f/2.8 为什么比 f/8 大
这是新手期最恼人的一件事:数字越小光圈越大。它不是设计者故意刁难——f 值本来就是一个分数,而写成分数是有理由的。
那个斜杠是真的除号
f/2.8 里的 f 就是焦距,斜杠就是除号。它在说:
入瞳直径 = 焦距 ÷ 2.8 50mm 镜头开到 f/2.8 → 50 / 2.8284 = 17.7 mm 50mm 镜头收到 f/8 → 50 / 8 = 6.3 mm
17.7 比 6.3 大,所以 f/2.8 是大光圈。分母越大,分数越小。写全了就一点都不反直觉了——问题只出在相机上把 f/ 省掉了,只显示「2.8」和「8」。
为什么要用分数,而不是直接标直径
因为直径本身不能告诉你照片会有多亮。
17.7 mm 的孔装在 50mm 镜头上很亮,装在 500mm 的长焦上就很暗——因为长焦把同样多的光摊到了更大的像面上。
而 f 值把这两件事一起考虑了:
f 值相同 = 像面上每单位面积的照度相同。
所以 f/2.8 在 14mm 广角、在 600mm 长焦、在手机、在电影机上,需要的快门完全一样。这就是为什么测光可以只报一个 f 值,而不需要问你用的是什么镜头。
这是一个了不起的抽象:它把光学参数变成了一个可以跨设备通用的曝光刻度。
但注意这句话的边界:f 值相同只保证「每单位面积的照度」相同,不保证「一共收到多少光子」相同。后者由入瞳的物理直径决定,而它才是决定噪声的那个量(第 14、20 章)。这个区分是全书最容易搞混、也最值钱的一个。
面积翻倍,直径只需要乘 1.414
demo 右边那排条子是通光面积。每收一档,条子正好短一半:
50mm 镜头 f/1.4 直径 35.4 mm 面积 982 mm² f/2.8 直径 17.7 mm 面积 245 mm² ← 面积是上面的 1/4(差 2 档) f/8 直径 6.3 mm 面积 31 mm² ← 又少了 3 档
这就是第 3 章那串 √2 数列的物理来源。光圈这一栏所有的怪数字,都来自「面积 ∝ 直径²」这一条。
严格说,f 值里的「孔径」指的是入瞳——你从镜头前面看进去,看到的那个光圈孔的像(它被前组镜片放大或缩小过)。
所以你把一支 50mm f/1.4 举起来对着光看,那个亮孔会明显大于 35.4 mm 的物理叶片开口。拿尺子量镜头前面那个亮圆,除进焦距,你能自己验证 f 值。这是一个很好玩的小实验。
「恒定光圈变焦」为什么贵
现在你可以理解镜头名字里那串数字了。
一支 18-55mm f/3.5-5.6 的套头,意思是:18mm 端最大 f/3.5,55mm 端最大只有 f/5.6。为什么会变?
18mm 端: 入瞳 = 18 / 3.5 = 5.1 mm 55mm 端: 如果还要 f/3.5,入瞳需要 55 / 3.5 = 15.7 mm
要在长焦端保持同样的 f 值,镜片必须做到三倍粗。玻璃的体积按立方涨,重量和成本一起飞。所以厂商在便宜的变焦上让 f 值随焦距滑走。
而一支 24-70mm f/2.8「恒定光圈」变焦,意思是它在 70mm 端也硬扛住了 25 mm 的入瞳。这就是它又大、又重、又贵的全部原因——不是「用料好」这种玄学,是几何上必须那么粗。
f 值是几何算出来的:焦距除以入瞳。它假设光穿过镜头没有损失。
实际上,每一片镜片都会反射掉一点光,一支镜头有十几片。所以真正到达传感器的光比 f 值算出来的少——通常少 0.1 到 0.5 档。
T 值(Transmission)是实测的:T2.0 意思是「实际通光量相当于一支理想的 f/2.0」。电影镜头都标 T 值,因为拍电影必须保证换镜头时曝光完全连续。
所以你会看到「50mm f/1.2 / T1.4」这样的标注——它们说的是同一支镜头,前者管景深,后者管曝光。
A 挡(尼康/索尼/富士)或 Av 挡(佳能)= 光圈优先 你定光圈,相机凑快门 —— 这是最常用的挡位 拨轮:主拨轮或镜头上的光圈环 景深预览按钮:机身正面靠近卡口的那个小钮 按住它,镜头会真的收缩到你设定的光圈, 取景画面会变暗,但你能看到真实的景深
景深预览键是这一章最该找出来的按钮。平时取景时镜头是全开的(为了取景明亮和对焦准确),只有按下快门那一刻才收缩到设定值——所以你在取景器里看到的景深总是比实拍浅。按住这个键,才是真相。
拿手机手电筒当光源,把镜头摘下来(或者对着镜头前端),从正面看进去,一边转光圈环/拨轮,一边看那个亮孔的大小。
然后拿尺子量一下 f/2.8 时的孔径,用焦距去除——看看是不是接近 2.8。这是全书唯一一个能用一把尺子验证的公式。
这一章的一句话
f 值是焦距除以孔径。分母越大数越小,而它保证的是「每单位面积的照度」——不是「一共收到多少光」。
下一章是这本书最实用的一章。光圈的第二副面孔叫景深,它能薄到只有几厘米——而算出这个厚度的公式,和厂商景深表逐位对得上。