单反数码相机摄影无需忌讳衍射极限光圈

1、单反数码相机摄影不必忌讳衍射极限光圈（原创）作者 翁移山因为数码相机有一个衍射极限光圈，大家在使用时心里老是惦记着它，从此不敢再用小光圈了。写这篇文章的目的，是告诉大家，小光圈还是可以放心用的。现在网络上对衍射极限光圈也讨论得火热，主要针对数码相机大像素与多像素的优劣，争论的文章都是泛泛而谈，拍几张照片放大到100%来比较（把照片放大到100%来看恐怕没几个人，多数是挑选相机或镜头的人），这种比较因人的个体差异性和主观性，也难说清那张清晰那张模糊。到目前为止，我还没有看见一篇定量分析的文章来说明此问题。在此借中关村在线论坛的平台，再对此问题做一个定量分析。首先还是谈景深，景深是怎样形成的，看下

2、图：图1 景深的形成及景深与光圈的关系物平面上的一个点，通过镜头对焦（物平面也叫对焦平面），在像平面成像一个点。物平面前移（向镜头移动），像点就在像平面后了，这时像平面上形成的是一个圆；同理，物平面后移（远离镜头移动），像点就在像平面前，像平面上形成的也是一个圆。这个圆我们叫弥散圆，如果弥散圆在一定尺寸内，我们认为是清晰的，那么这个弥散圆称为容许弥散圆，其直径叫容许弥散圆直径。35mm相机（全画幅24mmX36mm）的容许弥散圆规定是根据银盐相机时代，从胶片到照片，最终在照片上体现容许程度。底片放大为5x7英寸的照片，观察距离为2530cm，人眼的最高分辩率为1，这样再倒推回去，容许弥散圆直径

3、大约是底片（全画幅24mmX36mm）对角线长度的1/10001/1500左右，我们取中间值1/1250计算：=（24²+36²）½ ÷1250=0.035mm佳能6D一个像素的长或宽是6.54m=0.00654mm，那么一个容许弥散圆的直径占据几个像素呢？0.035mm÷0.00654mm=5.35个（像素） 图2 一个容许弥散圆面积占据约25个像素直径占5个像素，一个容许弥散圆面积占据约25个像素（图2）。话句话说，小于25个像素的圆，我们都是能够容许的，我们还是认为是一个点。佳能6D是2020万像素，除以25 等于80.8万，人眼大约10

4、0万像素的又一算法（扯远了，原谅）。那么，衍射极限光圈下的爱里斑是多大呢？衍射极限光圈DLA=p/(1.22)是根据像素尺寸p推出的，所以一个爱里斑的大小就是一个像素的尺寸大小。根据瑞利判据，两个爱里斑中心的距离等于爱里斑半径的时候，刚好可以分辨。 图3 两个爱里斑可以分辨的瑞利判据 图4 衍射极限光圈下的两个刚好分辨的爱里斑占据2个像素就是说两个爱里斑的横向大小为3倍半径（即3r）(如图3），大约占据1.5个像素（横向）；纵向上还是一个爱里斑的大小。这样估计衍射极限光圈下的两个刚好分辨的爱里斑占据2个像素（图4）。当然，如果光圈比衍射极限光圈大，爱里斑就比像素还小，那么成像就很清晰。结论已经

5、出来了，一个容许弥散圆面积占据约25个像素，衍射极限光圈下的两个刚好分辨的爱里斑占据2个像素。当然随着光圈的缩小，爱里斑还会增大。具体计算一下：佳能6D 衍射极限光圈DLA=f/10.5，爱里斑直径 d=p=DLA×1.22=10.5×1.22×5105×104=6.54m如图4，爱里斑大小等于像素大小。如果光圈取为A=f/16，一个爱里斑的直径 D=16×1.22×5105×104=9.95m图5 佳能6D 光圈f/16时的两个刚好分辨的爱里斑两个刚好分辨的爱里斑横向尺寸 9.95÷2×3=14.9m，

6、纵向上已经1个多像素，横向上2个多像素，要用去约6个像素。当光圈为f/16时，衍射所造成的影响远小于眼睛的分辨率，所以可以大胆使用这级光圈。如果光圈取为A=f/22，一个爱里斑的直径 D=22×1.22×5105×104=13.7m图5 佳能6D 光圈f/22时的两个刚好分辨的爱里斑占据约12个像素两个刚好分辨的爱里斑 13.7÷2×3=20.55m，纵向上已经2个多像素，横向上3个多像素，要用去约12个像素。这也小于容许弥散圆占据的像素。光圈收缩到22，也不足以影响到我们的视觉分辨，大多数镜头都能达到22的光圈值，所以也是可以大胆使用的。当光

7、圈为收缩到什么程度，爱里斑才会真的影响视觉呢？我们假设两个刚好分辨的爱里斑尺寸与容许弥散圆尺寸相当时，就会出现视觉模糊。D×32=5pD=5p×23=5×6.54×23=21.8mA=D/1.22=35D爱里斑直径，p像素尺寸，光波波长，A光圈值。当光圈收缩到f/35时，衍射就会使图像模糊了。图6 佳能6D 光圈f/35时的两个刚好分辨的爱里斑我们再看小光圈获得的景深，以F=70mm焦距的镜头，对焦平面在10m处为例： 镜头焦距 光圈 近交点 焦点 远焦点 景深70mm f/10 6.2m 10m 25.8m 19.62m70mm f/16 5.0m 10m 366.7m 361.7m70mm f/22 4.2m 10m 无限远 无限从上表可以看出光圈总是用在f