什麼是光圈?您真的懂麼?

攝影入門教學:光圈

什麼是光圈?

就算不懂得攝影的朋友,也聽過光圈這個名字。到底光圈是什麼呢?很簡單,這是鏡頭中間開啓的洞口,有點像眼睛的虹膜,大小是可以改變的。也可把光圈想像成水龍頭,出水口的大小可以被調較,只是通過水龍頭的是水,而穿過鏡頭光圈的是光線。

有些鏡頭的光圈可以開得比其他的大,它們就是我們所謂的大光圈鏡頭。有些鏡頭的光圈又比其他的細小,不過小光圈鏡頭這個名詞比較少聽見,因為99.9%的攝影師都只比較鏡頭的最大光圈值。至於光圈可選擇的範圍,則取決於鏡頭本身。

f / 數值

光圈大小是以「f / 數值」(f-number)來表達,例如:f/2.8,f/4等。這個「f / 數值」代表著什麼?那就要從下面的數學公式開始:

f / 數值 = 鏡頭焦距 / 光圈的直徑

因此 f/2 解讀為光圈的直徑是鏡頭焦距的一半,f/4 指光圈的直徑是焦距的四分一。最易出錯的地方來了,數值上4 比 2 大,但從剛才的闡釋得知 f/2 的光圈比 f/4 大。
光圈大小

f/數值越小,光圈越大

為了減少誤會,F-number 都被寫成「f / 數值」而非「f 數值」,因為 4 比 2 大,但 1/2 卻比 1/4 大。由此刻起,請緊記 「f /數值」中的數值越小,光圈越大;數值越大,光圈越小。f/2 比 f/4 大,f/4 又比 f/8 大,明白了沒?

假設我們把相機的光圈設為 f/ 4,再配上24mm的鏡頭,那麼按下快門時,鏡頭的光圈有多大?運用上方的公式得知光圈的直徑是6mm。如果把24mm的廣角鏡鏡頭換成200mm的遠攝鏡頭呢?答案是50mm。

同是f/4, 光圈直徑大不同

一下子,光圈的孔徑竟然由6mm變成50mm,直徑變長了8倍多。驚訝?更驚訝的是以上兩個例子中,感光原件(CMOS/CCD)的受光量都是一樣,因為隨著焦距增加,景物與相機的距離也增加,亮度會隨之以平方遞減。
Canon EF 400mm f/2.8L IS II USM
這也解釋了為何 400mm f/2.8 的鏡頭比大家的臉還要大,而100mm f/2.8 就只有拳頭般大。400mm f/2.8下,光圈孔的最大直徑達 400 / 2.8 = 143mm (14.3cm),而 100 f/2.8下,光圈孔的最大直徑只需 100 / 2.8 = 35.7mm (3.57cm)。

光量基於面積,不是直徑

另一古惑迷題出現了!光圈的直徑減少一半時,f/數值會增加一倍,但光量減了多少呢?同樣是一半?要小心啊!光量取決於光圈口的面積,而非直徑啊!計算圓形面積的公式是:

面積 = π‧半徑2

直徑減半等於半徑減半,新面積=π‧(半徑/2)2 = π‧(半徑2)/4,面積是舊面積的1/4,因此光量是先前的1/4。即是說,f/4 的光量只是 f/2 的1/4倍。

攝影中,增多一倍光量,我們把它叫作增一級光圈。相反,減少一倍光量,即減一級光圈,或直稱減一級光。讓我們由 f/1 算起,下一整級的光圈是多少?即是比 f/1 少一倍光量的 f/數值是多少?答案不是f/2,而是 f/1.4。何解?

除了光圈,其他設定不變,要獲取多一倍的光量,光圈孔的面積便要乘2。從圓形面積的公式,面積=π‧(直徑/2)2,我們知道面積和光圈孔直徑的平方成正比,但和光圈數(f/數值)成反比,因此,要把 f/1 的光量減一倍,便要求出以下公式的n值。
2 x 12 = n2
n = √(2)
n = 1.4


f/1,f/1.4,下一級: 2 x 1.42 = n2,n = 2。以下是每一級光圈值的差距。

一級光圈
f/1 f/1.4 f/2 f/2.8 f/4 f/5.6 f/8
f/11 f/16 f/22 f/32 f/45 f/64  

f/2和f/2.8之間相差一倍光量。那麼f/2和f/4之間相差多少倍光量呢?答案是4倍,2x2。

以下是半級半圈的值:
半級光圈
f/1.2 f/1.8 f/2.5 f/3.5 f/4.5 f/6.7 f/9.5
f/13 f/19 f/27 f/38 f/55    


由 f/1.4 到 f/1.8 是半級,f/1.8至f/2又是半級。

既然光圈是可變的,那麼場景和光圈如何配搭呢?簡單來說,光圈可分為大,中和小三個範圍。

大光圈

一般來說,光圈值在 f/2.8 或以下,便稱為大光圈。在昏暗和光線不足下,較大的光圈可以讓更多光線通過鏡頭,有助吸取足夠的光量。大光圈又名高速光圈,因為較大的光圈,可以讓我們使用較高的快門速度。

大光圈很容易做出背景(焦點以外)模糊不清的效果,因此在人像、運動、野生動物的拍攝上,大光圈都大派用場。

中等光圈

光圈值由 f/4 至 f/8,我們都稱它為中等光圈。 大多數鏡頭都在中等光圈中擁有最高的鏡頭表現,包括對比度和銳利度。拍攝四平八穏的活動照等尤其適合。

小光圈

當光圈值達 f/11 或以上,我們都稱它為小光圈。 烈日當空下,可以使用小光圈來減少光線的進入。 拍攝風景照時,小光圈也常被用到,因為小光圈有較深的景深,容易令前後景物都清晰可見。


相關文章:

1. 《對焦 1 - 對焦原理
2. 《Guide Number:閃燈的範圍
3. 《如何閱讀鏡頭的MTF Chart
4. 《懂得三腳架的使用方法麼?
5. 《如何拍攝星軌?





其他文章

【瑞士蘇黎世 Zurich】半日玩盡車站大街 / 班霍夫大街(Bahnhofstrasse)、蘇黎世舊城區、三大教堂

蘇黎世火車總站對出已經是鼎鼎有名的車站大街,也有人稱它為班霍夫大街 (Bahnhofstrasse)。 這條聲名遠播的車站大街是歐洲最長的購物大道,全長 1.4 公里,以火車總站 (Zurich Hauptbahnhof) 為起點,布克利廣場 (Burkliplatz) 為終點。兩旁名店林立,順理成章地成為世界上最昂貴購物大道的一員,與紐約第五大道齊名

【瑞士少女峰艾格健行 Jungfrau Eiger Walk】玩盡山稜線及人工湖的經典遠足路線

在艾格冰川餐廳 (Restaurant Eigergletscher) 吃得肚滿腸肥後,是時候依計劃在少女峰上來趟輕鬆遠足。所選的路線為 Eiger Walk, 由現在的「艾格冰川 (Eigergletscher)」 一直健行至「小夏戴克 (Kleine Schidegg)」,全程 2.15 公里,都是往下走的。只要沒有高原反應及合適裝束,對大部份人來說,都不成問題。

第14屆香港動漫電玩節2012

第14屆香港動漫電玩節ACGHK 2012來了,不知動漫迷潮聖了沒?不得不讚嘆現今模型的精細度,展覽商也大費周章佈置場景

【攝影名詞】什麼是 HEIF/HEIC 照片格式?蘋果助攻的 JPEG 終結者

大家還記得世上最多人使用的相機是什麼嗎?當然不是 Canon、Nikon 或者 Sony,而是 iPhone。由 iOS 11 起,iPhone 的照片格式已由 JPEG 改為 HEIF/HEIC。 由最受歡迎的「相機」率先推行這場照片格式的革命,相信其他手機及相機製造商也會跟隨。注意,HEIF 不是蘋果自家的專利,有助 HEIF 推翻 JPEG。