第六节 光圈
一、光圈的工作原理
镜头的光圈是由许多活动的金属叶片组成的,装在镜头的透镜中间,转动光圈调节环能使其均匀地开合,调整成大小不同的光孔,控制进入镜头到达图像传感器的光线,以适应不同的拍摄需要。如果把镜头比成照相机的眼睛,那么光圈就起着瞳孔的作用。眼睛的光通量是由瞳孔调节的。光圈的作用和瞳孔一样,通过调节光圈的大小,可以调节进入镜头光线的多少,以获得正确曝光。
二、光圈系数
照相机的光圈大小是用光圈系数表示的,镜头上都标有光圈系数f,如图1-50所示。光圈系数越小,光圈越大,进入镜头到达图像传感器的光线越多。光圈系数越大,光圈越小,进入镜头到达图像传感器的光线越少。光圈变化一级(档),图像传感器接受的曝光量也变化一级(档)。
图1-50 光圈与光圈系数
光圈系数的各档数值一般刻在镜头光圈调节环的外圆周上,或者在数码照相机的菜单中,如选用某档光圈时,可转动调节环,使该档数值与镜筒上的光圈基线对齐或在菜单中设置即可。在照相机镜的前压圈上标有1:2.8-3.5字样,这是数码照相机对应焦距变化的最大光圈。
三、光圈的结构
光圈的结构形式分为手动光圈(预调光圈)和自动光圈两种。预调光圈调对后,光圈就开至调对的大小位置,在拍摄过程中固定不动。自动光圈在调对时不动(在最大光圈位置),当按下快门按钮而快门尚未打开的瞬间,它自动收缩到调定的位置,快门关闭之后,又回到最大位置。因为照相机在最大光圈时取景器明亮,所以自动光圈的照相机取景、调焦很方便。
光圈结构还有停滞和非停滞之分。停滞光圈调对时,可以听到轻微的“哒”一声,同时手上有稍微停顿一下的感觉,便于用手感或声音来判断光圈的档数,适合在暗弱光线下使用。非停滞光圈调对时,既无手感也无声音,只能按刻度来确定档数。
四、光圈的作用
光圈通过光孔大小的改变来控制进入镜头光线的多少,以便让图像传感器达到正确曝光。
为了保证图像传感器的准确曝光,光圈的大小选择是很重要的。一般在光线较暗的场景下拍摄时,需要使用大光圈,以让足够的光线到达图像传感器;在光线较亮的场合拍摄时,则需要使用小光圈,以减少到达图像传感器的光线。
关于光圈和快门的配合将在第四章第一节中详细阐述。
镜头对被摄主体对焦后,在底片上结成清晰的影像,同时位于主体前后的一段距离范围内的景物在底片上结成的影像,以人眼的鉴别能力也认为是清晰的,这一段范围的距离就叫景深,也可以说景深就是影像前后的清晰范围。景深分为前景深和后景深,当镜头对有限远的物体对焦时,后景深大于前景深。
影响景深的因素很多,主要有镜头的焦距、光圈的大小和拍摄距离。
在光圈的大小、拍摄距离不变的情况下,镜头的焦距越长,景深越小;镜头的焦距越短,景深越大。
在镜头的焦距、拍摄距离不变的情况下,光圈越大,景深越小;光圈越小,景深越大。
在镜头的焦距、光圈的大小不变的情况下,拍摄距离越近,景深越小;拍摄距离越远,景深越大。
图1-51为同一拍摄距离,使用相同焦距镜头,采用不同光圈拍摄的画面景深效果。
图1-51 不同光圈的景深效果 摄影:石中军
每个镜头都有一两个成像最好的光圈,称为最佳光圈。使用最佳光圈时,镜头的解像力(分辨图像细节的能力)和影像的反差都有所增强,图像边缘的效果也会得到改善。各种照相机结构不一样,对各种像差的矫正情况也不一样,因而最佳光圈也不相同。一般把摄影镜头的最大光圈收缩三级,就是该镜头的最佳光圈。
摄影镜头使用最小光圈拍摄时,影像质量有所降低。因此,除了景深的特殊需要外,应尽量避免使用最小光圈拍摄。