[科普中國(guó)]-通光孔徑

簡(jiǎn)介

在照相機(jī)中，調(diào)整光圈時(shí)由可變光圈（葉片組）在鏡頭中央產(chǎn)生的圓孔直徑。如圖中央部分的圓孔的直徑叫通光孔徑。

照相機(jī)光圈的檔位設(shè)計(jì)是相鄰的兩檔的數(shù)值相差1.4倍（2的平方根1.414的近似值）相鄰的兩檔之間，透光孔直徑相差根號(hào)2倍，通光孔徑的面積相差一倍， 底片上形成的影像的亮度相差一倍，維持相同曝光量所需要的時(shí)間相差一倍。

光圈F值越小，通光孔徑越大（如下圖所示），在同一單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)光量便越多，而且上一級(jí)的進(jìn)光量剛好是下一級(jí)的兩倍。例如光圈從F8調(diào)整到F5.6 ，進(jìn)光量便多一倍，我們也說(shuō)光圈開(kāi)大了一級(jí)。F5.6的通光量是F8的兩倍。同理，F(xiàn)2是F8光通量的16倍，從F8調(diào)整到F2，光圈開(kāi)大了四級(jí)。1

通光孔徑和光圈直徑的區(qū)別可以認(rèn)為通光孔徑是等效光圈直徑。原因很簡(jiǎn)單，光圈通常都是五邊形，六邊形，八邊形，九邊形的，這樣的話算直徑就會(huì)誤差很大，因?yàn)樗鼈兌疾皇钦龍A。所以都用通光口徑，其實(shí)通光孔徑就是等效的了光圈直徑。

光圈，又叫鏡頭的相對(duì)孔徑，光圈(相對(duì)孔徑) ，式中：f為焦距，D為鏡頭的有效直徑光圈；f值=鏡頭的焦距/鏡頭口徑的直徑；相對(duì)孔徑的倒數(shù)=光圈系數(shù)。比如，某鏡頭焦距是50mm 光圈4，一般寫(xiě)作f/4，其光圈開(kāi)度是50/4=12.5mm。

通光孔徑面積透鏡捕獲的光量與孔徑的面積成正比，等于：

其中兩個(gè)等效形式通過(guò)f數(shù)N = f / D相關(guān)，焦距f和孔徑D。

當(dāng)比較相同焦距的兩個(gè)鏡頭時(shí)，不需要焦距值，可以代替使用值1，其他因素也可以下降，使區(qū)域與f數(shù)N的倒數(shù)平方成比例。

如果兩個(gè)不同尺寸和焦距的相機(jī)具有相同的視角，并且具有相同的光圈面積，則它們從場(chǎng)景中收集相同量的光。在這種情況下，相對(duì)焦平面照度僅取決于f數(shù)N，所以相機(jī)中格式越大，焦距越長(zhǎng)，f值越高，相機(jī)越小。 這假設(shè)兩個(gè)透鏡具有相同的透射率。2

簡(jiǎn)單的測(cè)定方法從鏡頭前面稍離開(kāi)些距離看鏡頭的通光孔大?。ㄈ绻锌烧{(diào)光圈，要把光圈開(kāi)到最大），就可以大致的判斷出該鏡頭的通光孔徑。

光圈定義光圈是一個(gè)用來(lái)控制光線透過(guò)鏡頭，進(jìn)入機(jī)身內(nèi)感光面光量的裝置，它通常是在鏡頭內(nèi)。表達(dá)光圈大小我們是用f值。

對(duì)于已經(jīng)制造好的鏡頭，我們不可能隨意改變鏡頭的直徑，但是我們可以通過(guò)在鏡頭內(nèi)部加入多邊形或者圓形，并且面積可變的孔狀光柵來(lái)達(dá)到控制鏡頭通光量，這個(gè)裝置就叫做光圈。

相機(jī)通過(guò)兩個(gè)參數(shù)來(lái)控制照射到感光元件上的進(jìn)光量。其中一個(gè)是快門(mén)速度，控制著傳感器接受光線的時(shí)間；另一個(gè)就是光圈，控制著單位時(shí)間內(nèi)照射到傳感器的光量。光圈是鏡頭上一個(gè)可變大小的孔，通過(guò)自動(dòng)或者手動(dòng)的調(diào)節(jié)可以改變光孔直徑，從而控制進(jìn)光量。

計(jì)算公式光圈F值=鏡頭的焦距/鏡頭光圈的直徑

從以上的公式可知要達(dá)到相同的光圈F值，長(zhǎng)焦距鏡頭的口徑要比短焦距鏡頭的口徑大。

完整的光圈值系列如下：

1/1.0，1/1.4，1/2.0，1/2.8，1/4.0，1/5.6，1/8.0，1/11，1/16，1/22，1/32，1/44，1/64

光圈的檔位設(shè)計(jì)是相鄰的兩檔的數(shù)值相差1.4倍（2的平方根1.414的近似值）相鄰的兩檔之間，透光孔直徑相差根號(hào)2倍，透光孔的面積相差一倍， 底片上形成的影像的亮度相差一倍，維持相同曝光量所需要的時(shí)間相差一倍。

光圈的作用在于決定鏡頭的進(jìn)光量，F(xiàn)后面的數(shù)值越小，光圈越大，而進(jìn)光量也就越多；反之，則越小。簡(jiǎn)單的說(shuō)，在快門(mén)速度（曝光速度）不變的情況下，光圈F數(shù)值越小光圈就越大，進(jìn)光量越多，畫(huà)面比較亮；光圈F數(shù)值越大光圈就越小，畫(huà)面比較暗。

光圈及快門(mén)優(yōu)先高端數(shù)碼相機(jī)除了提供全自動(dòng)（Auto）模式，通常還會(huì)有光圈優(yōu)先（Aperture Priority）、快門(mén)優(yōu)先（Shutter Priority）兩種選項(xiàng)，讓你在某些場(chǎng)合可以先決定某光圈值或某快門(mén)值，然后分別搭配適合的快門(mén)或光圈，以呈現(xiàn)畫(huà)面不同的景深（銳利度）或效果。

光圈優(yōu)先模式由我們先自行決定光圈f值后，相機(jī)測(cè)光系統(tǒng)依當(dāng)時(shí)光線的情形，自動(dòng)選擇適當(dāng)?shù)目扉T(mén)速度（可為精確無(wú)段式的快門(mén)速度）以配合。設(shè)有曝光模式轉(zhuǎn)盤(pán)的數(shù)碼相機(jī)，通常都會(huì)在轉(zhuǎn)盤(pán)上刻上“ A ”代表光圈先決模式。光圈優(yōu)先決模式適合于重視景深效果的攝影。

由于數(shù)碼相機(jī)的焦距比傳統(tǒng)相機(jī)的焦距短很多，使鏡頭的口徑開(kāi)度小，故很難產(chǎn)生較窄的景深。有部份數(shù)碼相機(jī)會(huì)有一特別的人像曝光模式，利用內(nèi)置程序與大光圈令前景及后景模糊。3