衍射

2021年8月28日1,924

光线通过一些窄蓬或小孔时,物体边缘会出现光波分散的现象,这种光学现象便称为“衍射”。从摄影的角度来说,当光圈太小时衍射现象便会出现,令影像边绿位置变得松散。这是一种光波的基本特性,与镜片的光学质素无关。而且,衍射也会导致数码相机出现紫边现象。

衍射

“衍射现象”也表现在摄影镜头上。一般来说,摄影时把镜头最大光圈缩小一两档后就能校正镜头的相差,提高解像力和画面的锐度。但是当把光圈缩小得很小时,这种很小的光圈就相当于上面提到的狭窄缝隙和小孔,因此在镜头上光圈内测边缘也会出现光圈分散的衍射现象,它不仅会导致影像边缘位置的光线变得松散,而且会降低图像的锐度。

锐度

锐度有时也叫“清晰度”,它是反映图像平面清晰度和图像边缘锐利程度的一个指标,一张照片最起码清晰可见,就算有虚化,那也得有主体清晰才是照片的基本。

锐度

衍射现象是光波的一种基本特性,它和所使用的镜片光学素质好坏并没任何关系,并不是说镜头出现衍射现象就意味着镜头光学性能不好。另外,数码相机容易出现紫边现象也和衍射现象有着密切的关系。

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但是,摄影时到底把光圈缩小到什么程度就会出现衍射现象?

衍射

各种焦距不同的镜头到底哪档光圈成像品质好,哪档光圈又最容易出现衍射现象?这里有个试验,分别使用135mm F2.8定焦镜头、70-200mm F2.8大口径变焦镜头和价值比较便宜普及版的70-200mm F4变焦镜头、75-300mm望远变焦镜头及100mm F4微距镜头

拍摄方法:

第一次试拍;上述各款镜头把摄影距离都设定在无限远,分别用各档光圈拍摄远景,比如桥梁上的金属结构。

第二次试拍;前四款镜头把摄影距离设定在标准的4米,分别用各档光圈拍摄寺庙山墙上方房檐的浮雕。

第三次试拍;上述各款镜头都用最近摄影距离,分别用各档光圈拍摄杂志封面。

通过上述所拍画面放大的局部来判断各款镜头成像品质最好的是哪档光圈,哪档光圈最容易出现衍射现象。该试验并非判断各款镜头光学性能的优劣,和各款镜头的光学结构与价格也没关系,目的只是判断在哪档光圈上容易出现衍射现象。

135mm F2.8定焦镜头

无限远拍摄测试;该镜头最佳光圈是F8,图像十分敏锐,桥梁金属结构上铆钉等细节部分相当清晰。而用光圈F32所拍的画面虽然景深很小,但从放大的局部画面来看解像力明显低下,特别是桥梁金属结构上的铆钉显得不那么清晰。通过试拍说明,该镜头用光圈F32拍摄远景时容易出现衍射现象。

固定摄距4米测试;最佳光圈仍然是F8,浮雕细节部分相当清晰。而用F32所拍的画面不仅反差降低,而且浮雕细节部分的锐度明显降低。

最近摄影距离测试;用光圈F4和F11所拍的画面无论反差还是锐度都很好,用光圈F16所拍的画面反差和锐度就开始有所降低,而用光圈F22和F32所拍的画面则出现衍射现象。

70-200mmF2.8大口径变焦镜头

无限远拍摄测试;最佳光圈是F8画面的反差和色彩都很好,细节部分清晰,用光圈F32所拍的画面金属结构颜色偏深,铆钉等细节部分存在一点程度的模糊现象。

固定焦距4米测试:最佳光圈是F11,用光圈F32所拍摄的画面反差降低,浮雕细节部分明显不如F2.8和F11所拍的画面清晰。

最近摄影距离测试;最佳光圈是F11,从F22小光圈开始出现衍射现象。

70-200mm F4变焦镜头:

无限远拍摄测试;最佳光圈是F8,用光圈 F32所拍的画面颜色发深,锐度明显降低,细节部分显得模糊。

固定摄距4米测试;最佳光圈是F11,用光圈F32所拍的画面反差降低,细节部分明显不如F2.8和F11所拍的画面那么清晰。

最近摄影距离测试;最佳光圈为F16,如果再缩小光圈则容易出现衍射现象。

75-300mm望远变焦镜头:

无限远拍摄测试;最佳光圈为F11,无论反差还是解像力都很好,细节部分都很清楚。用光圈F32所拍的画面铆钉细节部分的锐度明显降低。

固定摄距4米测试;最佳光圈是F5.6,用光圈F32,所拍的画面反差和锐度明显降低。

最近摄影距离测试;用光圈F45所拍的画面出现了衍射现象。

100mm F4微距镜头

无限远拍摄测试;该镜头最佳光圈为F8,用光圈F32所拍的画面反差和锐度都有所下降,细节部分显得不那么清晰。

固定摄距4米测试:

最近摄影距离测试:该镜头由于是用于近摄的微距镜头,用最近摄影距离从最大光圈F4到F16所拍的画面锐度都很好,但如果用光圈F22和F32就开始出现衍射现象。

综述:

用各种焦距不同的镜头进行了上述系列试拍,结果表明,无论哪种焦距的镜头当把光圈缩得过小时都会出现衍射现象,而且最佳光圈都出现在F8和F11两档上,如果从这两档开始缩小光圈就容易出现衍射现象。但是,镜头与镜头之间存在着差别,所以不能一概而论衍射现象就都一律出现在哪档光圈上,镜头不同出现的衍射现象的光圈也不同,摄影者可以通过试拍来掌握自己的镜头到底在哪档光圈上容易出现衍射现象,哪档光圈是最佳光圈,这样在实际拍摄时就能有效地利用最佳光圈,防止出现衍射现象。

另外,有的卡片机搭载的镜头最大光圈是F2,这种卡片机也容易出现衍射现象。一些中画幅标准镜头如果把光圈缩得过小的话,衍射现象显得更加明显,拍摄时把最大光圈缩小一档就可以获得敏锐的图像。

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