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【等效焦距】≠【等效系统】——APS-C画幅与全画幅的进一步讨论
【等效焦距】≠【等效系统】——APS-C画幅与全画幅的进一步讨论(转自蜂鸟网)

关于等效系统,尤其是等效光圈的说法,本人一直耿耿于怀,我是支持等效光圈(仅指前后景虚化,不涉及其他等效)说法的,注意,是“等效”,不是物理上的变化。关于这个问题,网络上也是硝烟四起,争论不休,君请看MicroAleX发表于蜂鸟网的文章【等效焦距】≠【等效系统】——APS-C画幅与全画幅的进一步讨论有兴趣的朋友可以阅读下,文章较长,走马观花还真不易看懂,需要深度阅读,献给追求认真专研的朋友,读后如有疑问,原帖有大量跟帖讨论,大家可以借鉴。原文地址:http://bbs.fengniao.com/forum/2204387.html

以下正文转载:

首先,不考虑解像度、畸变、噪点等因机身和镜头性能而异且难以量化的问题,影响画面的参数主要有以下3项:
视角,景深,曝光量

即无论APS-C画幅(以下简称A画幅)还是全画幅,以上三项相同的情况下,在同一时间同一位置拍摄的照片可以认为是相同的。

那么,有没有一种“等效系统”(而非“等效焦距”),可以让一个A画幅的机身镜头组合,拍摄出与一个全画幅机身镜头组合完全相同的照片呢?让我们接下来深入研究一下这个问题。

一、影响视角的因素
1、镜头的焦距
其他不变的情况下,镜头的焦距越大,视角范围越小,反之亦然。
举例来说:
A画幅下的50mm镜头视角,约等于全画幅下75mm镜头的视角(后面如无特别说明,均按照尼康1.5倍等效视角计算)

2、画幅的大小
其他不变的情况下,画幅越大,视角范围也就越大,反之亦然。
举例来说:
同样一只镜头(假设视场范围足够大,不会在全画幅上出现黑边),在全画幅上相当于截取了画面中心约36×24mm的区域,而A画幅则相当于截取了画面中心约24×16mm的区域,自然是全画幅的视角范围更大一些。

因为本文讨论的“等效系统”考虑的就是画幅大小不同的情况,所以为了使视角范围相同,就要通过改变镜头的焦距来改变视角范围,使不同画幅下的视角范围相同。
由于我们为了视角而改变了镜头的焦距,那么景深也会随之改变,所以接下来再来看影响景深的因素。

二、影响景深的因素
1、被摄物体距离
其他不变的情况下,被摄物距离越近,景深越浅,反之亦然。
举例来说:
50mm镜头在D700机身上使用f8光圈拍摄时,距离被摄物体0.75米时的景深范围为10.1厘米,而距离被摄物体2米时,景深范围为77.6厘米。
具体景深计算可参考如下网址:
http://www.dofmaster.com/dofjs.html

2、镜头的焦距
其他不变的情况下,镜头的焦距越大,景深越浅,反之亦然。
这一点已经毫无疑问了,不再举例说明。

3、光圈值
其他不变的情况下,光圈值越小(光圈开放面积越大),景深越浅,反之亦然。
这一点同样毫无疑问,所以也不再举例说明了。(众人:LZ真懒!)

前边我们为了保证画幅改变而视角不变,所以选择了改变镜头的焦距,因而影响了景深范围,所以我们需要改变被摄物体距离或者光圈值,来平衡掉景深的变化。
显然被摄物体距离不是器材能决定的,所以我们只能选择改变光圈值来平衡掉景深的变化。即A画幅上由于使用了焦距更短的镜头,所以景深范围变大,所以需要使用更大的光圈(更小的光圈值)来减小景深范围,使之与全画幅上的景深相同。
由于景深公式太复杂了,所以咱们就不自己去计算了,还是看景深计算器的吧……(众人:懒死LZ得了!)
在尼康D700相机(全画幅)上使用50 f/1.8mm镜头的最大光圈f/1.8拍摄1米距离的物体时,景深范围约为4.06厘米;如果改为使用D90相机(A画幅),为了实现与前面组合相同的视角,需要使用34mm镜头。通过查景深计算器得出,该组合为了实现和前边组合相同(相似)的景深,则这个镜头应该具有f/1.2的最大光圈才能使景深接近与前述组合——在1米距离上具有3.98厘米的景深。也就是说,我们的“等效光圈”也要乘以约1.5的系数。
由于我们为了视角和景深改变了镜头的焦距和光圈值,导致曝光量发生了变化,所以接下来再来看影响曝光量的因素。

三、影响曝光量的因素
1、光圈值
其他不变的情况下,光圈值越小(光圈开放面积越大),曝光量越大,反之亦然。
按照整档光圈值来算,每增加一档光圈值,镜头的通光量减少一半,也就是减少了1档曝光量。

标准全级光圈值尺度:
f/# 0.5 0.7 1.0 1.4 2 2.8 4 5.6 8 11 16 22 32 45 64 90 128

典型半级光圈值尺度:
f/# 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:
f/# 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

2、感光度(ISO)
其他不变的情况下,感光度越高,曝光量越大,反之亦然。
标准整档ISO参考表:
25 50 100 200 400 800 1600 3200 6400 12800 25600 51200 102400

典型三分之一档ISO参考表:
100 125 160 200 250 320 400 500 640 800 1000 1250 1600

3、快门速度
其他不变的情况下,快门速度越低,曝光量越大,反之亦然。
整档快门速度参考表:
1s 1/2 1/4 1/8 1/15 1/30 1/60 1/120 1/250 1/500 1/1000 1/2000 1/4000 1/8000
半档和三分之一档快门速度不影响本文讨论内容,不再给出了。

前边我们为了保证画幅改变而视角和景深不变,所以选择了改变镜头的焦距和光圈值,因而影响了曝光量,所以我们需要改变感光度或快门速度,来平衡掉曝光量的变化。
如果改变快门速度,在拍摄运动物体时将会呈现出两种截然不同的影像,所以此种方法是行不通的,我们只能依赖改变ISO来平衡掉光圈值改变导致的曝光量变化。
前边知道A画幅上面的“等效光圈”乘以了1.5的系数,相当于缩小了1又1/6档光圈(f/1.6->f/2.4为1.5倍,f/1.6->f/2为2/3档,f/2->f/2.4为1/2档,共2/3+1/2档=7/6档=1又1/6档),为了获得与原光圈值相同的曝光量,需要增加1又1/6档的ISO。

四、“等效系统”
有前面描述可知,如果要在APS-C画幅上获得与全画幅相同的“等效视角”和“等效景深”并且不影响拍摄距离和曝光量,那么需要镜头使用约1.5(佳能为1.6)倍的“等效光圈”和减少约1又1/6档的“等效感光度”。
这句话实在是有点“绕口令”,那么我们来看一个简单点的例子吧:
D90 机身 + 35mm 镜头,使用光圈优先档,设置为f/2.4光圈,ISO 200进行拍摄
D700 机身 + 50mm 镜头,设置为光圈优先档,设置为f/3.6光圈,ISO 500进行拍摄
不考虑测光的误差和34~35mm焦距(50mm÷1.5=34mm)差别的话,两机拍摄出的画面应该是几乎一样的。有这两套相机镜头组合或类似组合的朋友可以测试一下,把测试结果发上来看看。

正文结束。

看了上面的文章,本人同意如下观点:全幅在焦距f摄距r光圈F快门e感光度s下拍摄一张照片,APS-C想得到相近的画面构图及视觉感官,要么采用更短的焦距f,要么采用更长的摄距r,但由此一来景深就小了,为了弥补景深就要增大光圈F,而增大光圈后为了保证曝光量就要减小快门e或者增大感光度s。

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