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焦比

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Diagram of decreasing apertures, that is, increasing f-numbers, in one-stop increments; each aperture has half the light gathering area of the previous one.
Diagram of decreasing apertures, that is, increasing f-numbers, in one-stop increments; each aperture has half the light gathering area of the previous one.

光学中,一个光学系统中的焦比(英语:f-number,或称F值F比例相对孔径光圈值光圈系数等,习惯上也简称“光圈”)表达镜头的焦距光圈直径大小的关系。简单来说,焦比等于焦距数除以孔径数。焦比是无因次的,它代表了摄影学中的一个重要概念:镜速(Lens speed)的量。

标志

ƒ-number公式中,ƒ/#,又标作为,公式是这样的:

上式中,ƒ 是焦距,而 D 是光圈孔直径(孔径)。惯例上,“ƒ/"#"”是视为单一符号,书写时数值替代符号中的#。举个例子,若焦距值是光圈直径的16倍,那样 ƒ 值是 ƒ/16,或 N = 16。

照 ƒ 值中,ƒ/N 标志法的字面解释,N 如同实际孔径的算术表达方式,焦距除以 ƒ 值:D = ƒ/N

级数、光圈级数惯例及曝光

相对级数

标准全级光圈值尺度

ƒ/# 0.5 0.7 1.0 1.4 2 2.8 4 5.6 8 11 16 22 32 45 64 90 128

通过镜头到达底片感光元件的光的照度和光圈孔径的平方成正比,和光圈数的平方成反比。全级光圈值中相邻两个光圈数的平方比为 1:2,因此,光圈环转动一格,照度相差一倍,例如:

典型半级光圈值尺度

ƒ/# 1.0 1.2 1.4 1.7 2 2.4 2.8 3.3 4 4.8 5.6 6.7 8 9.5 11 13 16 19 22

典型三分之一级光圈值尺度

ƒ/# 1.0 1.1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.5 2.8 3.2 3.5 4 4.5 5.0 5.6 6.3 7.1 8 9 10 11 13 14 16 18 20 22

注意有些时候上述数值是有歧义的;举例说,f/1.2可用在半级或三分之一级的系统;有时f/1.3及f/3.2也用于三分之一级的系统。

曝光级数(T-stops)

在T-stops中的T指transmission,即“透射率”,由于所有镜头会吸收一部分通过的光线(特别是变焦镜头存在很多元件),曝光级数T-stops)有时替代焦距比数作为曝光依据,尤其在电影拍摄用镜头。曝光级数在电影摄影中流行使用,在变焦镜头出现前,固定焦距镜头也使用曝光级数值。这容许了转换不同镜头时可以不影响整体场景画面的光度。每个镜头都独立测试真实光源的光透射率,并指派相对应的曝光级数值。曝光级数值量度了镜头实际上的光线透射率,相等于理想镜头的100%光透射率。

重申,由于所有镜头会吸收一部分通过的光线,在一个镜头中的曝光级数值永远高于焦距比数。近年来,镜头科技的进步,及底片的曝光宽容度,都减少了曝光级数值的理论性。要记住:焦距比级数用于焦距比例,曝光级数值用于光线透射率。

阳光16法则

对成像质素的效果

望远镜内的焦距比

有效光圈值

历史

参见

参考资料

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