在现阶段,一款镜头的广角端做到35mm就能称作是广角镜头,而做到20mm以内就可以被称作是超广角镜头了。佳能应用在全画幅相机上的鱼眼镜头广角端不过8mm,已经能够实现全周鱼眼的特效。可这个4mm的焦距怎么看起来都和一般二十几毫米焦段的视角没什么区别。那么原因究竟是什么呢?
镜头上标注的焦距其实是物理焦距
那么,有人可能会问了,为什么我手里的18-55镜头实际上却拍不出18mm广角端的效果呢?原因很简单,你手中的相机感光元件尺寸不“标准”,谁是标准?答案是36×24mm全画幅感光元件。
全画幅感光元件与APS-C感光元件对比
有时候约定俗成是一件很玄的东西,就像为什么说以35mm胶片机的感光元件尺寸作为数码时代全画幅的标准,谁也说不清,人们就很自觉地将它当成公理不需要证明了。由于成本等因素考虑,大部分摄影器材的感光元件尺寸都是要小于36×24mm的(大中画幅这里不考虑)。因此为了统一对焦距的定义,人们就想出了“等效焦距”这一名词来给那些小感光元件的设备进行换算。
感光元件尺寸与转换系数成反比
如果你手中拥有的是全画幅相机,那么恭喜你,等效焦距这个词汇与你无关了,因为你就是“基准”;那么对于众多买不起全画幅相机的人们而言,不管你使用的是什么设备,相机也好,手机也好,等效焦距就都适用了。
这枚镜头如果放在APS-C相机上是无法获得17mm视角的
真空管曾被作为感光元件使用(图片来自维基百科)
还是那句话,约定俗成是一件很玄的东西,虽然CMOS早就取代了笨重的真空管,不过这种计算方式却鬼使神差地沿用到了现在。以至于1英寸以下的感光元件中,英寸的单位并不是1英寸=25.4mm,而是1英寸=16mm。
当大伙理解了这样一个度量单位的差异,计算手机感光元件的尺寸也就不再是难事了。我们以索尼Xperia Z1为例,其感光元件尺寸为1/2.3英寸,按照“行业潜规则”计算,16÷2.3≈6.96。大部分手机感光元件的长宽比为4:3,这样,设感光元件的长为4x,宽为3x,根据勾股定理,有(4x)²+(3x)²=6.96²。可得x≈1.39,乘以系数,可知1/2.3英寸感光元件的尺寸约为5.6×4.2mm。
传感器尺寸与焦距转换系数的倍率关系
不过这里需要注意的是,由于不少厂家在标注1英寸以下感光元件时会圆整到常用值,而未参与成像的部分感光元件面积也被计算在内,因此厂商所提供的感光元件尺寸要略大于理论计算得出的数值。事实上,1/2.3英寸感光元件的尺寸通常被定为6.2×4.6mm,对角线长约为7.7mm。
焦距:5mm 光圈:f/2.0 ISO感光度:50
曝光时间:1/400 曝光补偿:0EV 白平衡:自动
不过必须要强调的一点是,等效焦距这一概念严格意义上来说应该理解为“等效视角”。事实上就连视角也仅仅是接近而不是完全一致,与景深和透视关系更是互不影响。
那么,上面列举了这么多等式的意义在哪儿呢?
对于相机而言,由于其感光元件尺寸以毫米表示,因此我们很容易推算出其转换系数。而对于感光元件尺寸较小的智能手机来说则十分困难。现在,只要消费者掌握了某款智能手机的感光元件尺寸,就可以计算出感光元件的对角线长度,继而得出转换系数。只要用手机实拍一张照片,用照片EXIF信息中的焦距乘以转换系数,就能够判断这款手机摄像头的广角端到底有多大。