光圈是一個用來控制光線透過鏡頭,進入機身內感光面的光量的裝置。表達光圈大小我們是用f值。對於已經製造好的鏡頭,我們不可能隨意改變鏡頭的直徑,但是我們可以通過在鏡頭內部加入多邊形或者圓型,並且面積可變的孔狀光柵來達到控制鏡頭通光量,這個裝置就叫做光圈。
長焦距鏡頭的口徑要比短焦距鏡頭的口徑大。原因在於F=鏡頭的焦距/鏡頭的有效口徑的直徑。
光圈大小到底對什麼有影響呢?
在攝影當中,對光圈的控制是最為重要的基本技能之一。因為光圈值可以影響到景深效果、快門速度、成像風格和成像質量!
一、成相質量——使用適當的光圈以獲得優質影像
在一般經驗當中,使用一隻鏡頭的最大或最小光圈都不能得到令人十分滿意的成像質量!當全開光圈時,光線幾乎會穿過鏡頭鏡片的全部面積而在感光物上成像。這樣一來,鏡頭鏡片因為生產過程中精度不足而產生的缺陷,便會在最終的影像上暴露無餘。
於是,我們收縮光圈,使得僅有鏡片中心的一部分面積而不是全部面積透過參與成像的光線。結果是鏡片邊緣沒有透過光線的部分的製造誤差沒有機會去破壞成像質量,畫質就因此得到了一定程度的提高。所以,依此種理論,應該是光圈越小(同一鏡頭,同一焦距),成像越好。
可實際上,我們會碰到另外一個問題:如果縮小光圈使得鏡頭光孔變得過於微小,那麼當光線通過光孔時發生的衍射現象就會顯得十分嚴重。而這種光學現象同樣會降低鏡頭的成像質量!
因為光圈值=光孔直徑/鏡頭焦距,所以同樣是使用較小的光圈,鏡頭焦距越短,光孔也就開得越小。根據這種關係,我們不難發現:當用較小的光圈拍攝照片時,焦距越短的鏡頭越容易因為光的衍射而降低成像質量。想一想,一隻焦距為300mm的鏡頭,即使把光圈值縮小到f32,此時它的光孔大小也和一隻光圈開大到f3.2的30mm焦距鏡頭的光孔大小一模一樣!
舉個例子,我手中有一隻70—300mm鏡頭。我專門測試了它在300mm端的成像質量,結果是最小的f29和f32為最佳光圈!
是不是將光圈收縮得越小,成像質量就越好呢?也並不是如此,因為,光圈過小,就意味著光孔過小。在光孔過小的情況下,通過的光線太少,也不利於高質量的成像,甚至在極端的情況下,光線會發生衍射現象,從而降低解析度表現。所以,就成像質量而言,光圈也不是越小越好。
既不是越大越好,也不是越小越好,所以,鏡頭的光圈一定存在一個最佳的成像光圈。那麼,目前數碼單眼相機的鏡頭,最佳光圈是多少呢?大致來說,對於全幅鏡頭,最佳光圈一般在F8或者F11左右。而對於APS-C數碼單反專用的鏡頭(例如尼康的DX鏡頭,佳能的EF-S鏡頭,索尼的DT鏡頭等),其最佳光圈通常在F8左右。而對於4/3系統所用的鏡頭,例如奧林巴斯的ZUIKODIGI-TAL和松下/徠卡的鏡頭,其最佳成像光圈往往更大,在F5.6-F8之間。
另外需要說明的是,並不是所有的鏡頭在光圈收縮到F5.6以上才能得到優秀的光學素質。否則,那些大光圈鏡頭將會完全失去意義。實際上,很多大光圈的高素質鏡頭,通常只用收縮一兩檔光圈便能得到優秀的光學素質。
二、景深效果——變化光圈值呈現不同景深
光圈不是只有負責控制光線進入相機時的強弱,它還掌握著另外一個重要的關鍵「景深」。所謂的景深,指的就是拍攝主體前後的清晰程度。景深越淺,背景就會越模糊,而主體就會被突顯出來。景深越深,則背景與主體都會變的清晰。
光圈越大,景深越淺。光圈越小,景深越深。例如光圈F4 的景深會比F8淺。大光圈能夠讓背景模糊化,更加將主體突顯出來。較小的光圈會使得景深較深,凌亂的背景會對主體造成不必要的幹擾。
單眼相機有所謂的景深預觀鈕。當按下景深預觀鈕的時候,從觀景窗內就可以看到鏡頭光圈暫時收縮,能夠觀察到正式拍攝時所設定的光圈值能夠形成的景深範圍。一旦將景深預觀鈕放開,鏡頭即回復到原本的最大光圈。 但是景深預觀在鏡頭設定為最大光圈時沒有效果,只限於鏡頭有縮小光圈時才有用。 因為平常鏡頭安裝在相機上時都是保持最大光圈,只有在拍攝中與按下景深預觀鈕時才會隨著設定而縮小。
三、快門速度——綜合運用快門光圈
快門速度和光圈大小,具有同一個功能:控制進入相機的光線總量。使用大光圈、慢速快門所得到的光和使用小光圈、高速快門得到的光是一樣多的。區別是在有時需要高速快門來定格一個運動,有時需要大光圈來得到淺景深。
在自動模式和程序模式之下,相機一般會選擇一個不大不小的光圈和快門來進行適當的曝光,這樣不會有極端參數,失去了創造的機會。在手動模式之下,從你想要的效果出發,來決定這個量的多少,那麼你就獲得了具有創造性的機會和效果。
四、光圈還有分類?
雖然市場上存在著各種各樣的影像產品,從攝像頭、監視器,到我們常見的數碼旁軸相機、數碼單眼相機、數碼攝像機,但是根據不同的內部結構以及不同的市場定位,常見的鏡頭光圈卻僅僅分為三類:固定式光圈、貓眼式光圈和虹膜式光圈。下面筆者就為大家分別介紹一下
1、固定光圈
最簡單的相機只有一個圓孔的固定光圈——沃特侯瑟光圈。
採用固定式光圈的鏡頭,不能對其光圈的大小進行調整。這種光圈通常在低端設備,比如手機鏡頭,攝像頭以及監視器等一些對光學性能要求不高的產品上使用。
2、最初的可變光圈
只是一系列大小不同的圓孔排列在一個有中心軸的圓盤的周圍;轉動圓盤可將適當大小的圓孔移到光軸上,達到控制孔徑的效果。十九世紀中葉約翰•沃特侯瑟發明這種光圈。
3、貓眼式光圈
貓眼式光圈也是一種常見的光圈結構,因其形似貓眼而得名。貓眼式光圈由一片中心有橢圓形或菱形孔的金屬薄片平分為二組成,將兩片有半橢圓形或半菱形孔的金屬薄片對排,相對移動便可形成貓眼式光圈。由於造價低廉並且可以隨意調整大小,所以貓眼式光圈被廣泛應用於入門級別的消費相機中。
4、「虹膜」類型的光圈
是由多個相互重疊的弧形薄金屬葉片組成的,葉片的離合能夠改變中心圓形孔徑的大小。有些照相機可以藉助轉動鏡頭筒上的圓環改變光圈孔徑的大小,而有些照相機則是利用微處理器晶片控制微電機自動地改變光圈的孔徑。弧形薄金屬葉片可多達18片。弧形薄金屬葉片越多,孔形越接近圓形。通過電子計算機設計薄金屬片的形狀,可以只用6片薄金屬葉,得到近圓形孔徑。
5、瞬時光圈
單眼相機的光圈是瞬時光圈,只在快門開啟的瞬間,光圈縮小到預定大小。平時光圈在最大位置。
6、兼快門光圈
有的簡便照相機的光圈兼有快門的功能,這類兼快門光圈大多是雙葉片的貓眼式光圈,與單純貓眼式光圈不同的是:兼快門光圈平時是完全關閉的:在按下快門的瞬間,雙葉片光圈開啟到預定的孔徑後,保持這孔逕到一段預定快門開啟時間之後,立刻閉合:如此一來,光圈便又兼快門的功能。