[转帖]最佳光圈的形成条件

老普

以下文章转自山东省摄影家协会摄影人社区，原文由版主老国产发表，在些深表感谢！

全面衡量一款镜头的优劣，要考虑分辨率、明锐度、色差、畸变、照度均匀性等多种因素，这当中人们最关心的还是分辨率高低。

    影响镜头分辨率的重要因素之一就是球差和彗差造成的光晕。为了减少球差，现在更多的镜头采用了非球面镜片，即便如此，球差也难以根除。缩小光圈后，可以有效地降低球差和彗差，大大提高镜头的分辨率；然而，随着光圈的缩小，光线衍射带来的负面影响逐渐显现出来。事实上，即便在最大光圈时，也存在着衍射影响，只不过可见光波长与大光圈下的光圈物理直径相比实在微乎其微，此时的衍射影响可以忽略不计；只有光圈缩小到一定程度后，也就是障碍物线度和波长可以比拟时，衍射现象才明显地表现出来。

    另外，色差也会对分辨率高低造成一定的影响，特别是广角镜头（或者变焦镜头的广角端）常见的倍率色差，会在图像边缘垂轴方向的明暗交汇处形成 “色边”现象，这样会给ISO 12233标板上的边缘水平分辨率造成较大影响。

    总之，光圈越大，球差、彗差和色差造成的影响越大；光圈越小，衍射的影响越大。那么在光圈调节范围内，必定有一个折衷的位置。在这个位置，球差、彗差、色差和衍射的综合影响最小，光学分辨率也最高，这个位置就是被人们习惯称作的“最佳光圈”。

衍射对数字影像的影响

    从我们的测试结果来看，在相同光圈系数的情况下，衍射在不同画幅数字相机上的影响是不同的，画幅越小，衍射越严重。为什么会出现这种现象呢？衍射所造成的影响是否与光圈的物理直径大小有关？请看影像专家钱元凯先生的解释。钱元凯先生专门撰写了《数字相机的光圈与摄影分辨率的关系》一文。

测试说明

测试地点：中国摄影家协会测评中心

测试工具：增强型2× ISO 12233分辨率测试标板、4盏U2影室灯、曼富图055C三脚架。 拍摄分辨率标板时，均使用三脚架、自拍（有反光镜预升功能单反相机的全部启用该功能）。相机设置为：最大尺寸的低压缩JPEG格式、最低光感度、自动白平衡、sRGB色彩空间、光圈优先，余项一律设为“标准”。、拍摄后，用Imatest软件分别对中心和边缘区域的局部对象进行测试分析，分别得出中心与边缘的水平分辨率和垂直分辨率。表格的纵坐标为MTF50分辨率数值，横坐标为光圈系数值。

由于测试的相机、镜头的规格不一以及新旧程度不同，难免某些个体数据偏低，所以所得数据不能作为评价优劣的标准。

佳能G9相机的标称焦距范围是7.4～44.4mm，等效于35～210mm，而从实际拍摄的图像属性上看，其广角端显示为7mm，长焦端显示44mm。我们一共测试了两款佳能G9，其中包括解海龙先生的一款。从MTF50分辨率柱状图可以看出，这两款相机的表现几乎完全相同，在7mm、15mm、44mm三个焦距段均有着极佳的表现，不少数值超过了2000 LW/PH，个别甚至超过了2500 LW/PH，这在小DC里面非常罕见。从柱状图可以看出，无论哪个焦距段，都是最大光圈表现最佳，随着光圈的缩小，分辨率数值逐步递减。

理光GRD由于手动功能齐全，含有等效于28mm的广角定焦镜头，成为许多摄影师的贴身利器。从测试情况来看，理光GRD和GRD II各挡光圈差异不大， f/4、f/5.6两挡光圈表现稍好。理光GRD和GRD II的最佳光圈不集中在最大或较大光圈上面，这种情况在小DC中较为罕见。

光GX100拥有广角端等效于24mm的变焦镜头，这也是许多人选购它的原因之一。理光GX100在广角端的分辨率甚至要高于理光GRD II，这一点出乎我们的意料。它在各个焦距段都表现出相似的规律：从大光圈到小光圈，分辨率基本呈现递减趋势。

松下LX2的变焦范围等效于28～112mm，这是一个非常好用的焦距段，再加上其视角效果很好LCD液晶屏和便携的体积，很受摄影师的推崇。在6.3mm和25.2mm两个焦距段，松下LX2的最佳光圈都集中在最大和缩小一挡光圈上，最小光圈f/8分辨率明显低于最大光圈。

在5mm焦距端，索尼DHC-H9在大光圈f/2.7、f/4下的分辨率均高于缩小光圈的f/5.6、f/8。在33mm焦距端，索尼DHC-H9最大光圈下的各项分辨率最高，缩小光圈后，分辨率数值逐步降低。

这是世界上第一款18倍光学变焦的相机。我们选取了5mm广角端和47mm长焦端的两组数据来分析。5mm端最大光圈表现很好，但四项分辨率指标不很均衡，综合来说缩小一挡光圈的f/4表现最好；47mm端最大光圈表现最佳，随着光圈的缩小，分辨率数值依次递减。

APS-C画幅的数字单反相机：镜头最佳光圈多数出现在从最大光圈缩小两、三挡的位置

佳能EOS 400D加上最新的防抖套装镜头EF-S 18～55mm f/3.5～5.6 IS USM，在18mm焦距端，从最大光圈f/3.5至f/8各项分辨率差异不大，从/11以后逐步减弱。在55mm焦距端，在f/11、

色影无忌

老普玩开理论的东西了，好好，呱唧呱唧。

如果镜头完全没有任何像差，根据光的波动学出发，光圈越大分辨率越高。

如果光线没有波动引起的衍射，光圈越小分辨率越高。

但是镜头免不了都有像差，而且光线总会有衍射，两者综合，最大光圈受像差影响、最小光圈受衍射影响，分辨率都要下降，所以两者之间有一个最佳光圈。

如果仅看分辨率一项参数，大致上可以这么说：
极品镜头最大光圈分辨率最高；——假定像差影响远小于衍射
优质镜头光圈F5.6分辨率最高；
较好镜头光圈F8分辨率最高；
普通镜头光圈F11分辨率最高；
劣质镜头光圈越小分辨率越高。——极端情况
其实即使这样看也是有一定问题的，因为镜头的档次是由许多参数决定的！

镜头的素质要综合考量，分辨率是一个重要方面，通过拍摄标板可以获得，但也不要只盯住它。还有就是分辨率和反差是两个概念，不要混淆。

中山郎

理论性很强。

老普

以下文章转自山东省摄影家协会摄影人社区，原文由版主老国产发表，在些深表感谢！

全面衡量一款镜头的优劣，要考虑分辨率、明锐度、色差、畸变、照度均匀性等多种因素，这当中人们最关心的还是分辨率高低。

    影响镜头分辨率的重要因素之一就是球差和彗差造成的光晕。为了减少球差，现在更多的镜头采用了非球面镜片，即便如此，球差也难以根除。缩小光圈后，可以有效地降低球差和彗差，大大提高镜头的分辨率；然而，随着光圈的缩小，光线衍射带来的负面影响逐渐显现出来。事实上，即便在最大光圈时，也存在着衍射影响，只不过可见光波长与大光圈下的光圈物理直径相比实在微乎其微，此时的衍射影响可以忽略不计；只有光圈缩小到一定程度后，也就是障碍物线度和波长可以比拟时，衍射现象才明显地表现出来。

    另外，色差也会对分辨率高低造成一定的影响，特别是广角镜头（或者变焦镜头的广角端）常见的倍率色差，会在图像边缘垂轴方向的明暗交汇处形成 “色边”现象，这样会给ISO 12233标板上的边缘水平分辨率造成较大影响。

    总之，光圈越大，球差、彗差和色差造成的影响越大；光圈越小，衍射的影响越大。那么在光圈调节范围内，必定有一个折衷的位置。在这个位置，球差、彗差、色差和衍射的综合影响最小，光学分辨率也最高，这个位置就是被人们习惯称作的“最佳光圈”。

衍射对数字影像的影响

    从我们的测试结果来看，在相同光圈系数的情况下，衍射在不同画幅数字相机上的影响是不同的，画幅越小，衍射越严重。为什么会出现这种现象呢？衍射所造成的影响是否与光圈的物理直径大小有关？请看影像专家钱元凯先生的解释。钱元凯先生专门撰写了《数字相机的光圈与摄影分辨率的关系》一文。

测试说明

测试地点：中国摄影家协会测评中心

测试工具：增强型2× ISO 12233分辨率测试标板、4盏U2影室灯、曼富图055C三脚架。 拍摄分辨率标板时，均使用三脚架、自拍（有反光镜预升功能单反相机的全部启用该功能）。相机设置为：最大尺寸的低压缩JPEG格式、最低光感度、自动白平衡、sRGB色彩空间、光圈优先，余项一律设为“标准”。、拍摄后，用Imatest软件分别对中心和边缘区域的局部对象进行测试分析，分别得出中心与边缘的水平分辨率和垂直分辨率。表格的纵坐标为MTF50分辨率数值，横坐标为光圈系数值。

由于测试的相机、镜头的规格不一以及新旧程度不同，难免某些个体数据偏低，所以所得数据不能作为评价优劣的标准。

佳能G9相机的标称焦距范围是7.4～44.4mm，等效于35～210mm，而从实际拍摄的图像属性上看，其广角端显示为7mm，长焦端显示44mm。我们一共测试了两款佳能G9，其中包括解海龙先生的一款。从MTF50分辨率柱状图可以看出，这两款相机的表现几乎完全相同，在7mm、15mm、44mm三个焦距段均有着极佳的表现，不少数值超过了2000 LW/PH，个别甚至超过了2500 LW/PH，这在小DC里面非常罕见。从柱状图可以看出，无论哪个焦距段，都是最大光圈表现最佳，随着光圈的缩小，分辨率数值逐步递减。

理光GRD由于手动功能齐全，含有等效于28mm的广角定焦镜头，成为许多摄影师的贴身利器。从测试情况来看，理光GRD和GRD II各挡光圈差异不大， f/4、f/5.6两挡光圈表现稍好。理光GRD和GRD II的最佳光圈不集中在最大或较大光圈上面，这种情况在小DC中较为罕见。

光GX100拥有广角端等效于24mm的变焦镜头，这也是许多人选购它的原因之一。理光GX100在广角端的分辨率甚至要高于理光GRD II，这一点出乎我们的意料。它在各个焦距段都表现出相似的规律：从大光圈到小光圈，分辨率基本呈现递减趋势。

松下LX2的变焦范围等效于28～112mm，这是一个非常好用的焦距段，再加上其视角效果很好LCD液晶屏和便携的体积，很受摄影师的推崇。在6.3mm和25.2mm两个焦距段，松下LX2的最佳光圈都集中在最大和缩小一挡光圈上，最小光圈f/8分辨率明显低于最大光圈。

在5mm焦距端，索尼DHC-H9在大光圈f/2.7、f/4下的分辨率均高于缩小光圈的f/5.6、f/8。在33mm焦距端，索尼DHC-H9最大光圈下的各项分辨率最高，缩小光圈后，分辨率数值逐步降低。

这是世界上第一款18倍光学变焦的相机。我们选取了5mm广角端和47mm长焦端的两组数据来分析。5mm端最大光圈表现很好，但四项分辨率指标不很均衡，综合来说缩小一挡光圈的f/4表现最好；47mm端最大光圈表现最佳，随着光圈的缩小，分辨率数值依次递减。

APS-C画幅的数字单反相机：镜头最佳光圈多数出现在从最大光圈缩小两、三挡的位置

佳能EOS 400D加上最新的防抖套装镜头EF-S 18～55mm f/3.5～5.6 IS USM，在18mm焦距端，从最大光圈f/3.5至f/8各项分辨率差异不大，从/11以后逐步减弱。在55mm焦距端，在f/11、

色影无忌

老普玩开理论的东西了，好好，呱唧呱唧。

如果镜头完全没有任何像差，根据光的波动学出发，光圈越大分辨率越高。

如果光线没有波动引起的衍射，光圈越小分辨率越高。

但是镜头免不了都有像差，而且光线总会有衍射，两者综合，最大光圈受像差影响、最小光圈受衍射影响，分辨率都要下降，所以两者之间有一个最佳光圈。

如果仅看分辨率一项参数，大致上可以这么说：
极品镜头最大光圈分辨率最高；——假定像差影响远小于衍射
优质镜头光圈F5.6分辨率最高；
较好镜头光圈F8分辨率最高；
普通镜头光圈F11分辨率最高；
劣质镜头光圈越小分辨率越高。——极端情况
其实即使这样看也是有一定问题的，因为镜头的档次是由许多参数决定的！

镜头的素质要综合考量，分辨率是一个重要方面，通过拍摄标板可以获得，但也不要只盯住它。还有就是分辨率和反差是两个概念，不要混淆。

中山郎

理论性很强。

暴风雪

果仅看分辨率一项参数，大致上可以这么说：
极品镜头最大光圈分辨率最高；——假定像差影响远小于衍射
优质镜头光圈F5.6分辨率最高；
较好镜头光圈F8分辨率最高；
普通镜头光圈F11分辨率最高；
劣质镜头光圈越小分辨率越高。——极端情况
其实即使这样看也是有一定问题的，因为镜头的档次是由许多参数决定的！[em17]