焦比
在光學中,一個光學系統中的焦比(英語:f-number,或稱F值、F比例、相對孔徑、光圈值、光圈係數等,習慣上也簡稱「光圈」)表達鏡頭的焦距和光圈直徑大小的關係。簡單來說,焦比等於焦距數除以孔徑數。焦比是無因次的,它代表了攝影學中的一個重要概念:鏡速(lens speed)的量,即同鏡頭同進光量下需要的快門速度。
標誌
ƒ-number公式中,ƒ-number寫作ƒ/#,又標作為 ,公式如下:
上式中,ƒ是焦距,而D是光圈孔直徑(孔徑)。慣例上,「ƒ/#」視為單一符號,書寫時數值替代符號中的#。舉個例子,若焦距值是光圈直徑的16倍,那樣ƒ值記為ƒ/16,或N = 16。
按ƒ/N標誌法的字面解釋,N如同實際孔徑的算術表達方式,即焦距除以ƒ值: 。
級數、光圈級數慣例及曝光
在攝影中的「光圈級數」是進光量的比值,每一全級表示進光量加倍或減半。傳統上,鏡頭上的光圈值至少對應了全級級數,例如f/1、f/1.4、f/2、f/2.8、f/4、f/5.6、f/8、f/11、f/16、f/22等。這些光圈值是公比為 的等比數列:
因此,按光圈值的定義,每上升一級全級級數,光圈孔直徑減小為原本的 ,則進光量減少為原本的 。例如,在相同設備及曝光時間下,f/2的總進光量是f/2.8的兩倍;若要使總進光量相當,則f/2.8的曝光時長需設定為f/2的兩倍。
相對級數
標準全級光圈值尺度
ƒ/# | 0.5 | 0.7 | 1.0 | 1.4 | 2 | 2.8 | 4 | 5.6 | 8 | 11 | 16 | 22 | 32 | 45 | 64 | 90 | 128 |
---|
通過鏡頭到達底片或感光元件的光的照度和光圈孔徑的平方成正比,和光圈數的平方成反比。全級光圈值中相鄰兩個光圈數的平方比為1:2,即表示進光量為2:1。因此,光圈環轉動一格,照度相差一倍,例如: 表示f/# 1.4的進光量是f/# 2的二倍, 同樣表示f/# 5.6的進光量是f/# 8的二倍,而 表示f/# 1.4的進光量是f/# 2.8的 倍。
典型半級光圈值尺度
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 |
---|
每半級光圈值之間的進光量比為 。例如, 表示f/# 1.4的進光量是f/# 1.7的 倍。
典型三分之一級光圈值尺度
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 |
---|
每三分之一級光圈值之間的進光量比為 。例如, 表示f/# 1.4的進光量是f/# 1.6的 倍。
注意有些時候上述數值是有歧義的;舉例說,f/1.2可用在半級或三分之一級的系統;有時f/1.3及f/3.2也用於三分之一級的系統。
曝光級數(T-stops)
在T-stops中的T指transmission,即「透射率」,由於所有鏡頭會吸收一部分通過的光線(特別是變焦鏡頭存在很多元件),曝光級數(T-stops)有時替代焦距比數作為曝光依據,尤其在電影拍攝用鏡頭。曝光級數在電影攝影中流行使用,在變焦鏡頭出現前,固定焦距鏡頭也使用曝光級數值。這容許了轉換不同鏡頭時可以不影響整體場景畫面的光度。每個鏡頭都獨立測試真實光源的光透射率,並指派相對應的曝光級數值。曝光級數值量度了鏡頭實際上的光線透射率,相等於理想鏡頭的100%光透射率。
重申,由於所有鏡頭會吸收一部分通過的光線,在一個鏡頭中的曝光級數值永遠高於焦距比數。近年來,鏡頭科技的進步,及底片的曝光寬容度,都減少了曝光級數值的理論性。要記住:焦距比級數用於焦距比例,曝光級數值用於光線透射率。
陽光16法則
對成像質素的效果
望遠鏡內的焦距比
有效光圈值
歷史
參見
- Group f/64 (攝影家Ansel Adams和Edward Weston所屬的攝影組織)
- 光圈
- 景深
- 望遠鏡
- 曝光值 (Exposure Value, EV)