为什么光圈数字大小,和光圈实际值相反?

我个人的观点是采用倒数光圈标识是一种历史的偶然,只是用的人多了,才成为今天的标准。

数值上的反直觉是真实存在的,不然为什么几乎每个摄影新人都会想不通这个问题,没有必要合理化这种情况

假设我们回退到某个时间点重新开始,另一条世界线里的光圈标识可能就变成数字越大,进光量越大了。

以上就是我个人的观点和答案,分割线下面只是最近在读的一本书中关于光圈参数演化的一段介绍衍生出的一些内容,并不能从事实层面证明我的答案。


最早人们甚至直接采用光圈的物理大小去描述系统的孔径。孔径越大、进光量越大,进而画面越亮这个推理链条实际上是非常直观的。但不直观的是焦距对照度的影响,这一部分留待用户“自行体会”的话,还是挺有门槛的。因此这套直接用孔径大小描述的光圈参数系统几乎没有流传下来。

之后大约在1880年人们注意到镜头的速度(镜头照度越高,快门时间越短,所以“快”等同于“亮”,以前的“高速镜头”就是今天的“大光圈镜头”)与边缘光线孔径角 u' 相关,准确地说照度与 sin^2{u'} 正相关。这个数值非常接近入瞳直径的一半与焦距的比值:

\sin u'\approx \tan u' \approx \frac{EPD}{2f}\\

通光孔径的学名是入瞳直径

但是在这里出现了缺乏必然性的一步,因为人们并没有定义:

FNO_{alter}=\frac{EPD}{f}=2\cdot\sin u'\\而是定义以下参数去描述镜头的孔径:

FNO=\frac{f}{EPD}=\frac{1}{2\cdot\sin u'}\\也正是这一取倒数造成了光圈数值越大,照度反而越低的现状。

一种常见的解释是对大多数镜头来说 FNO_{alter} 会是一个小数,1/4或者1/64写起来不方便。但是我认为这种说法并不靠谱,从后面截图中就可以看到乘上一个固定值缩放参数是“常规操作”,1/4和1/64不方便,缩放成16和1也可以。

假使后文中Paul Rudolph提出的光圈系统或者类似的系统流传下来,那么今天的光圈数字就会是数值越大,照度越高了。比如按照他的第二套系统,F1.4会变成F1275,F4会变成F156……数值越大,照度越高,画面越亮。

FNO_{alter} 可能真的就是运气不好,没有成为当时人们[1]的普遍选择,于是我们今天都要用这套反直觉的系统……

最后贴一段《A History of the Photographic Lens》中对光圈系统演化的原文,理论书看多了看看历史也挺好的:

出自《A History of the Photographic Lens》
出自《A History of the Photographic Lens》

编辑于 2026-06-13 · 著作权归作者所有
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