“等效光圈”、“等效虚化”、“等效ISO”到底是个啥?用样张一文说清!

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“等效光圈”、“等效虚化”、“等效ISO”到底是个啥?用样张一文说清!

2024-06-12 06:24| 来源: 网络整理| 查看: 265

       讨论一个很火并且充满争议的话题——等效光圈。这当中确实会涉及很多技术甚至理论概念的东西,但是窃以为,对于大多数人来讲,只要效果,不问过程。其实关注这个问题的人,最为关心的是在APS-C相机上能否通过改变镜头实现与全幅相机相同的效果,所以不要把一个摄影问题变成一个语文问题。

想要的是什么

       在进行对比之前,应该先明晰一个概念,什么是“等效”。如果咬文嚼字,每个人对这个词都有不同的理解,我认为的“等效”是“相同效果”的意思。例如一台1.4L的发动机,加了涡轮增压,能够在功率方面达到2.0L自吸的效果,那么可以暂且称之为“等效功率”,假设我们认为发动机最重要的方面就是功率,那么就可以称之为“等效发动机”。当然一台1.4T的发动机和2.0L其在油耗、功耗、结构等等方面存在区别,在这些方面并不等效,所以具体是称之为“等效功率”还是“等效发动机”,要看具体讨论的人关注最关键的点是什么。

        以上应该是“等效光圈”和“等效虚化”之所以引战又怎么也说不清的关键因素。当“究竟叫什么”成为了讨论的核心,就把一个摄影问题变成了一个语文问题,又由于每个人的角度不同同时夹杂着胜负心理,就把一个简单问题变成了一笔糊涂账。

       

        为了使讨论更加聚焦,需要控制变量,对同一物体同一角度的不同照片,一眼能分辨出差异的是视角(主体大小)、明暗和虚化,放大后还有画质。所以等效光圈的讨论就围绕这四个变量。

        对视角的变化,是一眼能够看出的,最没有争议的,那么有了以下四种可能:

1. 半幅机身使用半幅镜头,全幅机身使用全幅镜头在相同物理焦距上的效果。

2. 半幅机身使用半幅镜头,全幅机身使用全幅镜头在相同等效焦距上的效果。

3. 半幅机身使用全幅镜头,全幅机身使用全幅镜头在相同物理焦距上的效果。

4. 半幅机身使用全幅镜头,全幅机身使用全幅镜头在相同等效焦距上的效果。

       此外还要一种可能,就是全幅机身使用半幅镜头的效果,相信在最后,自己也能够得出正确的结论。

下面先讨论虚化:

        一、半幅机身使用半幅镜头,全幅机身使用全幅镜头在相同物理焦距上的效果

全幅机身+全幅镜头/半幅机身+半幅镜头在相同物理焦距相同光圈下的样张全幅机身+全幅镜头/半幅机身+半幅镜头在相同物理焦距相同光圈下局部放大

        结论:在相同物理焦距下(镜头所标注的焦距),视角不同,虚化相同。

        二、半幅机身使用半幅镜头,全幅机身使用全幅镜头在相同等效焦距上的效果

全幅机身+全幅镜头/半幅机身+半幅镜头在全幅51MM/半幅35(等效52MM)同光圈下样张全幅机身+全幅镜头/半幅机身+半幅镜头在全幅51MM/半幅35(等效52MM)同光圈下局部放大

        结论:在相同等效焦距下,视角相同,虚化不同,APS-C机身虚化较弱

        三、半幅机身使用全幅镜头,全幅机身使用全幅镜头在相同物理焦距上的效果

全幅机身+全幅镜头/半幅机身+全幅镜头在相同物理焦距相同光圈下的样张全幅机身+全幅镜头/半幅机身+全幅镜头在相同物理焦距相同光圈下局部放大

        结论:在相同物理焦距下,视角不同,虚化相同。

        四、半幅机身使用全幅镜头,全幅机身使用全幅镜头在相同等效焦距上的效果

全幅机身+全幅镜头/半幅机身+全幅镜头在全幅78MM/半幅50(等效75MM)同光圈下样张全幅机身+全幅镜头/半幅机身+全幅镜头在全幅78MM/半幅50(等效75MM)同光圈下局部放大

        结论:在相同等效焦距下,视角相同,虚化不同,APS-C机身虚化较弱。

        对于大多数用户,其实知道以上结论就好了。针对以上情况,产生的原因有以下方面:

        1. 镜头物理属性不变:不同画幅所标注的焦距及光圈均是其实实在在的物理属性,不会因为画幅不同而改变其物理属性,所以APS-C相机不论是使用全画幅还是半幅画镜头,在同物距和同焦距的前提下,虚化方面没有区别,半画幅不论是使用全画幅镜头还是半画幅镜头,都相当于从全画幅机身用相同镜头时的成片中间挖出一块。举一个极端的例子,三星S22 Ultra的主摄是6.7MM,F1.8(等效视角24MM),其视角及虚化效果相当于在全画幅相机上使用6.7MM F1.8的镜头成像中切出画面中心的效果。

       2. 画幅不同造成在使用同样属性镜头的情况下物距不同:由于APS-C画幅小,视角发生了裁切,所以为了取得视角相同的照片,需要离主体更远,此时物距发生了改变,所以进而造成了虚化变弱。还用刚才的极端例子,6.7MM的镜头,等效24MM的视野,裁切范围更大,为了取得同样的成像,物距将变得更远,所以产生的虚化效果对比24MM F1.8的镜头用在全画幅机身上的效果相去甚远。

       同样光线条件下,影响曝光的要素一共只有三个:光圈大小、快门速度、ISO。继续控制变量,不同画幅机身上使用同样的镜头,假设光圈大小不变、ISO不变,那么半幅机身的快门速度也和全幅机身的快门速度相同。换而言之,相同的镜头在不同的机身上的曝光参数是相同的。但为什么相同的光圈还会影响画质(ISO)呢?

高ISO对比

        APS-C的ISO 12800于全画幅的ISO 12800的表现并不相同。当然,用6100W像素的A7R4和2000万像素的D500同时缩图到1600万像素出图对比并不十分严谨。所以有后续分析:

        相机原生的高感表现主要取决于像素密度,即单个像素的大小,同时也和CMOS技术使用有关,例如背照式CMOS的高感表现将更好一些,但在现有技术条件下,很难突破物理的局限。在像素相同、技术代际相同的前提下,半幅CMOS的面积小于全幅CMOS,像素密度高于全幅CMOS,造成高ISO的情况下画质下降。

        所以APS-C相机的高感表现普遍不如全幅相机。当然,当中存在例外,例如用低像素的半幅机对比高像素的全幅机;或者用新代的半幅CMOS对比老款全幅CMOS。对比,总要有个相同起跑线才行。

        例如下图,2400万像素级的A7M3和A6400进行对比;4000万像素级的A7R3和XH2进行对比。结果显而易见。

同像素级别全画幅和半画幅高感表现(左侧2400万像素级 右侧4000万像素级)同像素级别全画幅和半画幅高感表现(左侧2400万像素级 右侧4000万像素级)(半画幅低一档)

        回到曝光三要素,在同代同像素同使用者的情况下,为了实现相似的画质(噪点水平),APS-C相机需要比全画幅更低的感光度,所以需要更大的光圈或者更长的曝光。换而言之,在画质(噪点)相似的情况下,APS-C相机要么需要更大的光圈,要么练更稳的铁手。可以看出,即使光圈相同,在不同画幅机身上也将影响曝光与画质,但这一点,与相机技术和使用者有密切关系。

      感谢你能够看到这里,为了使表达尽量全面和严谨,文章比较冗长。

      例如上图,如果APS-C机身想要与全画幅机身相同的构图,需要后退,此时牺牲了虚化;如果需要相同的虚化,则视角发生了裁切,构图有所改变。

      回到文初“等效”的问题。窃以为,对大部分人来讲,对一张照片的印象,主要影响的因素应该是“内容(主体)>颜色≥曝光>虚化>画质”。APS-C画幅的相机,在使用相同的光圈下,为了获得同样的内容,距离被摄物体更远,牺牲了虚化;因为ISO表现的差异,造成了一定程度画质的下降。换而言之,如果希望获得相同的内容、虚化的话,APS-C画幅需要更大的光圈;为了获得画质相似的照片,APS-C画幅普遍需要更大的光圈(取决于相机高感表现和使用者手稳)。

       在我个人理解上,以上这些影响是可以称之为有前提条件的“等效”的。同时因为这个前提条件是必然(例如想要相同的画面)或者是常见的(例如同像素同代CMOS),所以大多数情况下可以省略前提条件,虽然这并不严谨,但是它能让我们在最快时间明白它将产生的影响。例如适马18-35MM F1.8,为了获得一张看似相同的照片,和全幅相机使用F1.8的虚化是不同的,画质也有所区别。

      当然,也可以将其中的“虚化”部分称之为“等效虚化”;“ISO部分”称之为“等效ISO”(建立在同代同像素的不同画幅机身上)。如果只说一个方面,固然是正确的。所以不论是“等效光圈”还是“等效虚化”两个提法都不错,只是一个全面而不严谨;一个严谨而不全面。

      最后,设想一个日常场景,炒菜的时候,我们是说“已经放料了”,还是说“在为了使菜有味道的前提下,我已经放了葱姜蒜、盐、酱油”。



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