100次浏览 发布时间：2024-08-03 16:00:14
镜头焦距与画面透视的关系。
我们经常说镜头型号的时候，第一个提到的就是镜头的焦距。
经常说到什么70-200镜头，这里的70-200就是指这个镜头的焦距是70mm到200mm。是一个可变焦距镜头。
焦距是一个镜头最重要的标识，没有之一。描述一个镜头，一定会先说这个镜头焦距。
那么焦距是什么？
焦距本身是镜头的一个物理参数。
按照标准定义，就是光学中心点到成像面的距离，一般采用长度表示。
这个定义描述比较抽象，在实际应用中，焦距最直观的感受，就是拍摄视角的差异。
也就是说，不同焦距的镜头，在实际拍摄中，所能包含的观看视角是不一样的。
其中，焦距越短，其观察视角越广，焦距越长，其视角越窄。
所以短焦距镜头，也被称为广角镜头。
一般而言，决定视角的除了镜头焦距，还包括成像感光元件的面积，因为感光元件规格众多，所以绝大多数时候，我们都会以最常见的一个规格作为标准，这里使用的是135规格，也就是36mmX24mm的全画幅感光元件作为基准，来计算不同焦距镜头，最后呈现的不同的视角大小。
不同焦距镜头，视角对应关系如下图：
注意下这个图表中，是对角线视角，而非横向视角，横向视角可以根据实际长宽比计算出来。
更直观一点，是下图：
我们使用不同焦距镜头，最直观的感受是长焦镜头会把远处东西拉近，实际上，这个是窄视角观察/成像给我们的视觉感受。
本质上，如果你用50mm焦距拍摄，然后裁截中间1/4面积区域的画面，其和本身用100mm焦距拍摄的视角是完全一样的。
这个曾经在数码时代早期，一些卡片机，因为其镜头物理焦距不足，就在机内采用中央裁截方法来获取更窄视角图像，被美其名曰数码变焦。
这个数码变焦概念很快就被相机给抛弃了，当然，后来被手机拿起来用了。
这里要特别说明下，为什么数码变焦最后被放弃了。
理论上，裁切和真实变化焦距，视角没什么区别，完全可以代替。但是，因为画面裁切，实际上就只能使用感光元件部分面积像素，而且这样裁切损失的像素面积，不是一比一减少，而是2的指数倍数减少。
按照现在全幅相机最高像素索尼A7R4/R5的6100万像素为例。
如果这个机身挂载一个50mm镜头，需要获取100mm焦段的视角，截取画面中心部分的像素量就只有1525万了。
如果还想模拟200mm焦段视角，其画面像素量只有381万了。这里还仅仅是“数码变焦”4倍而已。如果要8倍“数码变焦”，也就是裁切到400mm焦段，就只剩下95万像素了。
实际上，很多所谓的数码变焦都是截取插值像素，所以画质会一塌糊涂。
现在，我们该说争议很大的透视变化了。
看图：
所有经典标准说法都是，画面透视只和拍摄距离有关，和焦距无关。
毫无疑问，这个说法是没错的。
绝大多数人知道这个理论，但是无法解释不同焦距下拍摄同一个画面，为什么主体和背景之间差异那么大，这个不是透视变化是什么？
以上这组图片中，主体和背后的桥之间的距离，就是一个最典型的透视变化。
这个透视变化，是不是和镜头物理焦距有关？
其实，这个解释非常简单，因为以上几个图，虽然主体是一样大的，镜头焦距不同，也就造成了拍摄距离是不同的。
实际拍摄中主体和桥的距离是固定的，但是不同焦距镜头拍摄时，其相机和主体之间距离是变化的。
在广角拍摄中，相机要拍摄主体半身像，就需要距离主体很近，主体和桥的距离长度远远大于主体和相机之间的距离，画面中呈现出来的就是桥非常远。
而长焦镜头拍摄时候，因为相机距离主体更远，主体和桥之间距离长度相对主体和相机之间的距离就没有广角那么大的差距了。此时呈现出来的观看透视感受，就是桥和主体拉近了。
本质上，透视还是和相机拍摄距离有关。但是完全说和焦距无关是不完整的，因为我们拍摄时需要画面主体一定大小，此时就是靠拍摄距离和焦距共同决定的。只有长焦镜头才能在更远距离拍摄出足够大的主体，才能获取这样的透视感受。
有些杠精非要说我同样距离用广角拍摄，然后裁切到这个视角也是一样的透视感受，所以广角和长焦只要距离一样就是一样的。问题是，你广角裁切出来也就是长焦了嘛。
最后说一下等效焦距。
关于非全画幅镜头的等效焦距争议很多，其实这个理解起来非常简单。
焦距是镜头的光学特性，和装在什么机身上没什么关系，一个50mm镜头在全画幅上是50mm，在C幅面上也是50mm，如果像场能覆盖，就是装在645机器上也是50mm。这个50mm的焦距是不变的。
但是前面也说明了，焦距这个物理参数其实不直观，我们更多时候对焦距的感受是视角。而视角就不仅仅是物理焦距决定的，还和成像元件的尺寸有关。
同样50mm镜头在全画幅感光元件上成像画面是对角线视角46度。
但是如果这个感光元件小一些，那么实际上最后成像的范围变窄了。
50mm镜头如果在C幅面感光元件上，就只有中央区域被采集了图像，其直观感受就是画面变窄了，就如同全画幅80mm镜头的视角了。这个就是所谓的等效了。
所以等效的基本概念，是在不同感光元件上成像画面视角等效于全画幅多长焦距镜头的视角。
这个倍数和感光元件对角线长度与全画幅感光元件对角线长度倍数相同。
比如尼康/索尼的C幅面机器，有一个等效倍数是1.5，而佳能是1.6。
主要原因是最初两者其C幅面感光元件的尺寸略有差异。
佳能的C幅面相机感光元件对角线长度是26.8mm，而尼康索尼的是28.4.对比全幅标准对角线长度是43.3.所以才出现了一个1.6倍，一个1.5倍系数。
