单反入门:焦距、光圈、快门、曝光度

​​最近在挑相机,发现之前所了解的焦距、光圈、快门、曝光度,基本忘光了。决定花点时间,再了解下,也做一些笔记,方便日后查阅。

0. 写在前面

本文与其是做笔记,倒不如说大量摘抄中关村在线陈帅写的(这是我见过介绍焦距、光圈、快门、曝光度写得最通俗易懂的一篇,谢谢作者):

1. 焦距(focal length)

焦距(focal length)是指从镜头的光学中心(主点)到成像面(焦点)的距离。成像此距离越短,则越能拍摄更宽广的范围(广角);此距离越长,则越能将远方的物体放大(长焦)。 想想下图,主点前后移动,有效光圈孔径的变化。

镜头焦距的长短决定着拍摄的成像大小,视场角大小,景深大小和画面的透视强弱。当对同一距离远的同一个被摄目标拍摄时,镜头焦距越短所成的象越小(广角,范围越广),镜头焦距越长所成的象越大(长焦,将往处物体放大)。

常用的单反相机(以全画幅24×36mm为标准)来说,通常把焦距分为超广角、广角、标准、中焦、长焦和望远。

24mm以下可以称作超广角也就是俗称的“鱼眼镜头”,24至40mm为广角,40至55mm是标准镜头的范围,55至135mm是中焦,135至300mm是长焦,而300mm以上就被称为望远镜头了。

广角和长焦各有各的优势,同时也有各自的不足之处。广角镜头虽然有着广阔的拍摄范围,但是因为它有着明显的镜头畸变,所以在拍摄人像上并不给力;长焦镜头虽然能将远处的物体拉近,十分适合拍摄特写,但是并不能拍摄较大的场面。

18-105mm表示镜头的变焦范围,长焦数值除以广角数值就是该镜头的变焦倍率了。比如焦距为18mm-105mm的镜头,将长焦数字÷广角数字即: 105÷18≈5.8 ,所以该镜头的变焦倍率为5.8倍;镜头上3.5-5.6表示该镜头在广角端与长焦端的最大光圈。

18mm-55mm,18mm-105mm,或者是变焦范围更大的18mm-200mm。18mm-200mm号称镜头中的“一镜走天下”广角和长焦都有,出门旅游时带上这样一支镜头无论是拍风景还是人像特写都能轻松应对,免去换镜头的麻烦。18mm-55mm虽然变焦倍率较小,但是它的成像效果在这三支镜头中是最好的,因为在变焦镜头中,变焦倍数为3倍左右的镜头成像效果最好

(1)APS-C画幅与全画幅

APS-C画幅与全画幅是图像传感器的两种规格。APS-C(Advanced Photo System type-C)尺寸近似等于先Advanced Photo System “classic”,采用24mm胶片,25.1mm×16.7mm,比例为3:2。全画幅(Full-Frame)是一类装配有接近传统 35 毫米胶片全尺寸(36 x 24 毫米)的影像传感器。

APS-C的感光元件面积小于全画幅,在相同焦距下,感光元件面积越小,拍出照片越有“远望”的感觉,也就是说越能“放大”焦距

事实上尼康APS-C的单反相机对焦距放大系数为1.5倍,也就是说同样在镜头焦距为70mm的情况下APS-C画幅相机实际所表现的焦距为70*1.5=105mm。对于焦距范围是18mm-55mm的套机镜头来说,在APS-C画幅的相机上所表现出来的实际焦距约为27mm-82mm,所以APS-C画幅的相机在长焦摄影方面具有一定的优势

2. 光圈(Aperture)

光圈(Aperture)是用来控制透过镜头进入机身内感光面的光量,其大小决定了通过镜头进入感光元件的光线有多少,通常用F值来表达光圈的大小,如f1.0,f1.4,f2.0,f2.8,f4.0,f5.6,f8.0,f11,f16,f22,f32,f44,f64。下图说明了不同数值的光圈和它孔径大小的关系:

可见,光圈 f 值越小,通光孔径越大,在同一单位时间内的进光量便越多。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5.6 ,进光量便多一倍,光圈开大了一级,F5.6的通光量是F8的两倍。

光圈的大小决定了相机的进光量,进光量的大小直接决定了画面的明暗。在相同曝光时间里光圈大的进光量就多,光圈小的进光量也就少。所以,想让相片亮一些,就调少光圈,增加进光量。在平时拍照时,若天气晴朗则适当缩小光圈来控制光线进入;若是夜晚最好加大光圈拍摄以保证足够的进光量。

2.1 景深(Depth of field, DOF)

使用相机进行拍摄时,调节相机镜头,使距离相机一定距离的景物清楚成像的过程,叫做对焦,那个景物所在的点,称为对焦点,因为“清楚”并不是一种绝对的概念,所以,对焦点前(靠近相机)、后一定距离内的景物的成像都可以是清楚的,这个前后范围的总和,就叫做景深。其次,前景深小于后后景深,也就是说,精确对焦之后,对焦点前面只有很短一点距离内的景物能清楚成像,而对焦点后面很长一段距离内的景物,都是清楚的,二者距离比例约为1:2

景深的深浅,与很多方面有关,但关系最大的就是光圈了。光圈越小(即F数值越大),景深就越大;光圈越大(即F数值越小)景深就越小

建议在拍摄风景的时候尽量使用F8、F11这样的小光圈拍摄,这样拍出来的风景照片远近都是清楚的;而在拍摄人像的时候可以选择F4、F2这样的大光圈拍摄,大光圈可以很好的虚化背景来突出主体人物

3. 快门(shutter)

维基百科词条快门有两张动态图片,很形象演示了快门工作原理,如下:

和光圈一样快门也有控制进光量的作用。快门的速度单位是“秒”。常见的快门速度有:1 1/2 1/4 1/8 1/15 1/30 1/60 1/125 1/250 1/500 1/1000 1/2000等。相邻两级的快门速度的曝光量相差一倍(相差一级),如1/60秒比1/125秒的曝光量多一倍。值得注意的是相机在显示快门速度时为了方便显示所以只显示分母,即1/250秒显示为250,1/50秒显示为50,然而5秒显示为5″。

在夜晚或者暗光环境下我们就要适当的延长快门速度,来保证相机足够的曝光。在光线充足的情况下我们可以适当的提高快门速度来捕捉精彩的瞬间。一般来说人手持相机拍摄时快门速度不能低于1/30秒,不然很容易因为抖动而拍虚,如果必须要使用慢速快门,那最好给相机配备一个三脚架

快门用于不同的拍摄效果。高速快门一般用作于捕捉物体瞬间的美,如拍摄一些转瞬即逝的画面或者拍摄运动速度较快的物体;较低的快门速度能拍出过程美,如拍夜晚的车水马龙,丝绢般的水流效果。

50mm焦距不要低于1/60,这是一个安全快门,比1/60还低的话画面很容易因抖动而虚掉。

4. 曝光量(Exposure)

光圈和快门的组合就形成了曝光量,在曝光量一定的情况下,这个组合不是唯一的,例如曝光组合为(F5.6, 1/30)与(F4, 1/60),所拍摄出来的图片效果是不相同的。

光圈优先档(A档),在光圈优先的情况下,可以通过改变光圈的大小来轻松地控制景深,相机会在保证曝光量的前提下自动为其配备合适的快门速度。A档的优势是使用者只要专心的根据自己所需的景深大小来设置光圈,不用将其他心思放在快门速度的配置上,由此来提高拍摄效率。

快门优先(S档),在手动定义快门的情况下通过相机测光而获取光圈值。快门优先多用于拍摄运动的物体上,特别是在体育运动拍摄中最常用。如果拍摄出来的主体是模糊的,这多半就是因为快门的速度不够快。在这种情况下你可以使用快门优先模式,大概确定一个快门值(如拍摄行人,快门速度只需要1/125秒就差不多了,而拍摄下落的水滴则需要1/1000秒),然后进行拍摄。

5. 感光度(ISO)

感光度(ISO),是衡量传统相机所使用胶片感光速度的国际统一指标,反映了胶片感光时的速度(其实是银元素与光线的光化学反应速率),常见的有ISO100,ISO200,ISO400,ISO800,ISO1600,ISO3600。而对于数码相机,其成像原理是通过感光器件CCD或CMOS以及相关的电子线路感应入射光线的强弱来进行成像的。因此,在数码相机中ISO同样也反应了相机感光元件的感光速度

在数码相机中感光度ISO的大小代表着感光元件对光线强弱的敏感程度,当ISO设置的越高,感光元件就对光线就越敏感。这样就可以在光线不足的情况下通过提高ISO来保证快门速度,如在体育摄影时,当环境光线不足,但又必须保证使用很高的快门速度来抓拍运动员的瞬间动作,在这种情况下就可以通过提高相机ISO来实现曝光的准确。

然而,不容忽视的是,提高感光度的一个副作用——噪点(noise)的增加。增加感光度实际上是对感光元件的采样信号进行人为放大,然而在放大图像信号的同时,电路中所存在的暗电流也会随之增加,这些增加暗电流会对图像信号产生一定的干扰作用,其结果就是在画面上产生较多的杂色斑点,画面质量也就随之下降,这就是所谓的噪点。

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