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主题 : 入门必读!详解焦距系数/景深/曝光时间
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楼主 发表于: 2011-07-25  
0
来源于 团队学习 分类

入门必读!详解焦距系数/景深/曝光时间

管理提醒: 本帖被 笑看今朝 执行置顶操作(2011-07-27)
距系数 (BY 0b%^  
P5my]4|x  
  使用数码单反的摄友,一定对“焦距系数”这个词不陌生。 "G%S m")  
,$`} Rf<  
  无论什么相机,镜头都是圆的,因此成的像也是圆形。这个圆形的面积大于胶片/感光元件的面积。成像的实际面积由胶片/感光元件的尺寸大小决定。在数码相机/数码单反领域,除了佳能、康泰时、柯达、仙娜等厂商的少数几款全画幅数码单反之外,几乎所有数码相机的感光元件面积都小于35mm底片面积。也就是说,在镜头不变的情况下,数码相机的成像面积一般要小于胶片相机。 t?9J'.p  
   ?)9L($VVD  

   ) f3A\^  
这种成像面积的区别,就是我们这篇文章的基础 >vD}gGBe  
2S7 BzZ/  
G@P;#l`(D  
不管CCD/胶片的面积如何变化,镜头的成像大小总是不变的,镜头本身也无法感知它身后是全画幅还是较小画幅。(顺便说一句,现在越来越多的镜头厂商推出数码单反专用镜头,比如尼康、图丽的DX系列、佳能的EF-S系列、适马的DC系列,以及奥林巴斯的Zuiko Digital镜头等,这些镜头的成像大小一般小于胶片机的镜头,以符合数码单反的CCD尺寸。)也就是说,镜头不可能根据身后感应元件的大小调整成像距离,镜头焦距本身是不变的。改变的仅仅是成像面积的大小。 (1x8DVXNN  

j&Hui>~  
成像面积的缩小,从表面上看很像是焦距增加的产物。例如,尼康D2x数码单反的CCD面积为16mm×24mm,而标准35毫米胶片的面积为24mm×36mm,是CCD尺寸的1.5倍。因此,如果我们想在一台胶片单反(例如F6)上实现与D2x相同的取景范围,F6使用的镜头焦距必须为D2x的1.5倍。因此,有人把这个1.5称为“焦距转换倍率”、“焦距系数”。而从这个词的来源看,将其称为“裁切系数”更为准确。 0[UI'2  
景深 g;Ugr8  
//NV_^$y  
  接下来,我们来讨论景深和裁切系数之间的关系。一般说来,焦距的改变会引起景深的变化。由于刚才已经说明,数码单反的“焦距倍率”并不能真正改变镜头的焦距,那么我们能否说,感应器的大小不会对景深造成任何影响呢? k (AE%eA  
"E+;O,N-  
  景深的计算公式相当复杂。这里就不详细推算了。主要由以下三个公式组成: w6Gez~ 8  
-W!M:8  
1. 在超焦距范围内 KTYjC\\G  

X>$Wf3  
y],op G6  
2. 可接受的清晰度的近焦距(即景深近点) "6C a{n1hk  

q:kGJ xfaW  
5& %M L  
3. 可接受的清晰度的远焦距(即景深远点 8(`e\)%l0  

$'l<2h>4  
?Tc|3U  
名词  解释 rn . qs  
H      超焦距 J4eU6W+{  
F      镜头焦距 KKpM=MZ  
s      焦点距离 QyCrz{/  
Dn    可接受的清晰度的近距离 TDw~sxtv&  
Df     可接受的清晰度的远距离 E^J &?-  
N f   档数(光圈) 4Pr^>m  
c      模糊圈 #_^ p~:  
}Bv1fbD4U  
  以上公式来源于Greenleaf, Allen R.等人所著的Photographic Optics。 xD*Zcw(vj~  
oL9<Fi  
  公式相当复杂,即使包括非常专业的摄影师在内,都不会有多少人去认真推算。但是不知你有没有注意,在公式的众多项中,有一个“模糊圈(Circle of Confusion,简称CoC)”的参数。虽然听起来像初学摄影者的失误,但是在这里,它却扮演着非常重要的角色。 L{~ ]lUo  
ft7M9<#v  
  
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沙发 发表于: 2011-07-25  
首先解释一下“模糊圈”的概念。想象在远处有一个点光源,灯泡也好,聚光灯也好,甚至夜晚的一颗星星也好,这个点光源的形状可忽略不计。面向这个点光源按下快门,在照片上会留下一个亮点。如果镜头的焦点恰好落在点光源上,在胶片/感应元件上就会形成一个亮点。而如果镜头的焦点偏离了这个点光源,且相差足够距离的话,照片上就会留下一个模糊的斑点。当焦点和点光源的距离相差到一定程度时,观看者无法准确分辨这个斑点到底来源于一个“点”还是一个“圆”。此时,这个斑点的直径就是所谓的“模糊圈”。 UG44 oKB  

gK~Z Ch  
模糊圈”的原意,也有从观看者的角度来说,对照片上的物体究竟是“点”还是“圆”感到模糊的意义 n3?P8m$  
psvc,V_*  
  模糊圈的意义,并不仅仅限于点光源,也在一定程度上决定你所拍摄的一切。显然,如果镜头的焦点偏离被摄物体,成像就非常模糊,如果焦点刚好落在被摄物体上、或离被摄物体比较近,图像就非常锐利。 X"3p/!W.4  
mvH}G8  
  从另一个方面说,模糊圈的大小也与最终照片的尺寸,以及观看者与照片的距离相关。最终照片放得越大,模糊圈越小,或者说观看者离照片越近,模糊圈越小。 y~*B%KnEQy  
^5MM<73  
  模糊圈到底有多大呢?一般认为,35毫米标准胶片的模糊圈为0.03毫米,也有人认为是更精确的0.025毫米。但是对于数码相机来说,由于绝大多数数码相机的成像元件(CCD或CMOS)的尺寸小于35毫米底片。因此,如果将数码成像和胶片成像放大到同样大小进行比对,数码的放大倍率将大于胶片的放大倍率。因此,数码相机的模糊圈应小于胶片相机。 Z:^<NdKe  
_3W .:  
  例如,我们已知35毫米底片的模糊圈为0.03毫米。而尼康D2x的裁切系数为1.5,因此,D2x的模糊圈大小为0.03÷1.5=0.02毫米。其它相机可以依此类推。 ts&\JbL  
FS8l}t  
  模糊圈越小,对焦就要越精确。因此,如果我们以相同的距离,相同的光圈,拍摄同一个物体的话,数码的景深将稍小于胶片。 <V U-ja*(J  
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板凳 发表于: 2011-07-25  
 但是这里又会出现一个问题:由于焦距转换系数的影响,同样一个镜头,在数码单反上的焦距大于胶片单反。因此拍摄相同的场景时,胶片单反使用的镜头实际焦距应大于数码单反,或者干脆让数码单反往后退一定距离。考虑到长焦的影响,数码相机的景深会有所增加,增加效果大于由于模糊圈减小造成的景深减少。以下三张照片可说明这问题: %iPIgma  

?r]0%W^  
原图,胶片单反拍摄 )w}'kih  
S&=@Hj-  
  
ZH=Bm^  
在相同的距离使用数码单反拍摄。由于裁切系数,照片看上去似乎焦距更近,但是景深较浅 zI"&g]TV5  
(j:[<U  
J7wwM'\  

   r_ m|?U %  
使用数码单反后退拍摄,拍摄范围与第一幅图相同,但是景深更大 W@GU;Nr  
.0>bnw  
总而言之,如果你与被摄物体的距离相同,使用的镜头焦距也相同,唯一的区别是胶片和CCD的面积,那么数码相机的景深较小,但是相对焦距较长。如果数码相机使用的镜头焦距较小,而使数码的成像范围和胶片相同,此时数码相机成像的景深较大。 W|;`R{<I%  
_eQ-'")  
曝光时间 b* n#XTV  
H9_>a-> )~  
  成像的锐利度,很大程度取决于机身在拍摄的瞬间是否稳定。对于长焦镜来说,哪怕是极微小的晃动都会被镜头放大到无法接受的程度。而广角镜头的拍摄就相对轻松得多。 L kafB2y  
Eb5>c/(  
  很多摄影师都听过这样一个经验公式,在手持拍摄时,曝光时间应该小于焦距的倒数。比如使用200毫米的镜头,曝光时间就不应大于1/200秒,这样才能得到精确成像的照片。但是你有没有想过,这条来源于胶片时代的公式,在数码时代是否依然适用?如果你使用18毫米焦距的Nikkor镜头,转换倍率1.5,那么,最低曝光时间到底是1/18秒,还是1/24秒?还有,“曝光时间<1/焦距”这个公式的经验性实在太强。为什么正好是倒数,而不是0.864/焦距,也不是1.127/焦距?为什么正好就是1?除了焦距之外,曝光时间肯定还和许多其它参数相关。比如机身和镜头的重量,太轻了肯定发抖,太重了也不一定拿得住。如果使用尼康的VR或是佳能IS,甚至4/3系统的MEGA O.I.S镜头,手持拍摄的效果肯定会更好。甚至,最佳曝光时间肯定和摄影师的上半身肌肉是否强壮有极大的关系。一个强壮如施瓦辛格的摄影师,手臂的稳定度肯定强于不足十岁的孩子。 ?st}rJ_  
%/U'Wu{*  
  事实上,作为一个经验公式,“曝光时间<1/焦距”的意义仅仅在于说明焦距和最佳曝光时间的负相关关系。从三角学的角度讲,由于手抖造成的相机的角运动,将依镜头焦距长度反映为被摄物体的平面运动。同样是手抖一下,对14mm镜头的影响就比200mm镜头小得多。这也就是为什么没有厂家生产带防抖功能的广角镜的原因。 3>5gh8!-  
J#w=Z>oz<  
  看到这里,有的朋友可能会认为,在使用相同焦距的镜头时,数码相机的稳定度应该高于胶片相机。如前所述,数码相机的感应元件面积通常小于标准35毫米胶片,模糊圈也小于胶片。同样的抖动范围,在底片上可能难以辨认,如果在CCD/CMOS上,就可能毁灭你整天的劳动成果。 %26HB w=JF  
/ E!6]b/  
  但是且慢,要拍摄同样的照片,数码相机的镜头焦距不是应该短一些吗?焦距的缩短,同样会增加最小曝光时间值。不妨用前文的例子分析一下。35mm底片的模糊圈为0.03mm,一台系数为1.5的尼康D2x的模糊圈为0.02mm,胶片相机使用300mm镜头,D2x使用200mm镜头。在同一个地点拍摄的话,得到的画面是相同的。此时,两个系数相互抵消。 Z @m5hx&  
V/\`:  
  因此在曝光时间方面,你只需要关心数码相机“相当于35毫米”的等值焦距。或者干脆图个放心,使用三脚架。当然,如果你对自己的二头肌相当自信,愿意向经典公式发起挑战,那也随便你。 ?=?*W7  
\2f?)id~  
转自http://blog.zol.com.cn/34/article_33250.html d hg($m  
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地板 发表于: 2011-07-30  
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