折原临也出场集数:数码相机光圈对成像的影响，以及极限最小光圈

数码相机光圈对成像的影响，以及极限最小光圈

好啦。我又要带来一些枯燥的东西了。。。。前面部分都是网上抄的。。。。老规矩。如果您要是不想看那么多字。还是可以在最下面的部分直接看结论就好了。设计师是根据几何光学设计镜头的。几何光学认为光线在同一个媒质（例如空气）中永远按直线前进。但是物理光学的理论与试验却表明，一束平行光线通过一个小孔后会改变行进的方向，这种现象称为衍射。衍射使平行光线通过圆形小孔后光束逐渐扩散呈圆环状（如图1），中心斑最明亮，其余光环的亮度随着半径的增大而迅速减弱。计算与试验还表明，孔径越小，光行进的行程越长，衍射现象越明显。经过镜头孔径的光线也会由于衍射使焦点处的光斑呈环状，其中心光斑［又称“艾里（Airy）斑”］的半径可由以下公式算出：R0≈1.22×F×λR0：中心光斑的半径；F：镜头的光圈数；λ：光波的波长。http://www.cphoto.com.cn/export/sites/default/cn/zhuangbei/zhuanti/ZHUANGBEIZHUANTI/zhizixiangjiguangquanyusheyingfenbianlv08-2.jpg在传统120与135相机中，由于感光乳剂中的银盐颗粒十分细微，在一般摄影中对分辨率的影响并不显著。大中孔径下镜头的像差是影响分辨率的主要因素。直到使用f/32或f/44光圈时，才会由于理想分辨率的下降导致成像恶化，因此多数镜头最小光圈仅设置到f/22。在数字相机中随着芯片像素量的增加，两个相邻像元的间距也越来越小，感光材料的分辨率开始影响摄影的综合分辨率了。像元的间距可以用计算图（图3）查出，以松下FZ18数字相机为例：在横轴上找出1/2.5英寸的感光芯片的面积或规格，并通过此点引垂线，与表示芯片800万总像素量（可以近似用有效像素量代替）的斜线相交，从交点引水平线至左边的纵轴即可求出像元的间距μ为1.6（微米）。由于1毫米=1000微米，因此每个芯片的理论分辨率NO=1000/μ（像素/mm）=1000/2μ(线对/mm)。例1：松下FZ18，1/2.5英寸芯片，800万像素，μ=1.6微米，N0= 310线对/mm。例2：佳能G9，1/1.7英寸芯片，1200万像素，μ=2微米，N0= 250线对/mm。例3：索尼α-350，23.5×15.6mm芯片，1420万像素，μ=5微米，N0=98线对/mm。例4：尼康D3 36×23.9mm芯片，1280万像素，μ=8，2微米，N0=61线对/mm。例5：佳能1DSMarkⅢ，36×24mm芯片，2100万像素，μ=6.4微米，N0=78线对/mm。与附表对照不难发现FZ18用f/4.5的光圈；G9用f/5.6的光圈；α-350用f/16的光圈；D3用f/22的光圈，1DS Mark Ⅲ用f/19的光圈时，由于艾里斑的半径已经与像元的间距几乎相同，导致一个光斑可能在两个像元上成像，处于极限状态（图2）。一旦光圈再缩小，艾里斑将大于像元间隔，分辨率将恶化。这个结论早已为数字相机分辨率的测试所证明了。以上是网上抄的。------------------------------------------------------------------------------------各种典型数字相机的临界光圈值http://www.cphoto.com.cn/export/sites/default/cn/zhuangbei/zhuanti/ZHUANGBEIZHUANTI/zhizixiangjiguangquanyusheyingfenbianlv08-6.jpg1.在数字相机中不可盲目使用小光圈，一旦光圈小于临界值，分辨率将明显恶化。2.虽然生产工艺可以造出极高像素的芯片，但是受光线衍射与镜头光学像差的限制，数字相机的芯片像素不可能无限提高。3.随着像素的增加导致像元间隔的减少，大孔径时的镜头像差与小孔径下的衍射将成为影响像质的主要矛盾，导致镜头实际分辨率不能随像素量的增加同步增长：使得购买高像素的投入得不到相应的回报。反之高像素使像元面积锐减反而会延长处理时间、增加噪点、减少动态范围，导致像质恶化。因此像素达到一定程度之后，如果影像不准备高倍放大（例如不超过24英寸），现在超过1000万像素的数字单反对于业余爱好者与多数职业摄影师已经够用了。今后我们应更关心相机高感光度的降噪、芯片的动态范围，液晶屏的显示质量（屏幕的色彩还原精度与动态范围）、调焦精度、速度与可靠性等更深层次的技术指标了。以上这个还是网上抄的。---------------------------------------------------------------------------------下面就不是抄的了。咱们不说废话。。。。说实际的。画幅小的相机 在同镜头同光圈下画质更优秀。我这里说的画质主要是分辨率，在一定程度上是指锐度和紫边的控制为什么？因为一般来说镜头分辨率的主要影响是球差和慧差。很多镜头的镜片都是球面的。而为了减少球差，很多镜头现在都用了不少的非球面镜，而缩小光圈可以减少球差和慧差。你用我说过很多次的那个光是水的比喻。快门速度，光圈的关系：快门速度等于水龙头放水时间，光圈等于水龙头开关的大小。而这次我要说的是。。。假设这次不是水，而是油漆。水管里都是油漆，打开水龙头用一个桶子接油漆的过程就像CCD/COMS感光的过程，水龙头开太大，显然很容易溅得到处都是。。。开小一些肯定就不会了。。。（这个比如是帮助理解的。。。但是不是严谨的理论知识别当真）。上面这个例子是说明大光圈画质不佳的原因。OK，然后就是光圈的缩小到一定程度之后，光线衍射带来的负面影响就不断加大。大光圈下当然也有衍射。但是因为光圈口径大，光的波长和光圈的直径比起来完全不是问题。所以不受到影响。但是现在光圈的物理直径小了。会很明显。所以.结合上面我抄了一大堆的理论知识。可以分析出理论上画幅越小，这个镜头的最优光圈更容易做到越大。这也解释了为什么现在很多数码专用头的成本更低（应为同样的分辨率做起来更容易）或者同样级别镜头数码头要比全副头的成像素质更好（注意是说定位同级别的。你别拿17-40L和狗头来比。但是17-55F2.8和17-40L比就不一定了。当然也说不好他们算不算同级别。至少售价差不太多。）。或者一只全副镜头装在APS-C上可能成像素质更好。这也解释了为什么很多L头，在40D上可能很好。但是上到全副上突然下降了。（当然。边角成像不算。 APS-C和全副的法兰距是一样的，所以实际上APS-C是全副的截取。自然是把边角截掉了，不属于这边日志里说的部分。）最后还要补充的一点是。。。并不是说全副不如APS-C。。。 因为分辨率数据。主要是正对实焦部分的。因为全副天生的景深跟容易浅，所以同样一张照片有效的实焦部分面积会比APS-C的少，所以分辨率数据自然要低一些，但是人眼对于那百分之几十的分辨率区别的感知并不明显，但是对于景深的区别却是很敏感的。所以数据是数据。感官是感官哦。。。。另外就是全副的单位面积有效像素点要少，互相干扰更少。更容易获得纯净的没有干扰的数据像素点。最后总结一下常见相机的最小极限光圈，也就是说，光圈小过这个值，成像素质会剧烈下降，并且为了保险起见。最好用大于这个的值（比如500D的极限是F16,所以安全起见一般最多用到F11）。特别是喜欢拍风景的孩子要注意了佳能的500D  F16450D  F16400D  F1940D F1950D F167D   F14（这个要特别注意。。。。拿7D的小盆友不要傻呼呼的再遵循晴天16法则啦，结果是很凄惨的）5D  F225D2  F19尼康的D80 F19D90 F16D700 F22D3 F22D3X F16奥巴的（奥巴继承4/3的特点。景深有优势。其实开到F8就足够景深了,过小的快门+长时间曝光的话,4/3的噪控本来就不好,所以其实用奥巴的没必要老是开小光圈。。拍风景特别好啊。景深够，同时光圈也能比全副或者APS-C大，这样也许不用脚架也能在稍微暗点的环境获得景深很大的片子）E420 F16E520 F16E620 F11GF1 F11EP1 F11索尼的A700 F16A900 F16宾得K10D F19K20D F16K7 F16好了。以上都是废话。。。看了当没看就好。。。。