【全画幅数码相机的焦距】什么是数码相机等效焦距详解

数码  点击:   2019-05-18

   什么是数码相机等效焦距

  数码相机镜头的焦距总是以135相机的镜头作为参照物的,主要原因是因为135相机普及得最广泛,文章对它的介绍也最多,人们对它了解的程度也最大。相机的镜头焦距是衡量镜头所拍摄范围的一个重要参量,不同焦距的镜头适应不同的拍摄需要。固定焦距的镜头一般分为广角镜头、标准镜头和远摄镜头。

  标准镜头是指焦距大约等于感光面(底片,CCD或CMOS) 的对角线长度的镜头。其“看”(拍摄)对象的视角和人眼的视角(当然不能把人眼的余光也考虑进去)非常相近。对135相机而言,其感光面尺寸为36×24mm,对角线长度为43mm。因此43mm左右焦距的镜头就是标准镜头,习惯上取50mm左右的镜头为标准镜头。对120中幅相机,其感光面尺寸有三种:45×60mm、60×60mm和90×60mm,因此其标准镜头的焦距范围为75~110mm。焦距小于标准镜头的称广角镜头,而大于标准镜头的称远摄镜头。50mm标准镜头的视角(感光面对角线两端点到镜头中心的连线所成的角度)为47度 ,显然广角镜头的视角比标准镜头的大,能拍摄更大的范围,远摄镜头的视角比标准镜头的小,拍摄的范围也小。一个简单的法则就是,焦距越大视角越小,焦距越小视角越大。

  数码相机由于其感光面(CCD或CMOS)的尺寸是随相机不同而不同(135相机的感光面是固定不变的)。仅以相机镜头的真实焦距是难以比较不同相机的拍摄范围的,所以都换算到等价的135相机的镜头焦距,然后才进行比较。到目前为止,除了Canon EOS-1Ds、Kodak DCS 14n和Contax N DIGITAL三款相机和135相机有相同的感光面积外,其余的都比135相机的小,因此这三款相机镜头的焦距和135相机的镜头焦距是没有区别的。

  换算焦距分为两类,一类是针对感光面尺寸的长宽比例为3:2,也就是与135相机的感光面的长宽比例相同的数码相机。这一类相机都是一些单反可交换镜头的相机(除了Canon EOS 300D外,基本上都是专业相机) 。另一类是针对感光面尺寸的长宽比例为4:3,和计算机显示器屏幕长宽比例相同的数码相机。这类相机大部份是民用相机(也有极少数是单反的专业相机,比如Olympus E-1)。

  对第一类数码相机,尽管它们都使用135相机的镜头,但视角是不一样的。怎样把它们的镜头焦距换算成等效焦距呢?依据是两者的对角线视角必须相等。设f是等效的镜头焦距(单位:mm),f1是数码相机镜头的真实焦距(单位:mm),d1是数码相机感光面对角线的长度(单位:mm),由三角形的相似性质不难得到

  即

  其中

  称为镜头因子

  例如Nikon D1x的CCD尺寸为23.7×15.6mm,则d1=28.37mm,α=1.5,因此如果相机用一个17~35mm的变焦镜头,其等效的135相机镜头是25.5~52.5mm的变焦镜头。前者对135相机来说是一个从超广角到一般广角的变焦镜头,适应的拍摄范围相当地广,后者是一个普通广角到标准镜头的变焦镜头,适应的拍摄范围要小得多得多。因此这种17~35mm的变焦镜头用在这里真有点浪费,为此Nikon公司专门为其专业数码相机设计了一个焦距为12~24mm的变焦镜头。此镜头用在这里,其等效焦距为18~36mm。

  对第二类数码相机,由于其感光面的长宽比例和135相机的不一样,所以相机制造商用以换算成等效的135相机镜头焦距的方法也有所不同。一般有两种换算法:

  1、对角线视角相等的换算法:由前面的叙述可知

  2、感光面的水平线视角(过感光面中点的水平线的两个端点和镜头中心点的连线所成的角)相等的换算法:由三角形的相似性质同样可以得到:

  显然按第一种换算得到的等效焦距f的值要小些,即视角要大些,但差不了太多。例如Nikon coolpix 5700 其CCD的感光面尺寸为8.8×6.6mm,它的镜头的焦距为8.9~71.2mm,则d1=11mm,按第一种换算法,等效焦距为35~280mm,和厂家给出的等效焦距一致。若按第二种换算法,等效焦距为36~290mm,两者差不太多。有些人会说280mm和290mm的镜头差了10mm应该很多了,但用过这种焦距的人都知道,这两种焦距的效果差别非常小。

  据说有的数码相机厂商还这样换算等效焦距:以数码相机的镜头焦距等于感光面对角线长度作为等价于135相机的50mm标准镜头,其余焦距换算按比例进行,即

  也就是

  这种换算比前面两种换算要差不少。我估计前面的两种换算还是占主流的。这些公式非常容易计算,但有一个问题,d1一般是不知道的。尽管数码相机的技术参考数据中有CCD的尺寸,如1/1.8、 1/2.5 、2/3英寸等,但这并不是真实的感光面上的对角线尺寸,真实的感光面上的对角线尺寸要比这个值小。不过由于等效焦距都会在数码相机的说明书上给出,我们可以用这些公式反算出感光面的真实尺寸。这个真实的感光面尺寸可以为我们估算数码相机的景深提供一个必要的数据。

  人像摄影中如何选择镜头焦距

  相信不少影友手中的相机镜头都是变焦镜头。最普遍的是三倍变焦镜头,焦距由35mm至105mm。有些强调光学变焦的DC,更具有8x甚至10x的光学变焦。

  拍摄人像时,焦距的选择对画面对象的比例有很大影响,从而决定照片给观众的感觉。不少初学者都视光学变焦为拍摄上的一种便利,有变焦镜头便可以站在原地拍摄较远的景物,这当然不是拍摄人像应有的态度。较为专业的想法是,首先决定以什么焦距拍摄这幅照片,自己再走到最适当的位置拍摄。拍摄有水平的人像照片,是不可以偷懒的。

  拍摄及绘画同样讲透视感

  究竟以短焦距(广角)镜头拍摄的照片,跟长焦距(远摄)镜头拍摄的有甚么分别呢?最明显的差别就是,如果模特占画面的面积不变的话,利用广角镜头需要更接近模特拍摄,而用长焦镜头就要距离模特更远。越是接近模特拍摄,画面所表现的透视惑就越强烈。即是说广角镜头能表现出强烈的透视感,而长焦镜头就表现出较低的透视感。透视感是什么呢?这是以平面表达立体空间的手法。大家都知道较近的对象看起来会较大,较远处的对象看起来会较小。因此大家都会直觉上认为,较大的对象较接近自己,较小的对象离自己较远。缯画时, 画家都会应用这种手法,将背景的景物画得较小,人们便知道那些景物离自己较远。

  广角长焦比一比

  大家拍摄时,借着运用不同焦距的镜头,改变自己与模特之间的距离,便可以改变模特与背景之间的透视感。以广角镜头拍摄的照片,前、后景物的距离都被夸张了,而且照片的四周会出现较明显的扭曲。例如拍摄一张半身照片,如果以广角镜头(如28mm或35mm)拍摄,便需要站在离模特较近的位置。这时模特占画面的面积较大,稍远的背景对象会拍得十分渺小,透视感十分强烈,远、近景物之间的距离比肉眼所见更为夸张。

  以长焦镜头拍摄的照片,远、近物件的大小就没有太大差别,看起来两者的距离像是被拉近了,照片表现的透视感也最小。例如以长焦镜头(如105mm至300mm)拍摄同样的半身照,这时便需要站在离模特较远的位置。从照片看起来,因为背景景物没有明显的“缩小”,所以背景好像被拉得与模特更近。

  假定模特占照片面积不变,以越广角的焦距拍摄,模特与背景之间的距离拉得越远;以越长的焦距拍摄,模特与背景之间的距离拉得近。

  广角不宜拍特写

  拍摄人像时,要运用什么镜头,首先要考虑是否需要较多的背景。如果当时整个环境都很有特色的话,,大家不妨考虑采用广角焦距,这样能够同时拍摄模特及较多的背景。如果同时采用较低的拍摄角度,会比水平拍摄角度更加能够表现出透视感,视觉上的冲击会更大。如果模特的手、脚部分放得较接近相机的话,这些部分会因为透视的关系显得更为修长。不过通常的做法都是以广角镜头“拉长”模特双腿,“拉长”双手的拍摄方法需要配合较大胆的创意。

  要注意的是,初学者不宜以广角镜头拍摄模特脸部特写,因为太接近模特拍摄会形成脸部“强烈的透视感”,五官之间的距离被拉远,而且脸部变得阔大,有时会十分吓人。另一方面,用广角镜头拍摄时,要尽量避免在高于模特的角度拍摄,以免拍出来的照片“头大身小”。在低角度拍摄时,也要留意模特的头部不宜抬高,以免拍出来下巴、颈部变得肥大。

  长焦有利简化背景

  如果拍摄时的环境较为杂乱,或者大家只想将注意力集中于某些特别的景物,便可选择以较长焦距拍摄。这时背景只会剩下较少的对象,稍为变换角度就可以避开不希望出现的背景景物,例如电灯柱、行人等。运用长焦距拍摄半身或脸部特写镜头是十分好的,因为模特五官的比例会看来比较正常,而且背景也较为清简,较为适合初学者使用。如果大家的镜头等效焦距超过300mm的话,更可以营造出浅景深效果,将背景虚化成抽象图案,更能突出模特的美态。

  详解焦距系数、景深和曝光时间

  使用数码单反的摄友,一定对“焦距系数”这个词不陌生。

  无论什么相机,镜头都是圆的,因此成的像也是圆形。这个圆形的面积大于胶片/感光元件的面积。成像的实际面积由胶片/感光元件的尺寸大小决定。在数码相机/数码单反领域,除了佳能、康泰时、柯达、仙娜等厂商的少数几款全画幅数码单反之外,几乎所有数码相机的感光元件面积都小于35mm底片面积。也就是说,在镜头不变的情况下,数码相机的成像面积一般要小于胶片相机。

  这种成像面积的区别,就是我们这篇文章的基础

  不管CCD/胶片的面积如何变化,镜头的成像大小总是不变的,镜头本身也无法感知它身后是全画幅还是较小画幅。(顺便说一句,现在越来越多的镜头厂商推出数码单反专用镜头,比如尼康、图丽的DX系列、佳能的EF-S系列、适马的DC系列,以及奥林巴斯的Zuiko Digital镜头等,这些镜头的成像大小一般小于胶片机的镜头,以符合数码单反的CCD尺寸。)也就是说,镜头不可能根据身后感应元件的大小调整成像距离,镜头焦距本身是不变的。改变的仅仅是成像面积的大小。

  成像面积的缩小,从表面上看很像是焦距增加的产物。例如,尼康D2x数码单反的CCD面积为16mm×24mm,而标准35毫米胶片的面积为24mm×36mm,是CCD尺寸的1.5倍。因此,如果我们想在一台胶片单反(例如F6)上实现与D2x相同的取景范围,F6使用的镜头焦距必须为D2x的1.5倍。因此,有人把这个1.5称为“焦距转换倍率”、“焦距系数”。而从这个词的来源看,将其称为“裁切系数”更为准确。

  景深

  接下来,我们来讨论景深和裁切系数之间的关系。一般说来,焦距的改变会引起景深的变化。由于刚才已经说明,数码单反的“焦距倍率”并不能真正改变镜头的焦距,那么我们能否说,感应器的大小不会对景深造成任何影响呢?

  景深的计算公式相当复杂。这里就不详细推算了。主要由以下三个公式组成:

  1. 在超焦距范围内

  2. 可接受的清晰度的近焦距(即景深近点)

  3. 可接受的清晰度的远焦距(即景深远点)

  其中,名词解释 H 超焦距 F 镜头焦距 s 焦点距离 Dn 可接受的清晰度的近距离 Df 可接受的清晰度的远距离 N f档数(光圈) c 模糊圈

  以上公式来源于Greenleaf, Allen R.等人所著的Photographic Optics。

  公式相当复杂,即使包括非常专业的摄影师在内,都不会有多少人去认真推算。但是不知你有没有注意,在公式的众多项中,有一个“模糊圈(Circle of Confusion,简称CoC)”的参数。虽然听起来像初学摄影者的失误,但是在这里,它却扮演着非常重要的角色。

  首先解释一下“模糊圈”的概念。想象在远处有一个点光源,灯泡也好,聚光灯也好,甚至夜晚的一颗星星也好,这个点光源的形状可忽略不计。面向这个点光源按下快门,在照片上会留下一个亮点。如果镜头的焦点恰好落在点光源上,在胶片/感应元件上就会形成一个亮点。而如果镜头的焦点偏离了这个点光源,且相差足够距离的话,照片上就会留下一个模糊的斑点。当焦点和点光源的距离相差到一定程度时,观看者无法准确分辨这个斑点到底来源于一个“点”还是一个“圆”。此时,这个斑点的直径就是所谓的“模糊圈”。

  “模糊圈”的原意,也有从观看者的角度来说,对照片上的物体究竟是“点”还是“圆”感到模糊的意义

  模糊圈的意义,并不仅仅限于点光源,也在一定程度上决定你所拍摄的一切。显然,如果镜头的焦点偏离被摄物体,成像就非常模糊,如果焦点刚好落在被摄物体上、或离被摄物体比较近,图像就非常锐利。

  从另一个方面说,模糊圈的大小也与最终照片的尺寸,以及观看者与照片的距离相关。最终照片放得越大,模糊圈越小,或者说观看者离照片越近,模糊圈越小。

  模糊圈到底有多大呢?一般认为,35毫米标准胶片的模糊圈为0.03毫米,也有人认为是更精确的0.025毫米。但是对于数码相机来说,由于绝大多数数码相机的成像元件(CCD或CMOS)的尺寸小于35毫米底片。因此,如果将数码成像和胶片成像放大到同样大小进行比对,数码的放大倍率将大于胶片的放大倍率。因此,数码相机的模糊圈应小于胶片相机。

  例如,我们已知35毫米底片的模糊圈为0.03毫米。而尼康D2x的裁切系数为1.5,因此,D2x的模糊圈大小为0.03÷1.5=0.02毫米。其它相机可以依此类推。

  模糊圈越小,对焦就要越精确。因此,如果我们以相同的距离,相同的光圈,拍摄同一个物体的话,数码的景深将稍小于胶片。

  但是这里又会出现一个问题:由于焦距转换系数的影响,同样一个镜头,在数码单反上的焦距大于胶片单反。因此拍摄相同的场景时,胶片单反使用的镜头实际焦距应大于数码单反,或者干脆让数码单反往后退一定距离。考虑到长焦的影响,数码相机的景深会有所增加,增加效果大于由于模糊圈减小造成的景深减少。以下三张照片可说明这问题:

  原图,胶片单反拍摄

  在相同的距离使用数码单反拍摄。由于裁切系数,照片看上去似乎焦距更近,但是景深较浅

  使用数码单反后退拍摄,拍摄范围与第一幅图相同,但是景深更大

  总而言之,如果你与被摄物体的距离相同,使用的镜头焦距也相同,唯一的区别是胶片和CCD的面积,那么数码相机的景深较小,但是相对焦距较长。如果数码相机使用的镜头焦距较小,而使数码的成像范围和胶片相同,此时数码相机成像的景深较大。

  曝光时间

  成像的锐利度,很大程度取决于机身在拍摄的瞬间是否稳定。对于长焦镜来说,哪怕是极微小的晃动都会被镜头放大到无法接受的程度。而广角镜头的拍摄就相对轻松得多。

  很多摄影师都听过这样一个经验公式,在手持拍摄时,曝光时间应该小于焦距的倒数。比如使用200毫米的镜头,曝光时间就不应大于1/200秒,这样才能得到精确成像的照片。但是你有没有想过,这条来源于胶片时代的公式,在数码时代是否依然适用?如果你使用18毫米焦距的Nikkor镜头,转换倍率1.5,那么,最低曝光时间到底是1/18秒,还是1/24秒?还有,“曝光时间<1/焦距”这个公式的经验性实在太强。为什么正好是倒数,而不是0.864/焦距,也不是1.127/焦距?为什么正好就是1?除了焦距之外,曝光时间肯定还和许多其它参数相关。比如机身和镜头的重量,太轻了肯定发抖,太重了也不一定拿得住。如果使用尼康的VR或是佳能IS,甚至4/3系统的MEGA O.I.S镜头,手持拍摄的效果肯定会更好。甚至,最佳曝光时间肯定和摄影师的上半身肌肉是否强壮有极大的关系。一个强壮如施瓦辛格的摄影师,手臂的稳定度肯定强于不足十岁的孩子。

  事实上,作为一个经验公式,“曝光时间<1/焦距”的意义仅仅在于说明焦距和最佳曝光时间的负相关关系。从三角学的角度讲,由于手抖造成的相机的角运动,将依镜头焦距长度反映为被摄物体的平面运动。同样是手抖一下,对14mm镜头的影响就比200mm镜头小得多。这也就是为什么没有厂家生产带防抖功能的广角镜的原因。

  看到这里,有的朋友可能会认为,在使用相同焦距的镜头时,数码相机的稳定度应该高于胶片相机。如前所述,数码相机的感应元件面积通常小于标准35毫米胶片,模糊圈也小于胶片。同样的抖动范围,在底片上可能难以辨认,如果在CCD/CMOS上,就可能毁灭你整天的劳动成果。

  但是且慢,要拍摄同样的照片,数码相机的镜头焦距不是应该短一些吗?焦距的缩短,同样会增加最小曝光时间值。不妨用前文的例子分析一下。35mm底片的模糊圈为0.03mm,一台系数为1.5的尼康D2x的模糊圈为0.02mm,胶片相机使用300mm镜头,D2x使用200mm镜头。在同一个地点拍摄的话,得到的画面是相同的。此时,两个系数相互抵消。

  因此在曝光时间方面,你只需要关心数码相机“相当于35毫米”的等值焦距。或者干脆图个放心,使用三脚架。当然,如果你对自己的二头肌相当自信,愿意向经典公式发起挑战,那也随便你。

  架设长焦距镜头 Slik发布两款顶级万向云台

  Silk公司,计划在11月下旬发售万向云台新品,型号为“PBH-600”和“PBH-400”,售价是PBH-600为37,275日元(约合人民币2430元),PBH-400为30,975日元(约合人民币2010元)。

  此外,同时还会发售在10月中旬发布的新款登山杖产品,型号分别为“Stock Photo 3N”和“Stock Photo 2”。这两款产品售价均为14,700日元(约合人民币955元)。

  PBH-600

  PBH-400

  ■ PBH-600/400

  这两款万向云台产品是该公司到目前为止性能最好的产品之一,作为该公司的自由方向转台位于最有效的产品。在这两款云台产品的下部,有用来参考调整水平位置的刻度盘,合适的锁止结构,并有独立的相机安装螺钉等。

  适合三脚架安装的,规格为U3/8、U1/4三脚架安装螺钉适配器也同时附赠。

  PBH-600,该款万向云台全高109mm,重量为620g,能承受最大为10kg的有效负载;PBH-400,该款万向云台全高101mm,重量为460g,能承受最大为7kg的有效负载。

  Stock Photo 3N

  Stock Photo 2

  这两款登山杖产品具备伸缩结构,并有指南针设计,适合山区使用,把手上也有氨甲酸酯材质的外套包裹。

  Stock Photo 3N,全高1,450mm,收起后为705mm,3段式结构。Stock Photo 2,全高1,450mm,收起后为820mm,2段式结构。

  让焦距变长!简述摄影中增距镜应用

  一般爱好者在拍摄时,总喜欢尝试不同的焦距,从标准到广角,从广角到长焦,几乎都尝试了一番,到这些都置备齐了,又想到超长焦镜头......

  有的时候,超长焦镜头无疑是挺管用的,但同时也是最不常用的,价钱还属不菲,于是要为大家介绍一样既能帮助解决长焦拍摄的问题,又能避免后两样窘境的玩意儿——增距镜。增距镜的作用是将镜头焦距增大,让我们可以拍得更大的影像,增距镜接到镜头和机身之间,镜头的焦距就变长了......

  增距镜是一个很怪的东西,一方面要求在大光圈长焦镜头上使用,另一方面却又牺牲着光圈以及图像的质量......

  “三省”——增距镜的作用

  说增距镜的作用,首先要说超长焦镜头的作用,一般说,135画幅相机的200mm以上的焦距属于超长焦了,在有些时候,超长的焦距可以拍摄较远的画面以及特殊的视觉效果,于是显得非常好用,但多数时间却是收藏的,而且这类镜头的体积和重量都不一般,而且相对而言价值都颇为不菲。幸好有增距镜一物可以为我们解决上述问题,使用增距镜等于增加了原有镜头的焦距,具体的可以归纳为“三省”。

  一、省钱

  专业镜头长出品的增距镜不算昂贵,相机原厂的产品就相应地给人感觉价值不菲,虽然如此,比较买一支长焦镜头来说,增距镜还是占了大便宜,用两三千块的钱,得到一支400mm以上焦距的镜头是很难想象的。

  二、省劲

  端着一支200mm的镜头与端着一支400mm的镜头,感觉上肯定是不一样的一个增距镜的重量顶多和一支标准镜头相仿,长焦镜头呢?还可以当微距镜头使用,由于最近对焦距离不变,同样的距离可以得到更大的影像,一支放大倍律达到1:4的镜头,在使用2倍微距镜头时可以达到1:2,假如镜头是1:1的,放大倍律岂不惊人?

  三、省地方

  假如你为了向MM亮骚,那么家伙什应该尽量地往外秀、尽量往摄影包里装,但如果是出门旅行,那么行囊怎样搭配,就应该好好考虑了,到然是越轻便越好,带上一个增距镜,等于带上一支小口径长焦镜头,为行囊简约了不少空间(常使用长焦镜头者除外)。即便是经常使用长焦大炮的体育记者,也常配备增距镜,400mm/2.8镜头,装上1.4倍增距镜,变成560mm/f4,试想,带着这样一支镜头将是怎样的负担。

  选择——增距镜的规格

  通常增距镜的规格多为两种,一种是1.4x倍的,另一种是2x倍的,不过近来出现了多种规格的,首先是专业厂推出的3x增距镜,这虽然可以得到前所未有的焦距,但取景器了看到的景物会忒“黯淡”了,聚焦更是成为问题,于是显得并不是太好用;也有厂家推出别的倍律的,像尼康与200mmF2一并推出的1.7x倍增距镜,更像是数码时代的产物,为配合什么而制造的。

  不同的倍率各有各的用场,价钱也不一样,倍数高会贵些,但似乎最常见的和最好用的还应该是1.4x合2x倍的,起码算起来容易些。

  牺牲——增距镜的缺陷

  增距镜可以让我们镜头的焦距变长,但是也有牺牲的。

  一是牺牲了光圈,光圈变小了,原先是焦距乘以倍律,最大光圈也有乘以倍律,f2.8的光圈用了2倍增距镜后,最大光圈就变成f5.6了;再就是牺牲了影像质量,理论上镜片越多成像质量受到的影响就越大,更别说另外加上的一截;使用时,因为焦距变长,景深会变得很浅,稍不留意,焦点就跑掉;自动对焦工作也会变得不太灵敏,许多时候需要手动对焦,倍律小的对焦困难相对小些;还有就是焦距变长,光圈变小,手持拍摄时影像模糊想象很难避免,所以许多时候脚架是必须的。

  实拍测试

  TC-201配合XGP将得到最长400mmF5.6的大光圈超长焦效果,再配合现在的尼康数码单反相机将得到600mm的有效焦距。TC-201没有联动触点,将无法使用自动对焦功能,配合AF镜头时只能手动对焦。

  今天,我们将带着许多影友的关切和期待对这一组合进行简单的测试,拍摄效果如下:

  Nikon D100+Nikkor AF80-200mm/F2.8ED 80mm端

  光圈:2.8 快门:1/1600s

  Nikon D100+Nikkor AF80-200mm/F2.8ED 200mm端

  光圈:4 快门:1/1000s

  Nikon D100+Nikkor AF80-200mm/F2.8ED+TC-201增距镜 200mm端

  光圈:2.8 相当于5.6 快门:1/800s

  Nikon D100+Nikkor AF80-200mm/F2.8ED+TC-201增距镜 200mm端

  光圈:2.8 相当于5.6 快门:1/800s

  Nikon D100+Nikkor AF80-200mm/F2.8ED 200mm端

  光圈:4 快门:1/2000s

  TC-210报价:https://www.cnphotos.net/shop/sale.htm

  告别一知半解,焦距、景深步步通

  一、焦距系数

  使用数码单反的摄友,一定对“焦距系数”这个词不陌生。

  无论什么相机,镜头都是圆的,因此成的像也是圆形。这个圆形的面积大于胶片/感光元件的面积。成像的实际面积由胶片/感光元件的尺寸大小决定。在数码相机/数码单反领域,除了佳能、康泰时、柯达、仙娜等厂商的少数几款全画幅数码单反之外,几乎所有数码相机的感光元件面积都小于35mm底片面积。也就是说,在镜头不变的情况下,数码相机的成像面积一般要小于胶片相机。

  这种成像面积的区别,就是我们这篇文章的基础

  不管CCD/胶片的面积如何变化,镜头的成像大小总是不变的,镜头本身也无法感知它身后是全画幅还是较小画幅。(顺便说一句,现在越来越多的镜头厂商推出数码单反专用镜头,比如尼康、图丽的DX系列、佳能的EF-S系列、适马的DC系列,以及奥林巴斯的Zuiko Digital镜头等,这些镜头的成像大小一般小于胶片机的镜头,以符合数码单反的CCD尺寸。)也就是说,镜头不可能根据身后感应元件的大小调整成像距离,镜头焦距本身是不变的。改变的仅仅是成像面积的大小。

  成像面积的缩小,从表面上看很像是焦距增加的产物。例如,尼康D2x数码单反的CCD面积为16mm×24mm,而标准35毫米胶片的面积为24mm×36mm,是CCD尺寸的1.5倍。因此,如果我们想在一台胶片单反(例如F6)上实现与D2x相同的取景范围,F6使用的镜头焦距必须为D2x的1.5倍。因此,有人把这个1.5称为“焦距转换倍率”、“焦距系数”。而从这个词的来源看,将其称为“裁切系数”更为准确。

  二、景深

  接下来,我们来讨论景深和裁切系数之间的关系。一般说来,焦距的改变会引起景深的变化。由于刚才已经说明,数码单反的“焦距倍率”并不能真正改变镜头的焦距,那么我们能否说,感应器的大小不会对景深造成任何影响呢?

  景深的计算公式相当复杂。这里就不详细推算了。主要由以下三个公式组成:

  1. 在超焦距范围内

  2. 可接受的清晰度的近焦距(即景深近点)

  3. 可接受的清晰度的远焦距(即景深远点)

  名词解释:H 超焦距,F 镜头焦距,s 焦点距离,Dn 可接受的清晰度的近距离,Df 可接受的清晰度的远距离,N f档数(光圈),c 模糊圈

  以上公式来源于Greenleaf, Allen R.等人所著的Photographic Optics。

  公式相当复杂,即使包括非常专业的摄影师在内,都不会有多少人去认真推算。但是不知你有没有注意,在公式的众多项中,有一个“模糊圈(Circle of Confusion,简称CoC)”的参数。虽然听起来像初学摄影者的失误,但是在这里,它却扮演着非常重要的角色。

  首先解释一下“模糊圈”的概念。想象在远处有一个点光源,灯泡也好,聚光灯也好,甚至夜晚的一颗星星也好,这个点光源的形状可忽略不计。面向这个点光源按下快门,在照片上会留下一个亮点。如果镜头的焦点恰好落在点光源上,在胶片/感应元件上就会形成一个亮点。而如果镜头的焦点偏离了这个点光源,且相差足够距离的话,照片上就会留下一个模糊的斑点。当焦点和点光源的距离相差到一定程度时,观看者无法准确分辨这个斑点到底来源于一个“点”还是一个“圆”。此时,这个斑点的直径就是所谓的“模糊圈”。

  “模糊圈”的原意,也有从观看者的角度来说,对照片上的物体究竟是

  “点”还是“圆”感到模糊的意义

  模糊圈的意义,并不仅仅限于点光源,也在一定程度上决定你所拍摄的一切。显然,如果镜头的焦点偏离被摄物体,成像就非常模糊,如果焦点刚好落在被摄物体上、或离被摄物体比较近,图像就非常锐利。

  从另一个方面说,模糊圈的大小也与最终照片的尺寸,以及观看者与照片的距离相关。最终照片放得越大,模糊圈越小,或者说观看者离照片越近,模糊圈越小。

  模糊圈到底有多大呢?一般认为,35毫米标准胶片的模糊圈为0.03毫米,也有人认为是更精确的0.025毫米。但是对于数码相机来说,由于绝大多数数码相机的成像元件(CCD或CMOS)的尺寸小于35毫米底片。因此,如果将数码成像和胶片成像放大到同样大小进行比对,数码的放大倍率将大于胶片的放大倍率。因此,数码相机的模糊圈应小于胶片相机。

  例如,我们已知35毫米底片的模糊圈为0.03毫米。而尼康D2x的裁切系数为1.5,因此,D2x的模糊圈大小为0.03÷1.5=0.02毫米。其它相机可以依此类推。

  模糊圈越小,对焦就要越精确。因此,如果我们以相同的距离,相同的光圈,拍摄同一个物体的话,数码的景深将稍小于胶片。

  但是这里又会出现一个问题:由于焦距转换系数的影响,同样一个镜头,在数码单反上的焦距大于胶片单反。因此拍摄相同的场景时,胶片单反使用的镜头实际焦距应大于数码单反,或者干脆让数码单反往后退一定距离。考虑到长焦的影响,数码相机的景深会有所增加,增加效果大于由于模糊圈减小造成的景深减少。以下三张照片可说明这问题:

  原图,胶片单反拍摄

  在相同的距离使用数码单反拍摄。由于裁切系数,照片看上

  去似乎焦距更近,但是景深较浅

  使用数码单反后退拍摄,拍摄范围与第一幅

  图相同,但是景深更大

  总而言之,如果你与被摄物体的距离相同,使用的镜头焦距也相同,唯一的区别是胶片和CCD的面积,那么数码相机的景深较小,但是相对焦距较长。如果数码相机使用的镜头焦距较小,而使数码的成像范围和胶片相同,此时数码相机成像的景深较大。

  三、曝光时间

  成像的锐利度,很大程度取决于机身在拍摄的瞬间是否稳定。对于长焦镜来说,哪怕是极微小的晃动都会被镜头放大到无法接受的程度。而广角镜头的拍摄就相对轻松得多。

  很多摄影师都听过这样一个经验公式,在手持拍摄时,曝光时间应该小于焦距的倒数。比如使用200毫米的镜头,曝光时间就不应大于1/200秒,这样才能得到精确成像的照片。但是你有没有想过,这条来源于胶片时代的公式,在数码时代是否依然适用?如果你使用18毫米焦距的Nikkor镜头,转换倍率1.5,那么,最低曝光时间到底是1/18秒,还是1/24秒?还有,“曝光时间<1/焦距”这个公式的经验性实在太强。为什么正好是倒数,而不是0.864/焦距,也不是1.127/焦距?为什么正好就是1?除了焦距之外,曝光时间肯定还和许多其它参数相关。比如机身和镜头的重量,太轻了肯定发抖,太重了也不一定拿得住。如果使用尼康的VR或是佳能IS,甚至4/3系统的MEGA O.I.S镜头,手持拍摄的效果肯定会更好。甚至,最佳曝光时间肯定和摄影师的上半身肌肉是否强壮有极大的关系。一个强壮如施瓦辛格的摄影师,手臂的稳定度肯定强于不足十岁的孩子。

  事实上,作为一个经验公式,“曝光时间<1/焦距”的意义仅仅在于说明焦距和最佳曝光时间的负相关关系。从三角学的角度讲,由于手抖造成的相机的角运动,将依镜头焦距长度反映为被摄物体的平面运动。同样是手抖一下,对14mm镜头的影响就比200mm镜头小得多。这也就是为什么没有厂家生产带防抖功能的广角镜的原因。

  看到这里,有的朋友可能会认为,在使用相同焦距的镜头时,数码相机的稳定度应该高于胶片相机。如前所述,数码相机的感应元件面积通常小于标准35毫米胶片,模糊圈也小于胶片。同样的抖动范围,在底片上可能难以辨认,如果在CCD/CMOS上,就可能毁灭你整天的劳动成果。

  但是且慢,要拍摄同样的照片,数码相机的镜头焦距不是应该短一些吗?焦距的缩短,同样会增加最小曝光时间值。不妨用前文的例子分析一下。35mm底片的模糊圈为0.03mm,一台系数为1.5的尼康D2x的模糊圈为0.02mm,胶片相机使用300mm镜头,D2x使用200mm镜头。在同一个地点拍摄的话,得到的画面是相同的。此时,两个系数相互抵消。

  因此在曝光时间方面,你只需要关心数码相机“相当于35毫米”的等值焦距。或者干脆图个放心,使用三脚架。当然,如果你对自己的二头肌相当自信,愿意向经典公式发起挑战,那也随便你。

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