画幅相机焦距

石昌武：画幅大小与镜头焦距的等效关系 —为什么镜头焦距在小画幅相机上要乘以系数？

很多初学者对这个等效系数关系搞不懂？书上说的还有些弄不明白这是为什么？若你是个刚学摄影，相机、镜头才接触到，...

很多初学者对这个等效系数关系搞不懂？书上说的还有些弄不明白这是为什么？若你是个刚学摄影，相机、镜头才接触到，一下讲这个问题，是很难接受搞懂它。只有通过拍摄，体会到相机镜头的焦距会使画面景物发生变化，再从实践中知道什么相机是“全画幅”，什么叫“半画幅”，再讲这种等效关系，可能才会从原理上搞懂它。

首先讲讲相机的“画幅”。摄影是靠成像才能印出或放大出照片，这应该是知道的。成像在哪里？在胶片时代大家都知道是胶卷，在相机中通过曝光在胶片上成像，再通过冲洗胶卷得到底片。胶片有大有小，听说过有135胶卷和120胶卷吧，这就是成像的底片面积的大小。使用的相机就有135小型相机和120中型相机（特殊的大型相机，如照像馆的大座机或外拍的专业大型相机，使用的单张大底片，这里就暂不讲）这是过去胶片摄影的方法。这里就拿135相机的画幅来说，135胶片规格就是35mm底片（如图1）拍摄出成像面积为36mm×24mm。（长宽比3:2）

图1、135胶片规格就是35mm底片，（面积为36mm×24mm）

步入21世纪，相机逐渐数码化，胶卷被电子传感器所替代（CCD、CMOS）那时生产的数码相机电子传感器都很小，数码单反相机到2007年时，大多数都使用小于35mm规格的传感器，只有23mm×15mm左右。因为传感器越小越便宜，工艺处理也相对简单。到了2008年起，佳能、尼康、索尼终于纷纷推出了自己的第一台35mm（面积为36mm×24mm）的全画幅尺寸数码单反相机。既然电子传感器面积达到36mm×24mm，与过去胶片时代的35mm底片一样大，就称之为“全画幅”数码相机。那么之前使用小于35mm传感器的单反相机就简为“半画幅”。这里要特加说明的是，各个品牌商家所生产的“半画幅”电子传感器的规格均不统一，如尼康相机传感器面积为：36.6mm×15.8mm，称为DX画幅，而佳能相机传感器面积为：22.3mm×14.9mm，叫APS-C画幅。其他品牌还有4/3英寸、1/7英寸画幅的，大小各不一。（见图2）

图2-1、不同相机的传感器面积大小示意图。

图2-2、不同相机的传感器面积大小。

以上简述了相机成像面积的发展过程及数码相机成像面积的现状。毫无凝问，成像面积越大的传感器能够带来更好的画质。单位面积大，放大就会更清晰、细腻，噪点控制也就会更好。

第二谈淡相机镜头焦距。摄影发展至今才180年的历史，135小型相机的胶卷是1934年问世，也有80多年，为相机配套的各种焦距镜头至今可以说应有尽有，不仅是定焦还是变焦都较齐全。什么是镜头焦距？焦距是一个光学术语，指透镜中心到焦点的距离。摄影镜头是由透镜组成的，因此也有焦距，即镜头光学后主点到焦点的距离。这对摄影人来说知道也意义不大。摄影人只要感性认识到我们每次拍摄，对摄影焦距都有关，都会用到焦距。那么到底什么是摄影焦距？它又对照片起到什么影响呢？在摄影中，焦距的本质作用是决定了镜头的拍摄视角，即能够拍到多大范围内的画面。我们习惯上都以最常见的35mm相机为基准。镜头焦距根据视角由宽到窄，也就是从广角到中长焦。焦距数字越小视角越广，焦距数字越大视角越窄，成中长焦到望远镜头。（如图3）

图3、镜头的拍摄视角。

从图中可以看到，15mm镜头的视角为180度，即可以拍摄到镜头前方180度范围内的画面。50mm镜头的视角为46度，基本接近人眼的可视角度，因此50mm镜头拍摄的画面最接近人眼看到的样子，所以也被称为标准镜头。需要强调的是，此图中的对应关系是以35mm相机的成像面积为36mm×24mm的全画幅作为基准的。

镜头的焦距确定后，这个标准则不会再改变。如果使用其他画幅相机，如小于全画幅的DX或APS-C画幅（以后均统一称为APS-C画幅，平常称为“半画幅”），还有大于全画幅面积的大画幅传感器，则对应关系也会随之改变。习惯上我们会用焦距乘系数将实际焦距换算为等效35mm（全画幅）焦距。这样说可能还是捋不清楚，那么用实例来加以理解：

如我们将相同镜头，尼康AF-S Nikkor 50mm f/1.8G(135mm全画幅镜头）分别安装在尼康D750（全画幅）和尼康D5500（APS-C）相机上（图4），拍摄距离不变，拍出的照片有何不同呢？（见图5）

图4、两台不同画幅相机

图5、红框-尼康D750(全画幅)，黄框-尼康D5500所拍画面。

显然，APS-C（DX）画幅相机拍出的照片出现了“裁切”现象，放大了画面。黑框是50mm焦段所拍，那么红画面已不是50mm焦距的视角，已变成了50×1.5＝75mm焦段所拍出的画面。由准标准视角变成了中焦镜头视角。因此，APS-C机身及其他相机的传感器大小，需配合对应镜头，都要乘以系数，这个系数是根据相机传感器面积大小不同而得出来的（见图6）

图6、不同传感器面积的成像及所需乘的系数。

这里还要说明的是，在2008年之前，数码相机还没生产出“全画幅”时，各商家已为APS-C画幅生产出很多配套的专用镜头，这些APS-C镜头除了在结构、镀膜等，针对传感器进行设计之外，成像范围大小也刚好符合APS-C画幅要求。当然.过去生产的胶片“全画幅”镜头也都可在APS-C画幅机身上用。只是实际镜头焦距×焦距转换系数=等效焦距。如APS-C画幅镜头18—200mm称为一头走天下的镜头，就要乘以一个1.5系数，等于27mm—300mm的等效焦距、200mm镜头×1.5系数成为300mm、300mm镜头可成为4500mm，难怪一些喜爱拍鸟的爱好者，会使用尼康D500、D7200、佳能EOS 7D Mark II的顶级APS-C机身，专用来拍长焦打鸟和动物生态摄影。但APS-C画幅的专用镜头不好用在“全画幅”机身上。（见图7）

图7、将APS画幅镜头安装在全画幅机身上，用18mm端拍出的效果。

我们最好遵循“全画幅机身配全画幅镜头”或“APS-C机身配APS-C镜头”的搭配方式，以达到最佳成像效果。

搞清了相机传感器面积大小与镜头焦距的等效关系及乘以的系数，我们就知道其原理，在非“全画幅”相机上拍摄使用的焦段，会等同达到什么画面效果。