焦距变为原来的k倍(k是换算后等效的焦距转换倍率)。而快门速度相等这个前提是一定满足的。
焦距变成了原来的k倍(这里k
比如我用50mm f/1.4镜头上下左右拍摄四张照片然后接片,得到的照片和25mm f/0.7镜头拍摄的效果完全相同。由于缩图提升了信噪比——甚至它也有着和相等时间快门、f/0.7光圈和对应的更低档ISO下的信噪比表现。
这里的信噪比提升,和用25mm f/1.4镜头连拍四张然后叠加提升的幅度是一样的。其实都是等效光圈原理的结论——相当于采用了一个四倍大的底子,镜头的等效光圈便随之增大——即使镜头的实际光圈没用任何变化。
而且景深也是f/0.7的景深,通过这种手段有人采用普通的人像镜头(50/85mm)接片数十张,得到等效20+mm f/0.1x这种震撼规格镜头的人像摄影作品:
用一支普通的50/1.4镜头竖拍八张然后接片得到上图,视角等效10.3mm(当然画幅比例不是3:2了),等效光圈f/0.13,背景具有非常满意的虚化效果。缩图回2000万像素左右,画质也是极为扎实。
3减焦增光接环与等效光圈
这种接环可能大家都听说过,可以把全画幅的镜头转接到APS-C画幅的机器上,同时获取和全画幅相机相同的成像效果:
在之前你可能对它为什么能减焦增光、为什么加了镜片反而会提高锐度……有所不解。但如果你明白等效光圈原理的话,稍微一思考,也就不难得到结论了。
我们把那句话来变一变:
视角一致、快门速度相等、输出总像素相同、镜头绝对口径相等的两个理想系统,它们输出的画面景深、信噪比和分辨率相同。
看到这里,你是否明白了减焦增光接环的原理呢?
顺便提一下,适马18-35/1.8、24-35/2.0镜头,都是根据等效光圈原理来设计的——原生的前镜组焦距稍长,光圈稍小。而镜尾的三组镜片组成一个减焦增光结构,来扩大等效光圈的值。
不过根据等效光圈原理,这样得到的结果与原生的大光圈镜头并没有区别。至于是怎么实现的?Who Care?
在之前的文章什么是等效光圈?当中,我们给大家从景深和系统的信噪比两方面讲述了一下等效光圈原理。其实从这个原理出发,还可以得到一些有意思的结论,以及明白一些更深层次的东西。
1等效光圈原理的实质
实质是光矢量的通量决定最终的成像效果——在接下来的分析当中我们将多次使用这一原理。
上面这句话有点晦涩,如果大家希望记住等效光圈原理的话,不妨记下面的这一句:
视角一致、快门速度相等、输出总像素相同的前提下如果两个理想系统输出的景深和信噪比相同,那么它们具有相等的镜头绝对口径。
而光圈值(f/)反映的是镜头相对口径(焦距/绝对口径),这也是让很多人困惑的根源。
2镜头的画质与等效光圈
又要说明一件反常识的事情了——对于一个理想光学系统来说,光圈越小,其画质越差。因为我们一般认识当中收缩镜头光圈提升画质的原因主要是小光圈下来自镜片边缘的像差和像散能够得到有效控制;而理想镜头没有这些东西,影响画质的因素就只剩下了一个——衍射。
跟弥散圆的计算方式类似,决定衍射如何影响画质的是艾里斑(一个理想点光源通过光圈之后由于衍射而扩散成一个衍射图样)的尺寸——而不像弥散圆这么麻烦,艾里斑尺寸的计算非常简单:
这里的F是实际光圈的数值(f/)。这难道是不是说明衍射问题取决于实际光圈,与等效光圈无关?
与弥散圆那部分一样,我们关注的其实不是艾里斑的实际直径,而是它的直径与传感器尺寸的比值,也就是d/D。
这样一来,决定艾里斑对画质影响的就变成了F/D,也就是nF(n是该画幅的焦距倍率),即等效光圈的值。
虽然这里说的是理想光学系统,但随着现在镜头设计越来越倾向于全开即最佳,这里的分析也越来越有实际的参考意义。
2接片与等效光圈
接片这种手法作为在广角焦距不足的时候经常使用的一种手段,在风光摄影当中尤为常用。其实根据等效光圈原理,接片这种手法不止能够获得更广的广角,还能够获取更高的画质。
我们来看一下等效光圈原理的通俗表述:
视角一致、快门速度相等、输出总像素相同的前提下如果两个理想系统输出的景深和信噪比相同,那么它们具有相等的镜头绝对口径。
这里有“输出总像素相同”这个前提,也就是说为了获取更高的100%查看画质,需要接片再缩图——特此注明。
接片的过程相当于扩展了视角,也就是焦距变为原来的k倍(k是换算后等效的焦距转换倍率)。而快门速度相等这个前提是一定满足的。
焦距变成了原来的k倍(这里k
比如我用50mm f/1.4镜头上下左右拍摄四张照片然后接片,得到的照片和25mm f/0.7镜头拍摄的效果完全相同。由于缩图提升了信噪比——甚至它也有着和相等时间快门、f/0.7光圈和对应的更低档ISO下的信噪比表现。
这里的信噪比提升,和用25mm f/1.4镜头连拍四张然后叠加提升的幅度是一样的。其实都是等效光圈原理的结论——相当于采用了一个四倍大的底子,镜头的等效光圈便随之增大——即使镜头的实际光圈没用任何变化。
而且景深也是f/0.7的景深,通过这种手段有人采用普通的人像镜头(50/85mm)接片数十张,得到等效20+mm f/0.1x这种震撼规格镜头的人像摄影作品:
用一支普通的50/1.4镜头竖拍八张然后接片得到上图,视角等效10.3mm(当然画幅比例不是3:2了),等效光圈f/0.13,背景具有非常满意的虚化效果。缩图回2000万像素左右,画质也是极为扎实。
3减焦增光接环与等效光圈
这种接环可能大家都听说过,可以把全画幅的镜头转接到APS-C画幅的机器上,同时获取和全画幅相机相同的成像效果:
在之前你可能对它为什么能减焦增光、为什么加了镜片反而会提高锐度……有所不解。但如果你明白等效光圈原理的话,稍微一思考,也就不难得到结论了。
我们把那句话来变一变:
视角一致、快门速度相等、输出总像素相同、镜头绝对口径相等的两个理想系统,它们输出的画面景深、信噪比和分辨率相同。
看到这里,你是否明白了减焦增光接环的原理呢?
顺便提一下,适马18-35/1.8、24-35/2.0镜头,都是根据等效光圈原理来设计的——原生的前镜组焦距稍长,光圈稍小。而镜尾的三组镜片组成一个减焦增光结构,来扩大等效光圈的值。
不过根据等效光圈原理,这样得到的结果与原生的大光圈镜头并没有区别。至于是怎么实现的?Who Care?