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APS-C画幅与全画幅的区别(转载)

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APS-C画幅与全画幅的区别(转载) 想知道为什么APSC画幅机器没有全画幅机器拍人像虚化效果更理想么,读了本文希望对大家在理论上有所收获。文章开头部分为我在网上转载的某达人的文章,看过之后通过自己的计算验证了他的说法。
在评价数码相机等小片幅机器镜头的成像,包括视角和景深、焦外成像效果,将其与全幅机器相比较时,其等效焦距、等效光圈值都要用原值乘上“等效倍率”。
例如,一个50/f1.4的标准镜头安装在等效倍率为1.6的APS-C机器上,等效焦距和等效光圈是80/f2.24。
这个等效光圈只影响景深、焦外成像效果,不影响曝光量。
本人是做技术工作的,对各种技术原理都比较感兴趣,又爱好摄影,所以就认真研究了一下相机的焦距、光圈、景深之类的参数之间的关系。或许正是因为搞技术的思维习惯的原因,摄影玩儿了有些年头了,拍片总是没大长进,总觉得入不得门,但一谈起技术方面好像倒经常是一套一套的。好吧,闲话少说,开始正题。


1楼2014-12-29 08:01回复
    景深与透视关系
    由于出现了等效倍率的概念,那么这个等效倍率是否对画面的景深和透视关系也有影响呢?
    前面说了:感光器件面积的减小,实际上相当于在全画幅中切割下中央部分。那么对于画面而言:只要拍摄机位不发生变化,景深和透视关系没有发生变化。比如EF 85/1.8 USM,安装在EOS 10D上,等效于136/1.8镜头。但是在同样机位使用 [EF 85/1.8 USM + EOS 10D] 和 [EF 135/2L USM + EOS 1Ds] 拍摄,这个136/1.8的景深和焦外成像依然是85/1.8的景深和焦外成像效果,并不能等同于135/2的景深和焦外成像效果。
    归纳如下:
    等效倍率的出现,除了改变有效视角外,不改变三个主要参数:最大光圈、景深、透视关系。


    2楼2014-12-29 08:02
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      这说法好像有点儿似是而非,说是85/1.8不能等效于135/2好理解,但85/1.8装在APS-C机器上,输出成照片时放大倍数要更大一些,景深效果真的相同吗?看来还得从基本的景深公式出发来思考:
      景深公式(有许多种表达方式,但都是等效的):
      S=u*f*f/(f*f-F*C*u)
      R=u*f*f/(f*f+F*C*u)
      其中:
      F:光圈;
      C:可接受的弥散圆直径;
      u:准确对焦的物距;
      f:镜头焦距
      S:可清晰成像的最远距离。大于u。从u到S之间的距离又称为后景深
      R:可清晰成像的最近距离,小于u。从R到u之间的距离又称为前景深
      R到S之间的距离范围是总的景深。
      *:代表乘号。


      3楼2014-12-29 08:03
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        我们无论用什么片幅的机器拍摄,最后总是要放大到相纸上观看(注)。这里我们以8R照片为例。8R照片画幅高度是203毫米(相当于A4纸那么大),在正常的25厘米左右距离上观看时,人眼大约可以分辨0.1毫米的细节,就是说达到全幅高度1000对线的解像度就可以算是“清晰”了。这要求在底片上同样应该达到1000对线。对于135底片,由于底片幅度是36*24毫米,弥散圆直径就应该小于24/1000 = 0.024毫米;对于APS-C底片,幅度是22.5*15毫米,所以弥散圆直径应该小于15/1000 = 0.015毫米。这两个弥散圆直径之比正好等于两种片幅高度之比。也就是对于小片幅的底片,其弥散圆直径应缩小到“等效倍率”倍。在这里,我们得出一个结论:为了最终的照片“同样清晰”,可接受的弥散圆直径与“等效倍率”成反比。


        4楼2014-12-29 08:03
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          以APS-C机器对135全幅机相比较为例,为了在同一机位拍摄下同样的视角,APS-C机器镜头焦距f要缩小与片幅高度相同的比例:24/15 = 1.6倍,两个公式中分子部分缩小了1.6*1.6 = 2.56倍。为了结果不变,就要求分母也缩小同样的倍数。再来看看分母中相加减的两项:f*f和F*C*u,其中f*f项也缩小了2.56倍,只要F*C*u也缩小2.56倍就可以保证景深不变。其中u是所要拍摄的物距,是不会变的,C是可接受的弥散圆直径,缩小了1.6倍。于是,可以设想,如果光圈F数值也缩小1.6倍,也就是光圈大1.6倍,则视角和景深都保持不变。具体地说,如果一个APS-C片幅的机器想要得到与135机器装一个f=136,F=2.0镜头相同的视角和景深效果,需要采用焦距为136/1.6=85;光圈为2/1.6=1.25的镜头!另外也可以设想,一个焦距f=85毫米,光圈1.8的镜头装在APS-C机器上,其视角与景深相当于焦距为85*1.6=136毫米,光圈为1.8*1.6=2.88的镜头安装在135机器上拍摄的效果。在这里,我们又得到一个结论:


          5楼2014-12-29 08:38
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            小片幅机器要想得到与全幅机器相同的视角和景深,其镜头焦距要缩小“等效倍率”倍,其光圈数值也要减小“等效倍率”倍(光圈需要增加“等效倍率”倍)。
            或者换一个说法:
            在评价小片幅机器镜头的成像效果时,其等效焦距与等效光圈值都要用原值乘上等效倍率!


            6楼2014-12-29 08:38
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              现在再来看看前面提到的Canon G3相机的情况。按照说明书,其焦距为7.2-28.8毫米,相当于135机器的35-140毫米,也就是等效倍率约为5。那么该镜头的光圈F2.0-3.0相当于135机器F10-15。其最小光圈F8相当于135机器上F40!难怪G3机器最小光圈只有8!难怪上面那张用F2.2拍的照片景深那么好,因为这时的景深与焦外成像相当于135机器的35毫米/F11。当然,这个等效光圈只影响景深、焦外成像,不影响曝光。为了防止混淆,厂家的说明书只会提小型数码相机的“等效焦距”,却从来不会谈到“等效光圈”。


              8楼2014-12-29 08:40
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                总之就是一句话:小片幅机器需要更大的光圈!这些小型数码相机的“等效光圈”往往实在是太小了,只能用来拍风景,很难拍出背景虚化漂亮的人像!这也是许多DX经常提到,全幅机的焦外成像如何如何漂亮的原因。这是确有其事的!
                需要注意的是,这里提到的等效光圈只是为了保证相同的景深与焦外成像效果,并不影响曝光参数的确定。曝光参数还是只需要考虑场景亮度、胶片感光度、光圈、快门速度。与镜头焦距、相机的片幅无关。
                根据上面的分析,我们可以来比较一下全幅机和小片幅机器在成像方面的特点。首先是,对于需要深度背景虚化的人像照片,小片幅机器很难得到与全幅机相同的结果。例如,如果想用APSC机得到85/1.2L头在全幅机上相同的透视与焦外效果,需要的等效焦距为85/1.6=53,这倒不难。但看看光圈,需要1.2/1.6=0.75!我们找遍历来所有厂家出的各种等级的牛头、狗头、马头之类,总之是找不到F0.75的商业产品!(不知道特殊专用产品是否有这样恐怖的东西!),就算是要一万多米的50f1.2牛头,到了APSC上也就相当于80f1.9,还不如全幅机配个普通的85f1.8呢!进50L牛头多出来的投资不如进个全幅机身更合算!


                9楼2014-12-29 08:41
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                  另一方面,在需要大景深的风景片、长焦距的体育、打鸟等应用,APSC在许多方面能够发挥优势。可以廉价获得更长等效焦距(我这样的最多也就玩儿得起400f5.6了,上在50D上等于有了640f9,还能自动对焦!要是再有IS就好了!)!可以用更大的光圈、等效倍率平方分之一的快门速度得到相同的景深,有利于避免手震,避免高速运动物体模糊等问题。当然,对于要求高清晰度的优质照片,小片幅机器需要颗粒更细腻的胶片(或是面积更小的CCD感光单元),这意味着胶片速度更慢或CCD需要设置在更低的ISO速度下以避免噪点太明显。这样,快门速度就又要降下来了。不过,在光线条件好时,这不是大问题,就算是光线差点儿,现在那么多超强的后期降噪软件也能补偿一些画质损失。相信用过全幅机和C幅机的朋友应当有这样的体验:在用全幅机拍风景时,光圈总要放到很小,至少11以上,有时甚至要22。但是,用C幅机的时候往往光圈放在8,有时甚至5.6都够用了,很少需要11以上。因为,对于C幅机,11光圈的景深相当于全幅的17了!


                  10楼2014-12-29 08:42
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                    上面的分析说明:
                    全幅机在拍摄深度背景虚化的人像方面有明显优势。
                    APSC机器在拍摄需要大景深的风景片方面基本能做到与全幅机一样好。在拍摄需要长焦距、高速运动的体育、打鸟等题材时至少在器材成本方面有明显优势。
                    上面的一堆都是理论分析,实际结果如何还真没机会试过。按我的计算,85/1.2头上在APSC机器上效果应当与135/2.0上在全幅机器上效果基本相同。可惜的是本人除了APSC机器,另外几样都没有。真希望那位有齐了以上4样器材的DX帮忙验证一下,看看真的是否是这样?先在这里感谢了!
                    分析中发现一个现象也是挺有趣的,顺便说说。对于APSC机器,等效焦距应当乘等效倍率倍(例如1.6),同时光圈也要加大到等效倍率倍(也乘1.6)才能保证获得相同的景深效果。结果是镜头的通光孔径不变(通光孔径=焦距/光圈值)!也就是进入机器的总光通量要求是相同的!而镜头的价钱基本上就要看最前面那片儿玻璃有多大,结果,APSC镜头一点儿也不会因为焦距短了而省钱!当然,如果并不总是要用最大光圈又另当别论了。


                    11楼2014-12-29 08:44
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                      文中多次提到“弥散圆”这个名词,好像很陌生,其实大多数人都见过了。我们想想那些背景虚化得很漂亮的照片,远处的一些光点会成为一些虚的圆点或圆环,这就是“弥散圆”啦。只是虚得有点儿大,变成一些很漂亮的圆点点了。至于不同镜头虚化的是否漂亮,在相同景深条件下很大程度上取决于光圈是否圆。其实,这些虚化的圆点儿就是光圈孔在成像面的投影,如果光圈譬如说是6角形的,投出来的影就是6角形的,而折返射头由于中央有个反光镜的遮挡,投出的影就像个面包圈。


                      12楼2014-12-29 08:44
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                        缺个全画幅的机身,呵呵!


                        IP属地:黑龙江13楼2015-01-05 10:10
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