1、了解数码相机-什么是焦距、光圈、快门、ISO 值与 EV 值1665 阅读 | 12 评论 楼主 申奥 2011-02-07 22:27 语言比较啰嗦，力争对于数码相机完全没有什么了解的人也能看得懂。另外，本人水平有限，数码相机的相关概念又多，我只能挑一些相对重要的概念解释一下。还有就是同样因为本人水平有限，用于说明的图片大多来自于网络，但愿不会侵了谁的权一、焦距焦距决定镜头视角的大小，焦距越小视角越大，越适合拍大场景，反之焦距越大，视角越小，越适合拍摄远处的景物。为了更好理解引用网上的一幅用来说明各焦距下全画幅镜头视角的图片：注：对于 APS-C 画幅相机，图中焦距相当于等效焦距，即镜头标注
2、焦距乘以转换系数 1.5 之后的值（佳能相机为 1.6）。如果觉得这幅图还是不够形象的话，可以看下面这个例子，平举相机拍一个人的全身像（高度按 2 米计算，因为拍人不可能正好让人头脚顶到照片的上下边缘，为了美观要有一定的空余空间），根据镜头视角可以计算出不同焦距下相机需要距离被拍摄者的距离（大约值）：焦距 距离24mm 2m35mm 3m50mm 4m85mm 7m100mm 8.5m200mm 17m300mm 25m400mm 33m600mm 50m关于镜头焦距的补充说明：1.变焦倍数：有的人认为变焦倍数大的镜头就能拍的更远，其实这是一个误区，变焦倍数大并不等于就一定能拍的更远，而是镜头
3、的镜头最大焦距越大拍的越远。看看变焦倍数的定义就明白了，所谓变焦倍数指的是镜头的最大焦距除以最小焦距得出的数值，而一个镜头如果广角端焦距很小，即便长焦端焦距不是很大也可以获得比较大的变焦倍数。举个例子：比如有两个镜头分别是 5 倍变焦的 24mm-120mm和 4 倍变焦的 35mm-140mm，谁远摄能力更强？是拥有更长的最大焦距的 140mm 焦距的 4 倍变焦镜头而非那个 5 倍变焦的镜头。因此有多大的变焦倍数只是表明镜头的变焦范围，变焦倍数更大镜头不一定就能拍的更远。2.关于各焦距适用范围：对于 50mm 焦距的镜头常被称作标准镜，与人的一只眼睛所看的视角相仿，焦距小于比标准镜焦距的镜
4、头被称为广角镜适合拍大场面的场景，如各类风景照。35mm 焦距的视角与人双眼视角相仿，而28mm 与 24mm 为常见镜头的最小广角端焦距，一些专业广角镜头焦距会更小。拥有比标准镜更长焦距的镜头被称作长焦镜或望远镜，85mm 常用于拍摄全身人像，105mm 常用于拍摄七分身人像， 135mm 焦距常用于拍摄半身人像或特写，更长的焦距则用来拍摄一些距离相机较远的景物。3.长焦端的背景压缩效应：（在网上没找到合适的照片，翻拍镜头手册上的示例图片，不是很清晰）上图以短焦距在近处拍摄，下图以长焦距在远处拍摄，虽然被拍摄的物体在画面中成像是等大的，但是画面所呈现的背景却是不同的。4.实际焦距与等效焦距：
5、焦距的大小除了影响视角的大小外，它还影响拍照时背景虚化的能力，确切的说是实际焦距的大小在直接影响着拍照时背景虚化的能力。使用越大的实际焦距拍摄越能产强烈的背景虚化效果。那么什么是实际焦距呢？数码相机镜头上标注的焦距信息就为实际焦距，但厂商会同时在产品说明中写明此镜头使用时的等效焦距为多少。比如数码相机松下 LX5 镜头的标注：f=5.1 - 19.2 毫米(相当于 35 毫米的 24 - 90 毫米)即镜头实际焦距为 5.1mm - 19.2mm，等效焦距为 24mm - 90mm。为什么镜头会有等效焦距与实际焦距之分呢？先来看看不同画幅感光芯片面积大小的比例：实际焦距相同的镜头用在不同画幅的
6、相机上时，取景的范围是不同的，现举例如下：右边红框表示全画幅感光芯片，左边表示它的取景范围；右边绿框表示 APS-C 画幅感光芯片，左边表示它的取景范围：右边蓝框表示LX5 相机的感光芯片，左边表示它的取景范围。由图可以发现当相机镜头的实际焦距一样的时候，它的取景范围与感光芯片画幅有关：全画幅相机感光芯片面积/其他画幅相机感光芯片面积=全画幅相机取景范围/其他画幅相机取景范围实际上使用同样焦距镜头的其他拍照时等于是将全画幅相机拍出的照片的一个裁切。这样镜头的实际焦距就不能确切的反映不同相机的取景范围了，为了便于表示，引入了等效焦距的概念，等效焦距相同的相机拍照时的取景范围就是相同的。等效焦距=
7、实际焦距 x 等效系数此等效系数为全画幅相机感光芯片面积（确切的说是 135 相机底片的面积）与相机实际感光芯片面积的比值。全画幅相机、APS-C 画幅相机与 LX5 等效焦距一样时的拍照取景情况：5.最近对焦距离与放大倍率不同的镜头最近对焦距离不同，微距镜的最近对焦距离可能只有几厘米，而长焦镜的最近对焦距离可能超过一米。这里还有一个大家会常常理解错误的地方，那就是并不是对焦距离越近的镜头越能将微小物体拍得更大，而是镜头的放大倍率越大越能将微小的物体拍的更大。虽然确实镜头移得越近被拍摄物体在在画面上成像越大，而最近对焦距离较远的镜头显然无法将被摄物体移得离镜头太近。但是由于镜头设计的不同，会出
8、现有的镜头虽然最近最近对焦距离不是那么近，但是却可以把物体拍的比比它最近对焦距离更近的镜头还大的情况。于是这就有了放大倍率的说法，放大倍率指的是镜头在最近对焦距离拍摄一个和相机感光芯片一样大的物体时，此物体实际大小与它在感光芯片面积上成像大小的比值。一般的镜头放大倍率大约在 0.2:1 到 0.3:1 之间这个样，而微距镜的放大倍率可以达到 1:1。结论：镜头等效焦距决定相机取景的大小，实际焦距决定拍照时背景虚化的能力。这是一张单反镜头用来演示背景虚化能力的官方样张，由于普通 DC实际焦距都很小，所以很难拍出这种效果，这也是普通 DC 与单反相机最大的不同之处。但是普通 DC 如果拍摄离镜头很
9、近的小物件的时也一样可以产生较强烈的背景虚化效果（借用网上的一张照片）：二、光圈1.光圈值定义：光圈值=光圈孔径直径大小/焦距实际为了使用方便，一般写作：f（光圈值）=1:焦距/光圈孔径直径大小例如有一个焦距为 35mm 的镜头，光圈孔径直径大小为 17.5mm，那么它的光圈大小为：f=17.5/35=1:2标注为 f=1:2，有时也会简略的标注为 f/2 或 f2。一般说起光圈值的大小的时候会省略分子 1，只提分母的大小，所以此时数值越大反而光圈越小。如，f1.4 要大于 f2，因为实际的数值应为 f=1:1.4 与 f=1:2。解释完光圈数值的由来，那么光圈有什么用呢？光圈就像瞳孔，通过改
10、变其孔径大小可以用来控制镜头的通光量。这样在较亮的场景里，可以通过减少通光量而不至于拍出画面一片白，丢失画面细节的即曝光过度的照片；在较暗的场景里，可以通过增加通光量不至于拍出画面一片黑，丢失画面细节的即曝光不足的照片。各种曝光情况示意图：曝光不足 曝光正确 曝光过度2.恒定最大光圈与非恒定最大光圈：一般镜头的光圈是可变的，而且镜头的最小光圈都比较小，所以谈论镜头光圈大小时，常说的是镜头可使用的最大光圈。恒定最大光圈比较好理解，就是对于变焦镜头，在各个焦段可以使用的最大光圈是一样的。对于非恒定最大光圈就是对于变焦镜头，在各个焦段可以使用的最大光圈是不同的，随着镜头所使用焦距的增大，可以使用的最
11、大光圈会减小。这就造成了往往在许多的焦距上，非恒定最大光圈镜头可以使用的最大光圈要比恒定最大光圈镜头小。那么为什么不把镜头都做成恒定最大光圈的镜头呢？根据光圈值定义可知，相同的光圈值在不同的焦距时它的光圈孔径的大小是不同的，在镜头变焦为更大的焦距的时候只有随之增加光圈孔径的大小才能保证光圈值不变。而实际上非恒定最大光圈的镜头就是个最大光圈孔径不变（或变化较小）的镜头，所以它在焦距增加的时候最大光圈会变小。因此恒定最大光圈镜头相对于非恒定最大光圈镜头结构更为复杂，制造更为困难，成本也更高。另外要实现恒定最大光圈，镜头的体积要做得更大，重量也会相应的增加，在便携性方面恒定最大光圈镜头不如非恒定最大
12、光圈镜头。基于这两方面原因于是便有了恒定最大光圈与非恒定最大光圈这两种镜头。注：非恒定最大光圈镜头光圈值表示方法为一个多少到多少的范围值，如下图中 1:4.0-5.6 即为镜头全程变焦过程中可用的最大光圈值。总结：光圈的大小除了控制镜头的通光量外，另一个重要作用是和焦距一样，它能影响照片的景深，光圈越大拍照时景深越浅。简单的说越大的光圈越适合在低照度环境拍照，拥有越强的背景虚化能力。所以光圈值是一个体现镜头素质的重要指标，专业镜头的最大光圈值常为 1/2.8 或者更大，如 1/2.0、1/1.4 等等。但光圈值不是相机镜头唯一的技术指标，高质量的镜头除了拥有更大的光圈外，还拥有更锐利的成像、更
13、鲜艳的色彩、更强的抗眩光效果等等。三、快门相机快门的参数为一个时间值，用来设定相机感光芯片的感光时间。对于拍摄快速移动的物体要使用较高的快门速度来避免由于物体移动而导致的画面模糊，另外更高的快门速度还有助于减轻手持相机时手部的抖动导致画面模糊的不利影响。而慢速快门则用来拍摄一些特殊效果（用从网上找来的部分照片作为示例说明）：丝绸状流水（一般此种拍摄需要在镜头前加装减光镜才能实现，因为当光线强烈时，即便将光圈调整到最小也很难让相机使用个较长的快门时间而不至于曝光过度）虚化走动的人群（曝光时间足够长的话还可以达到基本消除移动人影的效果）行驶的汽车灯光形成的特殊光影不过快门的速度不是可以随时任意设定
14、的，它和光圈值一样，不同的设定会影响照片的曝光度，快门速度越快，感光芯片感光时间越短，在同样光照度的场景中画面越暗；反之，快门速度越慢，感光芯片感光时间越长，在同样光照度的场景中画面越亮。而太亮或者太暗的话就会造成画面曝光过度或不足。关于快门的补充说明：1.安全快门在手持相机进行拍照的时候，由于手部的抖动会使相机视角晃动造成成像模糊，而当使用越长的焦距拍照时，这种由于手部的抖动对画面的不利影响越明显。所以为了保证能拍出清晰的画面，一般来讲手持相机在某个焦距进行拍照时，快门速度不应低于某个值。安全快门是一个沿袭至光学相机时代的概念，由于数码相机感光芯片面积大小不同，进而导致实际焦距也不同，所以对
15、于是否还存在一个具有普遍适用的安全快门值，应该为多少，还是一个比较有争议的问题。不过安全快门本来就是一个大约值，而且某种程度上还因人而异，所以一般可以粗略的以实际焦距二倍的倒数为准（如：使用 50mm 实际焦距的镜头拍照时，安全快门大约为 1/100 秒），如果想要冲印大图的话可以将此快门速度再提高两档或是借助相机的防抖功能，在大多数情况下具有防抖功能的相机开启防抖后都可以将安全快门速度降低两档甚至更多。注：当使用三角架拍摄照片时应关闭相机防抖功能，在使用相机的三角架拍摄照片时相机的防抖功能反而会对成像造成不利影响。2.B 门快门单反相机才具有的功能，即不限时的长时间曝光，按住快门按钮后只要手
16、不松开，快门就会一直处于开启状态，相机感光芯片持续感光，当手松开后快门关闭，曝光结束。另外可以使用快门线配件来更方便的使用 B 门快门，快门线上有个可搬动开关可以用来控制快门的开启和关闭，省去了长时间曝光手需要一直按着相机快门按钮的麻烦，甚至有的快门线还带有可以设定曝光时间的定时曝光功能。四、ISO 值ISO 值表示底片的感光度，即光敏感度。ISO 值越高的底片，所需要达到正确曝光所需要的光量更少，因此这样的底片往往可以使用更高的快门速度完成拍摄，或者拍摄夜景成像时可以获得更高的亮度。数码相机没有底片，只有一个不可更换的感光芯片，但是它也有 ISO 调解功能来模拟光学相机更换底片不同 ISO
17、值的底片。不过和光学相机一样，ISO 值越高越会造成画面劣化。不同相机可以使用的 ISO 值范围不同，一般都是从 ISO 100（也有一些少数相机最小 ISO 值不到 100）开始成倍的增长，如： ISO 100、ISO 200、ISO 400、ISO 800、ISO 1600但是最高 ISO 值不同有的高些，有的则没有那么高，但是太高的 ISO 值会使画面严重的劣化，使用的意义不大。也因此只有通过调整光圈或者快门速度仍旧无法达到正确曝光或者自己想要的画面效果的情况下才应该调整 ISO 值，一般情况下尽量不要提高相机的 ISO 值。来自于网上的佳能单反相机 550D 各 ISO 值成像效果图：
18、ISO 100 ISO 200 ISO 400 ISO 800ISO 1600 ISO 3200 ISO 6400 ISO 12800不同的相机在相同的 ISO 值时成像的质量是不同的， 有的人认为感光芯片面积越大的相机在高 ISO 成像时画面质量越好，但其实并不是这样的，而是单个感光元件的面积越大的相机，它在高 ISO 值成像时质量越好。这该怎么理解，举个例子：比如有两个相机 A 和 B，A 的感光芯片面积为 1 平方厘米，B 为 2 平方厘米，而 A 的总象素为分别为 300 万像素， B 为 1200 万像素，B 的感光芯片面积比 A大，但是 B 的单个感光元件的面积为 2 平方厘米除以
19、 1200 小于 A的 1 平方厘米除以 300，所以 B 的高 ISO 值成像质量不如 A。当然除了单个感光元件面积的大小，感光元件的制造技术也影响高 ISO 值拍照的成像质量，随着感光元件制造水平的提高，感光芯片在高 ISO 时的成像质量越来越好，最高 ISO 值也在不断的提高。另外，现在许多相机厂商为了让自己生产的相机在高 ISO 时拍出的照片看起来画面更好，它会在相机里对照片进行降噪处理，虽然这样会使照片在高 ISO 值时看起来更好，但是降噪处理是个会使照片损失画面细节的操作，运用不同的降噪处理方法后，画面获得的改善效果与画面细节损失量都不同，所以相机的高 ISO 拍摄效果除了相机所使
20、用的感光芯片外还与它所使用的降噪算法有关。大体上讲单反相机因为拥有与普通相机总像素接近但是面积要大得多的感光芯片，所以它在夜景成像上要比普通相机好很多，而更大的感光芯片面积也有助于提高相机的成像质量，这也是单反与普通相机比，除了有更大的实际焦距外，另一个大的区别之处。五、EV 值1.EV 值概念EV 值，即曝光值，量化了的不同 EV 值正好对应各个不同的光照度环境，在光照度不同的环境里都有一个与之对应的可以使相机获得正确曝光的 EV 值。在以前相机还没有自动测光的装置的年代，摄影师需要自己估计在不同光照度的环境里应该使用的 EV 值是多少，然后在依据 EV 值设定相机的拍摄参数（光圈、快门、I
21、SO 值等）。首先来看个转自维基百科的表格：不同场景下的曝光值(当 ISO 值为 100 时)光线条件 EV100日光强烈阳光下的明亮沙滩和雪景（阴影很清晰） 16强烈阳光下的一般场景（阴影很清晰） 15朦胧日光下的一般场景（阴影柔和） 14明亮阴天下的一般场景（没有阴影） 13非常阴沉的一般场景 12强烈阳光下四周无遮挡的阴影区 12户外，自然光彩虹晴朗的天空背景 15多云的天空背景 14日落和天际日落前一刻 1214日落时 12日落后一刻 911月亮,纬度 40满月 15凸月 14四分之一月 13月牙 12月光，月亮在纬度 40以上满月 3 to 2凸月 4四分之一月 6北极光和南极光明亮
22、的 4 to 3一般的 6 to 5室外，人工光源霓虹灯或其他明亮标志 910夜间体育运动 9火焰和起火的建筑 9明亮的街景 8街道夜景和橱窗 78夜晚车流 5集市和娱乐公园 7圣诞树 45泛光灯照明的建筑、纪念碑和喷泉 35亮灯建筑的远景 2室内，人工光源画廊 811体育赛事,舞台等等 89泛光灯照明的马戏团 8泛光灯照明的冰雕 9办公室及工作场所 78民居内部 57圣诞树 452.EV 值与光圈值、快门速度、ISO 值的对应关系当环境的光照度相差一倍时，EV 值相差 1，在相机光圈值为 1.0，快门速度为 1 秒钟，ISO 值为 100 的时候，EV 值记为 0，当光圈缩小一档 EV 值加
23、上 1，当快门速度提高一倍 EV 值同样加上 1，当 ISO 值提高一档时 EV 值减去 1。根据以上定义，于是便有了下表（当ISO 值固定为 100 时）：不同曝光值对应光圈和快门参数（横坐标为光圈值，纵坐标为快门时间）1.0 1.4 2.0 2.8 4.0 5.6 8.0 11 16 22 32 4530 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 615 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 78 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 84 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 92 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101 0
24、1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 111/2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 121/4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131/8 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 141/15 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151/30 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 161/60 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 171/125 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 181/250 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 191/
25、500 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 201/1000 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 211/2000 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 1/8000 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 另外了为能够更精确的控制曝光，实际上数码相机在两档光圈值或快门速度间还插入了两个三分之一级数的可设定值。为了简便，上表中只列出调整后会使曝光值可适应环境亮度相差一倍的几档正极数。还有就是不是所有相机都可以使用表中所有参数，一般高档的相机可以使用更快的快门速度，而高档的镜头往往拥有更大的最大光圈。 普通相机镜头的最大光圈大都为 2.8，而单反等专业相机入门镜头最大光圈为 3.5，专业镜头为 2.8 甚至更更大。而对于最高快门速度，普通相机一般为 1/1000 或 1/2000 秒，而单反相机一般能达到 1/4000 或 1/8000 秒。
