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等效焦距及其与实际焦距的性能对比分析

作者泰然

一、全画幅与APS-C画幅感光元件

全画幅：

传统的135照相机胶卷宽度（包括齿孔部分）尺寸为35mm，感光面积为36

×24mm，宽高比是3：2。全画幅是指图像感光元件的面积、长宽比与传统135

胶片同样大小。见图1采用全画幅图像感光元件的相机，被称为全画幅相机。

例如尼康的D800，佳能的5DMarkIII.

图1

APS-C：

APS(AdvancePhotoSystem)胶片系统。于1996年开发问世。定位于业余消

费市场，使得拍摄设备更加便携。它设计了三种底片画幅(C、H、P)，

C型的感光面积长宽比为3:2(24.9×16.6mm)，H型的感光面积长宽比为

16:9(30.3×16.6mm)；P型的感光面积长宽比例为3:1(30.3×10.1mm)。

使用APS规格感光尺寸的相机，被简称为APS画幅相机。

数码照相机借用了这一标准，尼康的D90，佳能的500D等系列机型，把接

近C尺寸的23.6×15.8mm和22.3×14.9mm的图像感光元件尺寸定义为APS-C

画幅。

而EOS-1D和1DMARKII、1DMARKIII一类的旗舰机型则采用APS-H，图

像感光元件的满画幅尺寸为28.7×19.1mm。

二、等效焦距的含义

从图1中可以看出，APS的感光区域比全画幅小，APS只相当于在全

幅画面中取了一部分。见图2

图2

同时可以看出，APS画幅相机的感光元件需要比全画幅相机距离镜头光心更

近，或者说焦距更短。因此有等效焦距=K×镜头实际焦距。即所谓等效焦距概

念。K是焦距转换系数。

三、等效焦距与实际焦距在性能对比分析

那么等效焦距是否能完全等同于实际焦距？或者有什么不同呢？我们举例

进行逐一分析：

在这里我们选择佳能5DMarkIII.全画幅相机装50mm定焦镜头，拍摄一个距

离镜头5.0米的物象。假定物象通过镜头形成的映像在图像感光元件长度方向上

满画幅。我们另外选择APS-C画幅佳能50D相机做下列几方面的对比分析：

1.如果APS-C画幅相机上，在相同距离上拍摄同一物象，要形成在宽度方

向上满画幅的映像。镜头的焦距是多少。

2.焦距转换系数。

3.两者在同样光圈情况下，景深的对比。

图3

分析：

光学中有物象公式:1/f=1/u+1/v（式中：f--焦距，u--物距，v--像距）。

在图3中可以看出，同一物象到镜头的距离都是5.0米(u=5000mm).两个

镜头的视角是相同的，α1=α2.

根据相似三角形可比原理，有v1/v2=36mm(全画幅尺寸)/22.3mm

(APS-C尺寸)。

通过物象公式，得到v1=50.5mm.。

v2=v1×22.3mm/36mm=31.3mm.

再代入物距公式后得到：f2=1/(1/5000+1/31.3)=31mm.

通过上述计算，证实当佳能APS-C相机获得全幅同样视场角，需要用

31mm实际焦距镜头来等效全幅机上装50mm镜头的拍摄视场角。

2.等效系数=等效焦距/实际焦距，例子中可以计算出，佳能APS-C

的等效系数=50mm/31mm=1.61.同样方法计算出，尼康的等效系数是

1.51。其系列的APS机型，可以根据APS图像感光元件的尺寸用上述方

法计算得到。

3.景深方面的比较：

在光学上有景深计算公式：