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技术贴:光圈在不同物距下对点光源芒线的影响

色影无忌
xxjtgyp
kiwi
2016-06-16

  光芒线与光线通过镜头光圈时产生的衍射有关(只有夹角很小时才会产生显著的衍射现象)。那么,一定和光源点与光圈直径D的夹角a有关。如下图:

 

坡度值近似表示夹角a

 

  知道了光圈直径D和物距u,这个夹角a可以计算出来,但是计算比较复杂。考虑到一般情况下,D相对于u很小(毫米级对米级),可以近似用坡度值来表示夹角a的值,即D/u。

 

  而光圈的实际透光直径D=f / F,这里f是镜头焦距;F是镜头的光圈值,如2.8、4、5.6、8等等。

 

  由此,坡度值=D / u = ( f / F )/ u

  镜头焦距 f 的单位为毫米,物距u的单位为米。

 

  分析了上表中光芒线显著的27幅照片,它们的坡度值均在0.25到1.09之间。也就是说,如果保持坡度值在0.25到1.09之间,只要点光源亮度足够,就可以获得比较显著的光芒线。把这个数值代入上式:

 

  0.25--1.09 = ( f / F )/ u

  这样就有了一个定量的东西。对于一个已知的镜头焦距和光圈值,可以计算出最大物距u2和最小物距u1。只要相机距离光源在u1和u2之间,就可以获得好的光芒线。

 

  仔细分析,1.09计算出的是最小物距,0.25计算出的是最大物距。由于我测试时最大物距是10米,如果是20米或者更远,这个数值因该小于0.25,或更小,而趋于0。我感觉,理论上这个数值范围因该是趋于0--1.09。当然,如果物距非常远,一是光源亮度随物距的平方成反比,芒线很暗,被阴影所淹没;二是在传感器(胶片)上的结像很小,根本看不出芒线。所以,最远的物距要根据拍摄条件和构图所确定。因此,实际操作中,只需要把最近物距计算出来就可以了。于是上面的公式变为:

 

  1.09 = ( f / F )/ u

 

  我们再大胆一些,近似地认为 1.09==1,(这样的结果无非是使计算出的物距u比实际稍远,因该是更靠谱了),于是公式变为:1= ( f / F )/ u,整理后变为:

 

  u = ( f / F )

  这里,焦距f的单位是毫米,F是光圈值,物距u的单位是米。

 

  例如,焦距为100毫米的镜头,使用16光圈,那么最近的可拍摄距离就是100/16=6.25米。

 

  ( f / F )是镜头这种情况下的光圈开口直径D,也可以说,最近物距就是D数值的1000倍。

 

  又如,焦距100毫米镜头,在物距4米处拍摄,光圈值因该调节到F=(f / u )=100/4=25处。

 

  百度了一下,光的衍射有两种,一是狭缝衍射,二是小孔衍射。

 

狭缝衍射

 

小孔衍射

 

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