等效焦距和实际焦距分析.doc

等效焦距及其与实际焦距的性能对比分析作者 泰然一、全画幅与 APS-C 画幅感光元件全画幅：传统的 135 照相机胶卷宽度（包括齿孔部分）尺寸为 35mm，感光面积为36×24mm，宽高比是 3：2全画幅是指图像感光元件的面积、长宽比与传统135 胶片同样大小 见图 1 采用全画幅图像感光元件的相机，被称为全画幅相机例如尼康的 D800，佳能的 5D MarkIII.图 1APS-C：APS(Advance Photo System)胶片系统于 1996 年开发问世定位于业余消费市场，使得拍摄设备更加便携它设计了三种底片画幅(C、H 、P )， C 型的感光面积长宽比为 3:2(24.9×16.6mm)， H 型的感光面积长宽比为16:9(30.3×16.6mm)； P 型的感光面积长宽比例为 3:1(30.3×10.1mm)使用 APS 规格感光尺寸的相机，被简称为 APS 画幅相机数码照相机借用了这一标准，尼康的 D90，佳能的 500D 等系列机型，把接近 C 尺寸的 23.6×15.8mm 和 22.3×14.9mm 的图像感光元件尺寸定义为APS-C 画幅而 EOS-1D 和 1DMARK II、1DMARK III 一类的旗舰机型则采用 APS-H，图像感光元件的满画幅尺寸为 28.7×19.1mm。

二、等效焦距的含义从图 1 中可以看出，APS 的感光区域比全画幅小， APS 只相当于在全幅画面中取了一部分见图 2图 2同时可以看出，APS 画幅相机的感光元件需要比全画幅相机距离镜头光心更近，或者说焦距更短因此有等效焦距= K×镜头实际焦距即所谓等效焦距概念K 是焦距转换系数三、等效焦距与实际焦距在性能对比分析那么等效焦距是否能完全等同于实际焦距？或者有什么不同呢？我们举例进行逐一分析：在这里我们选择佳能 5D MarkIII.全画幅相机装 50mm 定焦镜头，拍摄一个距离镜头 5.0 米的物象假定物象通过镜头形成的映像在图像感光元件长度方向上满画幅我们另外选择 APS-C 画幅佳能 50D 相机做下列几方面的对比分析：1. 如果 APS-C 画幅相机上，在相同距离上拍摄同一物象，要形成在宽度方向上满画幅的映像镜头的焦距是多少2. 焦距转换系数3. 两者在同样光圈情况下，景深的对比图 3分析：光学中有物象公式: 1/f=1/u+1/v（式中：f-- 焦距，u--物距，v--像距） 在图 3 中可以看出，同一物象到镜头的距离都是 5.0 米(u=5000mm).两个镜头的视角是相同的，α1=α2. 根据相似三角形可比原理，有 v1/ v2 = 36mm(全画幅尺寸)/ 22.3mm (APS-C 尺寸 )。

通过物象公式，得到 v1 =50.5mm.v2 = v1×22.3mm /36mm = 31.3mm.再代入物距公式后得到：f2 = 1/(1/5000+1/31.3) = 31mm.通过上述计算，证实当佳能 APS-C 相机获得全幅同样视场角，需要用31mm 实际焦距镜头来等效全幅机上装 50mm 镜头的拍摄视场角2. 等效系数=等效焦距/实际焦距，例子中可以计算出，佳能 APS-C的等效系数=50mm /31mm=1.61.同样方法计算出，尼康的等效系数是1.51其系列的 APS 机型，可以根据 APS 图像感光元件的尺寸用上述方法计算得到3. 景深方面的比较：在光学上有景深计算公式：前景深 ΔL1=FδL2/（f2+FδL） （1） 后景深 ΔL2=FδL2/（ f2-FδL） （2）式中：f——镜头焦距 F——镜头的拍摄光圈值 L——对焦距离 ΔL1——前景深 ΔL2——后景深 δ——容许弥散圆直径A PS-C 画 幅 成 像 元 件 上 的 容 许 弥 撒 园 直 径 通 常取 0.019mm，全画幅图像感光元件上的容许弥散圆直径通常取0.03mm.代入景深计算公式，L=5 米.光圈都设置为 F =2.8.通过计算分别得到a). 佳能 5D MarkIII 全画幅相机装 EF 50mm f/1.4 USM 镜头的拍摄景深：前景深=0.57 米；后景深=0.74 米；总景深为前后景深总和为 1.31 米。

b). 佳能 50D(APS-C)相机装 SIGMA 30mm F1.4 EX DC HSM 佳能卡口镜头的拍摄景深：前景深=1.14 米；后景深=2.11 米；总景深为 3.25 米从上面分析可以看出，等效焦距与实际焦距在焦长方面可以等效而在景深方面却有很大的差别佳能系列的 APS-C 相机装 50mm 镜头的等效焦距为50mm,总景深： 3.25 米，比佳能系列的全画幅相机装 50mm 实际焦距镜头的总景深 1.31 米长了约 2.48 倍也就是说，等效焦距在成像视角上和实际镜头焦距一致，但景深没有改变不能与实际焦距镜头的景深对应如果注重浅景深控制的拍摄情况下，需要特别注意有些 APS 机主，在选择镜头的时候，往往考虑往往除等效系数，来获得相同于全画幅相机上的视角镜头焦距变短后，景深将变得更长，对拍摄效果的影响值得考虑。