[概念] 曝光 II - 光圈 (基礎篇)

接續 2008一月 [概念] 曝光 I (基礎篇)

這是給攝影初學者看的文章, 單眼或消費型機種user都適用.

這篇將簡短的介紹光圈. 有五個要點...
1. 光圈介紹
2. 光圈的作用
3. 光圈與快門的關係
4. 光圈的資訊如何取得
5. 購買時, 如何考量相機(或鏡頭)的光圈

不過有段話寫在前頭. 網路上早有成千上百篇文章介紹光圈, 我寫的只是其中之ㄧ, 試著用比較淺顯易懂的方式表達, 並且放一些照片, 以求符合輕輕鬆鬆、快快樂樂的原則.
但是請不要誤會, 我沒有辦法讓「覺得這件事情很難」的人弄懂的, "i can't understand" 跟 "i won't understand" 有天壤之別.


1. 光圈介紹
籠統的講, 光圈就是相機鏡頭讓光線進入的大小, 就如同在"2008一月 [概念] 曝光 I (基礎篇)"所說的水龍頭開啟的大小一樣. 另一種說法就是類似人眼瞳孔, 借由瞳孔的縮放來控制進光量.

光圈的表示方式通常為F2.8, F3.5, F8 或 F/2.8, F/3.5, F/2.8 這樣的方式. 比較精確的意義留待他日再說, 這裡只要知道F後面的數值越小, 代表口徑張的越大(同一支鏡頭), 數值越大, 光圈縮的越小.

看圖最清楚, 下面數張圖是一支Canon EF 50mm F1.2 L 鏡頭的光圈, 我取F1.2(這支鏡頭的最大光圈), F2.0, F4.0, F8.0, F16(這支鏡頭的最小光圈)這四級來做說明, 各級光圈之間還有好幾格光圈可以控制.


F1.2 (這支鏡頭的最大光圈, 光圈葉片完全不會收縮)


F2.0 光圈葉片縮攏


F4.0 光圈葉片更縮攏


F8.0


F16 (這支鏡頭的最小光圈)

在Canon, 光圈數值可有
1.0 1.1 1.2 1.4 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 3.5 4.0 4.5 5.0 5.6 6.3 7.1 8.0 9.0 10 11 13 14 16 18 20 22 25 29 32 36 40 45 51 57 64 72 81 91

每隻鏡頭都會有最大光圈跟最小光圈. 資訊的取得見下方4.點. 變焦鏡頭最大光圈可能隨焦距而改變, 也可能可以有固定的最大光圈.

一般DSLR(單眼數位相機)的鏡頭光圈約在F2.0到F32之間. 消費型相機則約在F2.8到F16之間.

通常我會說F2.0(含)或是更大(數值更小)叫做大光圈, 擁有這樣光圈的鏡頭英文稱之為fast lens. 稍後說明為何用"fast"這個字眼.


2. 光圈的作用
光圈對我來說有三個作用:
a. 控制景深(depth of field) b. 控制匹配的快門 c.控制影像的光學特性與品質

景深就是被攝物合焦後, 在相機方向之前後也清晰的範圍. 把中指指尖對準眼睛, 盡量靠近眼球, maybe 10cm, 5cm, 就看你視力範圍, 你看清楚指尖的同時, 稍微注意一下週遭, 是否變的模糊, 這就是景深的效應. 當手指移動遠一點, 週遭也變的清楚, 代表景深變大.

同一支鏡頭, 光圈開的越大(數值越小), 景深越淺(短); 光圈縮的越小(數值越大), 景深越深(長).

講半天, 看圖看圖... (對焦均在紅色瓶身)(這些是印度香水瓶, 不是神油瓶, 謝謝!)


F1.2, 1/400 sec.
Camera: Canon EOS 5D
觀看放大圖


F2.0, 1/160 sec.
Camera: Canon EOS 5D



F4.0, 1/40 sec.
Camera: Canon EOS 5D



F8.0, 1/10 sec.
Camera: Canon EOS 5D


F16, 1/2 sec.
Camera: Canon EOS 5D
觀看放大圖

到此可以觀察出由光圈控制景深的深淺. 常見的用途是...
人像攝影時, 有時希望讓人的眼睛臉部栩栩如生, 但是背景模糊, 產生人像突出而背景迷濛的美感, 就是使用大光圈來製造淺的景深照片.

Camera: Canon EOS 20D
F3.2, 1/1250 sec.
Shot in Turkey

風景攝影, 通常希望照片裡的景物前後都清晰, 所以會希望縮小光圈到某個程度, 產生深遠的景深.

Camera: Canon EOS 5D
F14, 1/50 sec,
Shot in China
(註)

從上面5張圖也可以觀察出光圈改變, 快門速度也跟著會改變, 另外, 影像的特性與品質也跟著在變動. 而必須強調的是...這五張照片的燈光條件是完全一樣的, 改變的只有光圈跟快門. 這兩個部份有機會再深入說明.


3. 光圈與快門的關係
快門就是曝光的時間長度. 事實上, 每個光圈都對應到一個叫做EV值(Exposure Value, 曝光值)的數字, 每個快門速度也會對應到一個EV值. 假設我們讓相機自己測光並選擇某一組光圈與快門進行拍照, 這時光圈與快門兩個EV值相加會得到一個EV值. 同一個光線條件下, 你可以選擇不同的光圈快門, 只要你選擇的組合, 相加的EV值等於先前的EV數值, 就會得到同樣的曝光量. 但是, 如同前五張照片所示, 影像效果是不同的.

簡而言之, 光圈開的越大(數值越小), 快門就可以拉高(更短的曝光時間).
反之, 光圈開的越小(數值越大), 快門就必須降低(更長的曝光時間).

這就是為什麼之前說光圈能夠開到F2.0(含)或是更大(數值更小)的鏡頭英文稱之為fast lens. 因為同樣的光線條件下, 越大的光圈代表你可以使用越高速的快門, 所以用"fast"這個字眼.

由於還沒有細說快門, 這兩部份的關係就先點到為止.


4. 光圈的資訊如何取得
要知道(消費型)相機或(DLSR)鏡頭光圈的資訊, 可以從規格書上知道. 上網到相機原廠的官網, 找到相機, 找規格書或是製品仕樣(日文), 就可以看見, 如下例:
這是一款Canon最新消費型相機, 日本官網的照片:

(Quoted from Canon Japan Official Web Site)

這是規格書:

(Quoted from Canon Japan Official Web Site)
連到該網頁 Link to the Spec.
上圖可以看見這台相機的最大光圈與最小光圈
消費型相機提供變焦功能, 但最大光圈與最小光圈會隨著變焦範圍改變, 所以這邊寫"開放時:F2.8(W)/F5.6(T) 小絞時:F8.0(W)/F16(T)", W指廣角端, T指望遠端. 換言之最大光圈在廣角端是F2.8, 望遠端是F5.6; 最小光圈廣角端是F8.0, 望遠端是F16.


另外, 如果相機實體就在眼前, 通常光圈的資訊就刻在鏡頭上, 但是只會提供最大的光圈, 沒有最小光圈的資訊, 如下圖:

(Quoted from Canon Japan Official Web Site)

DSLR的鏡頭就更單純, 也可從規格書上觀察. 且由於鏡頭沒有什麼花俏的名稱, 沒有什麼PowerShot什麼IXUS, 所以名稱主體就由焦段跟最大光圈所組成. 例如下圖的Canon EF 24mm F2.8. 24mm表示焦距是24mm, F2.8表示最大光圈就是2.8.

(Quoted from Canon Japan Official Web Site)

鏡頭上也會顯示最大光圈:

(Quoted from Canon Japan Official Web Site)


5. 購買時, 如何考量相機(或鏡頭)的光圈
消費型相機通常考量的順序是:品牌、價格、功能等級、重量外型. 光圈沒有太多選擇的餘地.

單眼相機的鏡頭, 通常每隻鏡頭都有比較明確的使用場合, 比如說:
Canon EF85mm F1.8 這是一款人像專用鏡頭
Canon EF100mm F2.8 Macro 這是一款特寫專用鏡頭
Canon EF24-105mm F4L 這是一款旅行或Walk-around專用鏡頭
Canon EF17-40mm F4L 這是一款風景專用鏡頭

不是說鏡頭的用途就被侷限在此場合, 而是代表它被設計的主要目標場合. 因此在設計時廠商就會針對這種場合設計光圈, 你買對所需的鏡頭, 光圈通常就合用.

Canon在同樣的場合常都會有多於一款的選擇. 最大光圈會有差異. 通常越大的光圈需要越高的製造技術與成本, 價錢當然貴上許多. 網路上談光圈的文章泰半都勸讀者不要追逐大光圈的鏡頭, 這想法我覺得對也覺得不對. 要看這鏡頭的使用目的而定, 如果使用的目的需要大光圈, 比如說人像, 追逐大光圈有什麼不對呢?

最常見的迷思就是F2.8跟F4.0之爭. 網路有很多談鏡頭的討論區, 都有人問同用途的鏡頭要買F2.8還是F4.0, 這是兩個很常見的Canon鏡頭最大光圈. 總會看到很多回答唱高調或是蘋果比橘子的說法, 我的答案很簡單, 如果常常用於室內(或弱光環境), 選F2.8, 室外F4.0就夠了. 另外一種選法, 錢多選F2.8, 錢少買F4.0. 一個重要的觀念是....相機的機身不必太過分講究, 但是你要購買你afford的起的最好的鏡頭, 那才是你影像品質的關鍵.

如果以後有機會談如何選購鏡頭, 再來細談這一部份.



Now, 知道光圈的故事, 是你開始用相機的眼睛看世界的開始...
Have fun!

Camera: Canon EOS 5D
Subject: A book of Cartier

註
光圈可以控制景深, 但景深受許多條件影響, 例如像機與被攝物體的距離, 光圈並非唯一的控制因子.