焦比
在光学中,一个光学系统中的焦比(英语:f-number,或称F值、F比例、相对孔径、光圈值、光圈系数等,习惯上也简称“光圈”)表达镜头的焦距和光圈直径大小的关系。简单来说,焦比等于焦距数除以孔径数。焦比是无量纲的,它代表了摄影学中的一个重要概念:镜速(lens speed)的量,即同镜头同进光量下需要的快门速度。
![](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/87/Aperture_diagram.svg/320px-Aperture_diagram.svg.png)
标志
ƒ-number公式中,ƒ-number写作ƒ/#,又标作为 ,公式如下:
上式中,ƒ是焦距,而D是光圈孔直径(孔径)。惯例上,“ƒ/#”视为单一符号,书写时数值替代符号中的#。举个例子,若焦距值是光圈直径的16倍,那样ƒ值记为ƒ/16,或N = 16。
按ƒ/N标志法的字面解释,N如同实际孔径的算术表达方式,即焦距除以ƒ值: 。
级数、光圈级数惯例及曝光
在摄影中的“光圈级数”是进光量的比值,每一全级表示进光量加倍或减半。传统上,镜头上的光圈值至少对应了全级级数,例如f/1、f/1.4、f/2、f/2.8、f/4、f/5.6、f/8、f/11、f/16、f/22等。这些光圈值是公比为 的等比数列:
因此,按光圈值的定义,每上升一级全级级数,光圈孔直径减小为原本的 ,则进光量减少为原本的 。例如,在相同设备及曝光时间下,f/2的总进光量是f/2.8的两倍;若要使总进光量相当,则f/2.8的曝光时长需设定为f/2的两倍。
相对级数
标准全级光圈值尺度
ƒ/# | 0.5 | 0.7 | 1.0 | 1.4 | 2 | 2.8 | 4 | 5.6 | 8 | 11 | 16 | 22 | 32 | 45 | 64 | 90 | 128 |
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通过镜头到达底片或感光元件的光的照度和光圈孔径的平方成正比,和光圈数的平方成反比。全级光圈值中相邻两个光圈数的平方比为1:2,即表示进光量为2:1。因此,光圈环转动一格,照度相差一倍,例如: 表示f/# 1.4的进光量是f/# 2的二倍, 同样表示f/# 5.6的进光量是f/# 8的二倍,而 表示f/# 1.4的进光量是f/# 2.8的 倍。
典型半级光圈值尺度
ƒ/# | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.7 | 2 | 2.4 | 2.8 | 3.3 | 4 | 4.8 | 5.6 | 6.7 | 8 | 9.5 | 11 | 13 | 16 | 19 | 22 |
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每半级光圈值之间的进光量比为 。例如, 表示f/# 1.4的进光量是f/# 1.7的 倍。
典型三分之一级光圈值尺度
ƒ/# | 1.0 | 1.1 | 1.2 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 2 | 2.2 | 2.5 | 2.8 | 3.2 | 3.5 | 4 | 4.5 | 5.0 | 5.6 | 6.3 | 7.1 | 8 | 9 | 10 | 11 | 13 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 |
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每三分之一级光圈值之间的进光量比为 。例如, 表示f/# 1.4的进光量是f/# 1.6的 倍。
注意有些时候上述数值是有歧义的;举例说,f/1.2可用在半级或三分之一级的系统;有时f/1.3及f/3.2也用于三分之一级的系统。
曝光级数(T-stops)
在T-stops中的T指transmission,即“透射率”,由于所有镜头会吸收一部分通过的光线(特别是变焦镜头存在很多元件),曝光级数(T-stops)有时替代焦距比数作为曝光依据,尤其在电影拍摄用镜头。曝光级数在电影摄影中流行使用,在变焦镜头出现前,固定焦距镜头也使用曝光级数值。这容许了转换不同镜头时可以不影响整体场景画面的光度。每个镜头都独立测试真实光源的光透射率,并指派相对应的曝光级数值。曝光级数值量度了镜头实际上的光线透射率,相等于理想镜头的100%光透射率。
重申,由于所有镜头会吸收一部分通过的光线,在一个镜头中的曝光级数值永远高于焦距比数。近年来,镜头科技的进步,及底片的曝光宽容度,都减少了曝光级数值的理论性。要记住:焦距比级数用于焦距比例,曝光级数值用于光线透射率。
阳光16法则
对成像质素的效果
望远镜内的焦距比
有效光圈值
历史
参见
- Group f/64 (摄影家Ansel Adams和Edward Weston所属的摄影组织)
- 光圈
- 景深
- 望远镜
- 曝光值 (Exposure Value, EV)