光圈与景深

光圈（aperture）

• 在光线不足的时候，人眼瞳孔会自动放大以吸收更多光线；在光线充足时，人眼瞳孔会自动收缩以减少光线进入。光圈和人眼瞳孔的构造相似。

• 改变镜头的直径可以直接控制进光量，但通常对于已经制造好的镜头，我们不可能随意改变镜头的直径。我们可以通过在镜头内部加入多边形/圆型、面积可变的孔状光栅来达到控制镜头通光量的目的，这个装置就叫做光圈。

• 光圈可以控制镜头的进光量，进而控制照片的虚化程度。

• 光圈的档位设计是相邻两档的 F 数值相差1.4倍（2的平方根1.414的近似值）。相邻的两档之间，透光孔直径相差倍，透光孔的面积相差一倍（），即进光量相差一倍，底片上形成的影像的亮度相差一倍，维持相同曝光量所需要的时间相差一倍。

• 光圈 F 值越小，即光圈越大，通光孔径越大，在同一单位时间内（快门速度/曝光速度不变）的进光量便越多，而且上一级的进光量刚好是下一级的两倍。例如光圈从F8调整到F5.6 ，进光量便多一倍，我们也说光圈开大了一级。同理，F2是F8光通量的16倍，从F8调整到F2，光圈开大了四级。

• 对于消费型数码相机而言，光圈 F 值常常介于 F2.8 – F11 之间。此外许多数码相机在调整光圈时，可以做 1/3 级的调整。

• 光圈F值=镜头的焦距/镜头有效口径的直径，从以上的公式可知要达到相同的光圈F值，长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。
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所以可以直接从外观来分辨一个手机上的所有镜头。假设三颗镜头的光圈值相等，镜头孔径大的是tele，孔径中等的是wide，孔径小的是ultra wide。

• 每一款镜头都会有一个最大和最小光圈的范围。镜头的配置上会详细标明。对我们来说，更需要留意最大光圈，因为它表示了这枚镜头最大的进光量。对于最小光圈来说，基本每款镜头的最小镜头都可以做到f16或者更小，我们在日常拍摄中基本用不到那么小的光圈。

• 对于变焦镜头来说，最大光圈会随着镜头焦距的变化而变化，也就是随着镜头的伸缩而变化。比如Nikon 18-55mm f/3.5-5.6 lens，这款镜头的最大光圈是f/3.5，而在镜头全部伸出时，最大光圈是f/5.6（f变小，D不变，F也变小）。有一些很贵的变焦镜头，光圈做成了恒定的，比如Nikon 24-70mm f/2.8，光圈就是恒定的f/2.8（f和D一起变，保证F不变）。

• 镜头的光圈值一般都包含在镜头名称之中，只不过有的使用冒号表示而不是斜杠，比如Nikon 50mm 1:1.4G，这个和f/1.4一个意思。

景深（depth of field，DOF）

相关定义

• 弥散圆：在焦点前后，光线开始扩散，点的影像变成模糊的，形成一个扩大的圆，这个圆就叫做弥散圆。

• 容许弥散圆：现实当中，人眼观看拍摄的影像是以某种方式（比如投影、放大成照片等等）来观察的，人的肉眼所感受到的影像与放大倍率、投影距离及观看距离有很大的关系，如果弥散圆的直径小于人眼的鉴别能力，在一定范围内实际影像产生的模糊是不能辨认的（即人眼认为仍是清晰的）。这个不能辨认的弥散圆就称为容许弥散圆。

• 景深与焦深：对焦完成后，在焦点前后各有一个容许弥散圆，这两个弥散圆之间的距离就叫焦深；对应地，在被摄主体前后，其影像仍然有一段清晰的范围，就是景深。

• 景深的计算公式：

• 前景深小于后景深，也就是说，精确对焦之后，被摄主体前面只有很短一点距离内是清晰的，而后面很长一段距离内的景物都是清晰的。从上图、上面公式都可以看出来。

影响景深的三要素

1. 光圈：光圈越大，则景深越浅；光圈越小，则景深越深。

2. 焦距：光圈相同时，焦距越长，则景深越浅；焦距越短，则景深越深。光圈相同时，长焦镜头通常能产生较浅的景深，例如，85 mm 长焦镜头的 F1.4 光圈要比 24 mm 广角镜头的 F1.4 光圈呈现的景深更浅一些。

3. 拍摄距离：距离越近，则景深越浅；距离越远，则景深越深。通常在一个特定的物距之后到无限远的物体都可以清晰成像，这段景深称之为超焦距（hyper）。换句话说，如果拍摄一座山，那么光圈和焦距值对景深几乎不产生任何影响（此时马达被推到了infinity的位置）。

景深和拍照的关系

• 大光圈适合拍摄人像、鲜花，使背景虚化

• 小光圈适合拍风景、夜景，拍夜景时能拍出星芒（即十字形的光）

• 高端数码相机除了提供全自动（Auto）模式，通常还会有光圈优先（Aperture Priority）、快门优先（Shutter Priority）两种选项，让你在某些场合可以先决定某光圈值或某快门值，然后分别搭配适合的快门或光圈，以呈现画面不同的景深（锐利度）或效果。