[科普中國]-F 數(shù)

背景知識

在照相機的光學(xué)鏡頭部分中，裝有一個大小可調(diào)的可變光闌（有效光闌），一般稱為光圈。通過調(diào)解光圈可以控制進(jìn)入鏡頭中的光能量。

另外，到達(dá)像面（感光膠片）上的光強，不僅與鏡頭的通光面積成正比（即正比于光圈直徑D的平方），而且還與像面的面積成反比，即像面面積越小，光能量越集中，像面接收到的光強越大。

一般而言，照相機拍攝物體的距離比較遠(yuǎn)，像距近似等于鏡頭焦距 ，焦距越大像距越大。而像的面積是與像距的平方成正比的，即像的面積近似與焦距 的平方成正比。

所以，一般情況下，像面接收到的光強正比于 ，即

在照相機的術(shù)語中就把 叫做相對孔徑。12

定義及性質(zhì)在照相機行業(yè)里，一般不常使用相對孔徑的概念，而是使用相對孔徑的倒數(shù) ，稱之為F數(shù)，也叫光圈數(shù)。記作 。例如，F(xiàn)/5.6表示F數(shù)等于5.6。即 ，它表示鏡頭的焦距等于光圈直徑的5.6倍。顯然，像面接收到的光強反比于F數(shù)的平方。即

F數(shù)又稱為鏡頭速度，F(xiàn)數(shù)小的鏡頭速度快。因為拍攝的曝光時間△t 正比于F數(shù)的平方。

F數(shù)還能表征鏡頭的分辨率，F(xiàn)數(shù)越小，能分辨兩點間的距離越小，即分辨率越高。因為圓孔最小衍射角為：

所以，像面上能夠分辨得開的兩點間的最小距離可以計算得到：

照相機鏡頭的F數(shù)及平方值

|| ||

F數(shù)→

像面上的光強反比于F數(shù)的平方！

在相同環(huán)境下拍攝同一個物體，后一檔要比前一檔的曝光時間增加一倍 ！

光圈數(shù)定義光圈數(shù)即F數(shù)。系統(tǒng)的像方焦距與入瞳直徑之比，即相對孔徑的倒數(shù)。3

性質(zhì)光圈數(shù)（F）和光圈是一個反比關(guān)系。即F值越小，光圈越大。F值越大，光圈越小。

F值越小光圈越大 ~例如F1.8比F2.8光圈要大~

光圈越大進(jìn)光亮越多，光圈小相反，光圈大背景越虛化，光圈小背景越清。

大光圈的優(yōu)勢：

1.大光圈通光量大，可以提升快門速度，在光線不足時更有利于手持拍攝；

2.在拍攝運動物體時，大光圈有利于配合高速快門，將運動的物體“凝固”；

3.大光圈最迷人的一個特性是：用大光圈拍攝，焦平面上的被攝物清晰，而焦外模糊（也就是人們常說的虛化）。

通俗一些，如果想讓該清晰的地方清晰，不重要的地方模糊，就可以用大光圈，這有利于突出主體，常用于拍攝人像，比如室外人像藝術(shù)照。深入理解光圈：要理解什么是光圈，首先要了解相對孔徑。相對孔徑就是鏡頭的光孔直徑與鏡頭焦距之比。假如照相機鏡頭的最大光孔直徑是25mm，而焦距是50mm，那么照相機鏡頭最大相對孔徑就是1/2。相對孔徑的倒數(shù)，便稱為鏡頭的光圈系數(shù)（又稱F值）。那么，按照這個定義，上面舉例中的最大光圈是2.0。因為光圈數(shù)是相對孔徑的倒數(shù)，因此光圈數(shù)越小，鏡頭通過光線的能力越強。對照相機鏡頭而言，

F值是個特別重要的參數(shù)，F(xiàn)值越小，鏡頭的適用范圍越廣。

人們在選擇鏡頭時，當(dāng)然要首選通光能力強的產(chǎn)品。由于大光圈鏡頭的制造工藝要求更高（大光圈時對邊緣像場減小畸變的要求更高），在畸變差異不大的前提下，往往最大光圈越大，其價值也就越高。對專業(yè)鏡頭而言，F(xiàn)值從1.8到1.4，往往價格就會有數(shù)千元的上升。小光圈則比較容易實現(xiàn)，通過調(diào)整鏡頭中的光圈葉片而縮小相對孔徑，便可以減少通光量，因此最小光圈一般都不用多慮。因此，在選擇數(shù)碼相機時，如果多款相機在技術(shù)指標(biāo)上旗鼓相當(dāng)，可優(yōu)先選擇F值小的。

光圈優(yōu)先大多用在拍人像以及風(fēng)景時。光圈優(yōu)先就是手動定義光圈的大小，相機會根據(jù)光圈值確定快門速度。

由于光圈的大小直接影響著景深，因此在平常的拍攝中此模式使用最為廣泛。在拍攝人像時，一般采用大光圈長焦距而達(dá)到虛化背景獲取較淺景深的作用，這樣可以突出主體。同時較大的光圈，也能得到較快的快門值，從而提高手持拍攝的穩(wěn)定。在拍攝風(fēng)景這一類的照片時，往往采用較小的光圈，這樣景深的范圍比較廣，可以使遠(yuǎn)處和近處的景物都清晰，同樣這一點在拍攝夜景時也適用。