曝光三要素:光圈
『光圈』大小為鏡頭『葉片孔徑』的大小。 光圈這個名詞原指光通過的孔徑,與『光圈值』表示不同的數值(特別注意)。
光圈為控制曝光的三大要素之一 除了曝光外,光圈亦影響『景深深淺』、『成像品質』、『紫邊/色散』、『邊角失光』等。 首先,讓我們再複習一次曝光金三角的圖示:



曝光
光圈孔徑越大,單位時間內進光量越多,故曝光會較亮。 故其他條件固定的情況下:
大光圈 -> 單位時間進光量多 -> 成像亮
曝光能以水龍頭流出的水量進行比喻。
總水量為曝光量/鏡頭進光量,水龍頭的開口大小為光圈孔徑大小,水龍頭開啟的時間為快門開啟的時間。
在水龍頭開啟的時間相同的情況下(快門相同),水龍頭的孔徑越大(光圈越大) 流出的水量會越大(進光量/曝光會越多)。


光圈值
而一般習慣所說的光圈F1.4、F2.8、F4.0、F5.6等數值為『光圈值』。 光圈值為一比值,又稱為焦比。
公式為:光圈值F = 焦段長/光孔徑
因此我們可以統稱:
光圈值大 -> 光圈孔徑小 -> 單位時間進光量少
光圈值小 -> 光圈孔徑大 -> 單位時間進光量多

光圈對成像的其他影響
光圈直接影響曝光,除了曝光外,光圈易影響其他幾項成像因素(依重要性排序):
1. 景深
除了曝光外,光圈最直接成像影響的結果為『景深』。
景深為對焦點前後清楚的一段範圍/距離(如下圖所示)。
越大的光圈會有越短/越小/越淺的景深,即為『大光圈 -> 淺景深』
除了光圈外,還有其他影響景深的要素將在第9章做介紹。


2. 成像品質
成像受到鏡頭的光學性質表現的影響,越大的光圈通常使得被聚焦的光越為分散,而導致光學成像的質量下降,故『大光圈,低光學質量』。使用越大的光圈拍攝,能得到越多的進光量與越淺的景深,卻會因此導致光學成像質量的下降。
3. 紫邊/色散
現代的鏡頭皆為數片~十多片透鏡組合而成的鏡片組。光線通過多片透鏡折射後,多少會不同色光的偏折角度不同與誤差,導致最後的成像產生略微的殘像位移,而這些些微的光線偏移的結果即為成像色散,而成像色散中,在鏡頭上最常見的是『紫邊』(見下圖)。
同一顆鏡頭,使用越大的光圈拍攝時 紫邊/色散的現象會越嚴重。如要降低紫邊的影響,可以將光圈縮小1級* 以上進行拍攝。


D. 構圖
所謂的邊角失光是指鏡頭光圈越大時,成像的邊緣失光會越嚴重,造成一般所謂的『暗角/邊角失光』。 有關邊角失光的成因如下:由於照相機鏡頭邊角的成像光線與鏡頭光軸有一個較大的夾角,這是造成邊角失光的主要原因。沿著邊緣光線的前進方向看光圈,由於光線與光圈所在的平面有夾角,看到的光圈是橢圓的,所以通光面積減小。鏡頭光心到膠片或CCD、COMS片的邊緣距離較大,同樣的光圈直逕到達底片CCD、COMS片的光線夾角較小,亮度必然減小。同樣道理,同樣的光線偏角,對於邊角光線位移就較大,等價於照在較大的面積上。而面積是與位移的平方成正比的,所以綜合上述原因,邊緣亮度與光線和光軸夾角的COS值的4次方成正比。換句話說,廣角鏡頭邊緣亮度是隨著視角的變大它必然會急劇地下降,因此就產生了暗角。 原文網址:https://read01.com/gEnJK.html
我們只需要知道:
鏡頭的光圈越大的時候,邊角失光的情況會越嚴重,因此要降低鏡頭的邊角失光,最佳的做法是在參數設定允許下,盡可能將光圈縮小進行拍攝。
