等效於35mm相機焦距的計算方法

目前市場上銷售的數碼相機感光元件有多種規格,有全畫幅APS-H畫幅DX畫幅APS-C畫幅4/3系統等,不同畫幅相機就會產生不同的鏡頭焦距轉換系數,而產生焦距轉換系數的最大原因,應該更多的是出於成本的考慮。不同的鏡頭焦距轉換系數意味着感光元件的區別:感光元件越大,越接近傳統膠片的大小,那麼它的製造成本越高,價格也就直線上升。而感光元件在一定範圍內的縮小,就促使不同鏡頭焦距轉換系數的出現。不同的廠商,感光元件不同,導致市場上採用不同規格感光元件的DSLR(數碼單反相機)多種多樣。這樣就出現了焦距轉換系數這一概念。

   許多感光元件都比35mm膠捲的面積小,目前主流的APS-C型感光元件的對角斜線長度比35mm膠捲小1.5倍左右。因此,比35mm膠捲小的感光元件只能獲得膠捲中央部分得照片信息,從而導致“視野缺失”。

等效於35mm相機焦距的計算方法


   從上圖可以看出,當“傳統鏡頭”用在APS畫幅的DSLR上的時候,由於它的成像圈遠遠大於APS大小的感光元件,所以只利用到了鏡頭成像圈的一小部分,感光面積僅爲爲剪裁畫面中央的局部,相當於焦距延長1.6或1.5倍,這就是焦距轉換系數。

等效於35mm相機焦距的計算方法

    由於目前大部分數碼相機的感光元件均小於135畫幅,故數碼相機鏡頭的實際焦距比135相機鏡頭的焦距大得多。如50mm的標準鏡頭裝到佳能EOS400上,其焦距就要乘以係數1.6,實際焦距爲80mm。這個係數就是數碼相機鏡頭的焦距轉換系數。


   感光元件的尺寸類型:

   數碼單反相機的感光元件長寬比多爲3∶2,其尺寸標示方法有所不同,一般用感光元件尺寸類型標示。主要分爲全畫幅FullFrame(接近或等於135畫幅,如佳能1Ds系列、5D MarkII的36.0mm×24.0mm,尼康D3、D700的36.0mm×23.9mm,尼康D3x、索尼α900的35.9mm×24mm,佳能5D的35.8mm×23.9mm等)、APS-H尺寸(佳能1D系列的28.1mm×18.7mm,鏡頭焦距轉換系數爲1.3)、APS-C尺寸(如23.6mm×15.8mm、22.2mm×14.8mm、20.7mm×13.8mm等,鏡頭焦距轉換系數分別爲1.5、1.6和1.7)。奧林巴斯、松下數碼單反相機所用的感光元件尺寸爲17.3mm×13.0mm,長寬比爲4∶3,鏡頭焦距轉換系數爲2.0。從相機的結構上分類,有兩種系統,分別稱爲4/3系統微型4/3系統
  1996年由尼康、佳能、美能達、富士、柯達五大公司聯合開發的APS系統(Advanced PhotoSystem,即先進照片系統)問世。APS系統在原135膠片系統的基礎上進行了較大改進,包括相機、感光材料、沖印設備、配套產品等全面創新,大幅度縮小膠片尺寸,使用新的智能暗盒設計,融入數字技術,成爲能記錄拍攝數據、輔助信息的智能型膠片系統。APS系統是對傳統攝影體系的一次重大變革,本應有較好的發展前景。遺憾的是它生不逢時,由於數碼相機的問世與迅猛發展,APS系統很快被淘汰
   APS系統共有三種底片畫幅可供選擇,即:APS-H、APS-C和APS-P。APS-H爲30.2mm×16.7mm,是APS膠捲可攝取的最大畫幅;APS-C是左右各擋去一部分,爲25.5mm×16.7mm,長寬比接近135畫幅的3:2;APS-P是上下各擋去一部分,爲30.2mm×9.5mm,屬於超寬銀幕畫幅。 
   數碼單反相機的感光元件尺寸標示方法借用了APS標準,把感光元件尺寸接近APS-C尺寸的20.7mm×13.8mm(適馬用)、22.2mm×14.8mm、22.3mm×14.9mm(上兩種尺寸佳能用)、23.0mm×15.5mm(富士用)、23.4mm×15.6mm(賓得K20D)、23.5mm×15.6mm(索尼α700)、23.5mm×15.7mm(索尼α350、賓得K200D、K10D、K-m)、23.6mm×15.8mm(尼康用,稱爲DX格式,以及索尼α300、α200)等都稱爲APS-C畫幅,而佳能EOS-1D系列所用的28.1mm×18.7mm稱爲APS-H畫幅。

  等效於35mm相機焦距的計算方法


    根據相機的光學原理,(相機鏡頭的)焦長越小,視角就越大,則圖像邊緣變形也越大越明顯;焦長越大,則視角越小這對於數碼相機和傳統相機而言都是不變的道理。現在相機的焦長都是由mm(毫米)來標註的,而無論相機的類型是35mm傳統相機、APS或者數碼相機。鏡頭的焦長代表的是鏡頭和對焦面之間的距離。對焦面可以是膠片或者傳感器。更準確地定義應該是“焦長等於對焦點和鏡頭光學中心之間的距離”。   

  等效於35mm相機焦距的計算方法

 

   現在通常的數碼相機的焦長都非常的短,這是因爲絕大多數數碼相機的傳感器都很小,往往對角線長度還不到一英時,爲了在這麼小的傳感器上能夠成像感光,鏡頭和對焦面之間的距離就需要做到很小,這就是爲什麼數碼相機鏡頭的焦長數值都很小的緣故。

   不過在數碼相機上採用35mm等值來表現焦長,並非是人們不習慣數碼相機上的焦長過短,而是因爲每款數碼相機上標註的實際焦長往往獲得的視野不一樣,比如都是6-18mm焦長範圍,但是不同的數碼相機上這個焦長所表現出來的效果往往是不一樣的。這是由於數碼相機採用的傳感器各有所別。

   我們來看看3種不同CCD的表現效果:

  •       
    •   採用210萬CCD的尺寸是1/2"
    •   採用330萬像素的CCD尺寸是1/1.8
    •   採用400萬像素CCD的尺寸是2/3

  這三款CCD不僅對角線尺寸不同而且所含有的像素值也不同。這裏我們需要注意的一個問題是,組成畫面的像素和焦長之間是沒有必然聯繫的。很多具有不同像素值傳感器的數碼相機有很多相同的地方,比如具有相同的鏡頭和機身設計等等,如果這些傳感器具有相同的物理尺寸,那麼它們的35mm等值焦長就肯定是相同的。反過來說,這些數碼相機上爲CCD配套的鏡頭都具有相同的焦長,比如8mm,但是CCD的尺寸不一樣,那麼這些鏡頭換算成35mm等值的焦長就肯定不同。它們中間肯定會出現大於標準視野或者小於標準視野的情況。

    因此採用標準的35mm等值焦長來標準就是一個簡單可行的方法,不管採用的CCD尺寸如何,這樣各款數碼相機之間纔有了可比性,這就是35mm等值焦長來歷。

   衆所周知:135膠片的尺寸是36 x 24mm(對角線長度爲43.27mm),這也就是我們平時在照相機館中看到的最爲普遍的那種膠捲。由於35mm焦長的廣泛使用,因此它成爲了一種標尺,就像我們用米或者公斤來度衡長度和重量一樣,35mm成爲我們判斷鏡頭視野度的一種標註。例如,28mm焦長可以實現廣角拍攝,35mm焦長就是標準視角,50mm鏡頭是最接近人眼自然視角的,而380mm鏡頭就屬於超望遠視角,可捕捉遠方的景物。

     35mm鏡頭被譽爲標準鏡頭,它的視角爲64°左右,是最爲常用的鏡頭,人們常常戲稱這支鏡頭對被攝物體而言,前進一步爲標準鏡頭,後退一步爲廣角鏡頭


     等效於35mm相機焦距具體計算方法:

等效於35mm相機焦距的計算方法

    
      等效焦距 = 實際焦距 *焦距轉換系數

    焦距轉換系數(Focal Length Multiplier)= 43.27/ 圖像傳感器靶面對角線長度

    根據一般的CCD靶面尺寸之寬高比爲4∶3 、其規格英寸數約爲 " 寬度*2/25.4 ",我們可以推出這類CCD靶面對角線的長度近似等於"規格英寸數*25.4*(5/8)"。

    另外,依據1英寸CCD的對角線長爲16mm,我們也可以簡單地用 "規格英寸數*16"來確定某型CCD對角線的長度是多少。

等效於35mm相機焦距的計算方法
  

 

等效於35mm相機焦距的計算方法
 
 

等效於35mm相機焦距的計算方法

等效於35mm相機焦距的計算方法 

注:APS-C感光膠片的標準長寬比爲3:2(24.9×16.6mm),與135底片同比例。


     等效焦距   鏡頭類型   視角          備註 

 

  小於20mm  超廣角    大於95度      適合近攝以拍攝微小物體  

20-35mm   廣角       95-64度      適合拍攝建築與風光,以及街頭抓拍 

50mm      標準鏡頭   45度左右     具有F2以上的大光圈,便宜量又足

70-300mm   長焦       34-8度左右    適合拍攝遠距離物體。其中85-135mm焦距段適合拍攝人像

大於300mm  超長焦     小於8度      適合拍攝超遠距離物體比如野生動物 


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   焦距  是光學系統中衡量光的聚集或發散的度量方式,指從透鏡中心到光聚集之焦點的距離。亦是照相機中從鏡片中心到底片或CCD等成像平面的距離。

   實際上,按照透鏡的成像公式:1/f = 1/u + 1/v,當像距V相對固定時,如果物距u改變,則焦距f也必須跟着改變,這就是對焦的來歷。但是,現實中人們一般都把像距和焦距混爲一談... 

   DC/DV是依靠鏡片的位移來實現焦距改變的,光學變焦倍數越大,裏面的鏡片就越多,鏡頭體積相應較大,畫質相對較低,光圈相對較小。 

   

   光圈與快門 

     光圈(Aperture)是一個用來控制光線透過鏡頭進入機身內部感光面之光量的裝置,它通常是在鏡頭內。表達光圈大小我們是用f值。對於已經制造好的鏡頭,我們不可能隨意改變鏡頭的直徑,但是我們可以通過在鏡頭內部加入多邊形或者圓型,並且面積可變的孔狀光柵來達到控制鏡頭通光量,這個裝置就叫做光圈。

     快門(Shutter)是鏡頭前阻擋光線進來的裝置,是一種讓光線在人爲規定的一段時間裏照射膠片的時間控制裝置。

    光圈與快門相當於通過某一管道內的流體的橫截面積和流速時長,而膠片的感光量就相當於經過該管道的流體流量


等效於35mm相機焦距的計算方法

     表達光圈的大小用F值: 光圈F值 = 鏡頭的焦距 / 鏡頭光圈的有效直徑

   完整的光圈值系列有: f1.0,f1.4,f2.0,f2.8,f4.0,f5.6,f8.0,f11,f16,f22,f32,f44,f64,f11,f16,f22,f32,f44,f64

     光圈 f值越小,通光孔徑越大(如上圖所示),在同一單位時間內的進光量便越多,而且上一級的進光量剛好是下一級的兩倍,例如光圈從F8調整到5.6,進光量便多一倍,我們也說光圈開大了一級。F5.6的通光量是F8的兩倍。同理,F2是F8光通量的16倍,從F8調整到F2,光圈開大了四級。對於消費型數碼相機而言,光圈 f 值常常介於 f2.8~ f11。此外許多數碼相機在調整光圈時,可以做 1/3 級的調整。

   光圈及快門優先

  高端數碼相機除了提供全自動(Auto)模式,通常還會有光圈優先(AperturePriority)、快門優先(Shutter Priority)兩種選項,讓你在某些場合可以先決定某光圈值或某快門值,然後分別搭配適合的快門或光圈,以呈現畫面不同的景深(銳利度)或效果。

  光圈優先模式

  由我們先自行決定光圈f值後,相機測光系統依當時光線的情形,自動選擇適當的快門速度(可爲精確無段式的快門速度)以配合。設有曝光模式轉盤的數碼相機,通常都會在轉盤上刻上“A ”代表光圈優先模式。光圈先決模式適合於重視景深效果的攝影。

  由於數碼相機的焦距比傳統相機的焦距短很多,使鏡頭的口徑開度小,故很難產生較窄的景深。有部份數碼相機會有一特別的人像曝光模式,利用內置程序與大光圈令前景及後景模糊。

   快門優先模式

   快門優先是在手動定義快門的情況下通過相機測光而獲取光圈值。快門優先多用於拍攝運動的物體上,特別是在體育運動拍攝中最常用。在拍攝運動物體時拍攝出來的主體是模糊的,這多半就是因爲快門的速度不夠快。在這種情況下你可以使用快門優先模式,大概確定一個快門值,然後進行拍攝。並且物體的運行一般都是有規律的,那麼快門的數值也可以大概估計,例如拍攝行人,快門速度只需要1/125秒就差不多了,而拍攝下落的水滴則需要1/1000秒。自動測光系統計算出曝光量的值,然後根據你選定的快門速度自動決定用多大的光圈。


    景深

    在進行拍攝時,調節相機鏡頭,使距離相機一定距離的景物清晰成像的過程,叫做對焦,那個景物所在的點,稱爲對焦點,因爲“清晰”並不是一種絕對的概念,所以,對焦點前(靠近相機)、後一定距離內的景物的成像都可以是清晰的,這個前後範圍的總和,就叫做景深。   

    景深計算公式:

等效於35mm相機焦距的計算方法 
 
     景深 =(2*彌散圓直徑*鏡頭焦距的平方*光圈值*調焦距離的平方)/(鏡頭焦距的4次方減彌散圓直徑的平方*光圈值的平方*調焦距離的平方) 

     從公式可以看出:後景深 >前景深 

   影響景深大小的因素有三個:光圈物體至相機的距離鏡頭的焦距   

   要得到較大的景深,就要用較小的光圈,或者物體距離遠些,或者使用較短焦距的鏡頭(兩小一大)


    1.光圈控制景深

    光圈越小(f值越大),景深越大。

    光圈越大(f值越小),景深越小。


    2.調焦距離控制景深

    對焦點越遠,景深越大。


    3.增加景深的方法

    ①使用較小的光圈。

    ②向更遠的點聚焦或者使照相機距離被攝體更遠些。

   ③對於任意光圈,其焦點之後的景深大約是焦點前面景深的2倍。

   ④鏡頭的焦距越短,景深越大;鏡頭的的焦距越長,景深越小。

  

   光圈、物體距離和鏡頭焦距影響景深的規律如下:

   (1)光圈縮小2倍,景深增加2倍;

  (2)物體距離增加2倍,景深增加4倍(景深與物體距離的平方成正比);

  (3)鏡頭焦距縮短一半,景深增加4倍(景深與鏡頭焦距的平方成反比)。


    焦距與景深:

   焦距越大,景深越小,背景虛化越明顯。反之,焦距越小(如廣角鏡頭等),則景深越大。


  對於一幅特定的照片應該使用多大的景深,取決於試圖用這幅照片傳達什麼信息。比如在繁雜的市場中要拍一個人物肖像,假如從前到後所有的景物都是清晰的,那麼注意力就會被轉移;假如要拍一幅鐵軌匯聚在地平線上的照片,則需使用最大的景深使照片中從近到遠的一切都是清晰的。 

    一幅照片拍得好與不好,從技術角度看,除了構圖取景等因素外,很大程度上還取決於景深的控制,而並非所有照片前後景物一致清晰就是好。如同清朝笪重光在《畫荃》中言:“虛實相生,無畫之處皆成妙境”那樣,攝影之美也體現在景深控制的巧妙。在取得同等視角的前提下,非全畫幅數碼相機鏡頭實際焦距都小於全畫幅相機的鏡頭焦距,這是取得大景深的優勢。但想要取得小景深時,這種優勢就變成了劣勢...

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