作者babuzang (babuzang)
看板DC
標題[討論]光圈有那麼大嗎?/如果你在意景深
時間Fri Aug 24 14:56:47 2012
DC的鏡頭上都會標示其實體焦距, 說明書上則會註記其相當於35 mm的等效(相同的拍攝角
度)焦距. 光圈也有相當於35 mm的等效(相同的景深)光圈, 廠商不會說明是因為怕嚇走一
些追求淺景深的顧客. 看這一段話
(出處:
http://www.dpreview.com/previews/nikon-coolpix-p7700)
On a 1/1.7" sensor, this aperture range (F2-4) is equivalent in depth of
field terms to F9.3-18.5 on a full-frame camera, so we're not expecting
miracles when it comes to depth of field control.
看到了嗎? 1/1.7”的F2-4相當於全幅的F9.3-18.5, 差了4.65倍,姑且稱之為size
factor s = senor對角線的比值 = 等效與實際光圈值的比 = 等效與實體焦距的比
1/1.7”的對角線為16 mm/1.7 = 9.4 mm, 35 mm(36mm*24mm)的對角線為43.3 mm, 故s =
43.3/9.4 = 4.61. 1/1.7”的相機如S95,其實體焦距為6-22.5 mm, 相當於35 mm的28-105
mm, 也是約(因長寬比一為4:3一為3:2故不會完全相等)相差一個size factor.
本篇的副標題為: 感光元件大小影響景深的物理上的原因. 從這說起
焦距, 物距與光圈對景深的影響,其物理上的原因,對焦距、物距而言,就是大家熟悉的
透鏡(雖然鏡頭非單一透鏡的鏡片組合但原理上仍適用)成像公式
1/p+1/q = 1/f……(1) (p:物距, q:像距, f:焦距, 以下同)
由(1)式(代入 p1=100f, p2=110f 與 p1=10f, p2=20f求對應的q值)可得: 兩個距
離相同的點,若(a)距透鏡遠;或(b)透鏡的焦距小, 它們的像會較靠近, 也就是遠攝或廣
角鏡景深長的原因.
至於光圈大小是因為遠光軸的光線較難聚焦, 也就是像差的問題, 故光圈大景深淺 (針孔
成像, 景深無限, 把針孔變圓孔, 需透鏡聚焦)
而感光元件的大小影響景深的物理上的原因為何?
常見的一種說法: 用相同等效焦距拍攝時, DSLR的視角較DC大, 故要拍相同構圖時, DSLR
就要往前移, 以致於物距變短景深變淺. 是這樣嗎???
還記得透鏡成像的圖嗎? 由圖可知, 拍攝的角度(由構圖的中心到右上角)的正切tan值 =
片幅對角線一半/像距 ~ 對角線一半/焦距, 由上述可知35 mm的f = 28 mm與1/1.7”的
f = 6 mm的tan值大約相等 (因對角線與焦距皆差一個size factor), 故拍攝的角度也約
相同.
來看景深公式(參閱維基百科:”景深”) :
景深DOF = 2Hp^2/(H^2-p^2) for p<H……(2) (p^2表物距p的2次方)
(2)式中的H稱為超焦距或泛焦距(hyperfocal distance), H = f^2/NC ……(3),
式中f為(實體)焦距, N為光圈值, C為模糊圓直徑
(模糊圓直徑常見定為感光元件對角線的1/1500, 故全幅為43.3/1500 = 0.0289 mm,
1/1.7”為 9.41/1500 = 0.0063 mm. )
(由(2)式得p = H時DOF = 無限大, 也就是說當物距等於或大於H時, 景深後端可達無窮遠
我把S95與全幅的數據代入作一比較(單位都是mm):
f N C H p DOF
35 mm: 28 2 0.0289 13564 2000 603
S95: 6 2 0.0063 2857 2000 5490
35 mm: 105 4.9 0.0289 77855 5000 645
S95: 22.5 4.9 0.0063 16399 5000 3361
1. 由上表, 一般對DSLR較DC景深淺的解釋是值得懷疑的.
(p相同可是DOF差很多)
2. 小片幅DC與全幅的DSLR對景深的控制差很多.
3. 三, 四列DOF的比值較接近size factor.(因為p比H小很多, 見下)
很多情況下, 物距p比H小很多(其實不用, p<H/4誤差就在10 %以內)
則(2)式可寫成 DOF = 2p^2/H for p<<H, 再把 H = f^2/NC 代入, 得
DOF = 2NCp^2/f^2 for p<<H ……(4)
(4)式: 景深與光圈值N,模糊圓直徑C,物距p的平成正比, 與焦距f的平方成反比.
故我認為感光元件的大小影響景深的物理上的原因為:
當把片幅縮小s倍(C縮小s倍)時, 若你要在相同的物距拍得相同的構圖時, 則焦距無法不
變, 也須跟著變小s倍, 由(4)式可得景深變大s倍.
由(4)式也可看出文章開頭說的等效光圈值為何要變大s倍的原因了, 這還是最保守的換算
. 看上表的第一二列, 當物距不比H小很多時, 景深的倍數比s還要更大.
會看待你DC的光圈值了吧. 如果你想要控制景深, 想想焦距與物距
(如果還不行而且你的口袋夠深....)
不要氣餒,上引英文的那一段, 後面一句是The bigger benefit of that larger maximum
aperture is that in poor light,……
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◆ From: 140.129.45.47
1F:推 cz :小DC光圈值主要的意義是計算曝光量 不是景深有多淺 08/24 15:07
2F:推 cz :我的意思是,這篇文章的計算很有趣也很實用 08/24 15:20
3F:→ cz :可以告訴我們小片幅的等效景深 這是它的價值 08/24 15:20
4F:→ cz :但廠商不標示"等效景深的光圈" 08/24 15:21
5F:→ cz :不是基於欺瞞你大光圈有淺景深 08/24 15:26
6F:→ NewTypeNeo :同意CZ大 08/24 15:43
7F:推 ginnietulip :在45機眼中 135也是小DC等級 DOF和放相倍率也不同 08/24 15:53
8F:→ ginnietulip :銘板上詳實紀錄實際規格才能讓使用者穩定使用器材 08/24 15:55
9F:→ ginnietulip :我覺得光圈大小和Bokeh運用的關係遠小於鏡頭結構 08/24 15:56
10F:→ ginnietulip :因此關鍵還是在系統的定位和完整度 以及市場走向吧 08/24 15:56
11F:→ babuzang :本篇只是要提醒少數對小DC大光圈有淺景深的人 08/24 18:24
12F:推 cz :本文的實際價值其實在量化小DC的對應光圈景深 08/24 18:26
13F:→ cz :用這個角度來讀是滿實用的 08/24 18:26
14F:→ cz :至於幻想1/1.7吋可以幹嘛的 也看不懂這篇在計算啥吧 08/24 18:27
15F:推 ginnietulip :確實啊 其實光圈大小也可以說是種復古 RF時代高階機 08/24 18:47
16F:→ ginnietulip :也幾乎都是1.7甚至1.4 只是外觀和光圈數字復古了 08/24 18:47
17F:→ ginnietulip :使用者對照片的美感其實還停在那個時代 08/24 18:48
18F:→ dan192 :1. 由上表, 一般對DSLR較DC景深淺的解釋是值得懷疑 08/24 20:18
19F:→ dan192 :有什麼好懷疑的?..又是個斷章取義的文章 08/24 20:19
20F:→ denby :我還以為是GOOGLE翻譯的文章wwwww 08/24 22:37
21F:推 HuaBa :這種文章不抓4/3(m4/3)、1"一起來比較好可惜 08/24 23:03