数码相机衍射极限光圈

数码相机参数介绍及选购指南对于数码照相机这种产品，许多人并不太熟悉，很容易就受到商家的误导，为此笔者凭着自己一点微薄的知识写下这篇文章，希望能给初购机的消费者带来一点帮助。

篇幅所限，未能结合数码单反DSLR、全幅CCD、4/3系统等多方面的知识，仅针对了目前市场上主流的数码相机，文中错漏之处难免，还忘大家多多包涵。

对于大部分普通消费者而言，数码照相机（Digital Camera）是一种全新的电子产品，其本身充满了高科技味道，加之部分商家不负责任的宣传，给大家带来不少的误导和疑惑。

其实数码相机不外乎也是照相机，只不过部分结构对于传统的相机来说有些不同而已，下面就给大家一一道来：我们先来重温一下中学物理的凸透镜成像原理，这是所有照相机都遵循的。

（说明：在中学物理中，上图A点叫做光心，B点叫做主焦点，C点事实上是成像单元，D 为被摄物，E为成像；被摄物到A点距离称之为物距，AB点间距离称之为焦距，AC点间距离为像距；当物距大于2倍焦距的时候，成缩小的倒立成像。

事实上，在照相机的原理中，A点是一个理想化的凸透镜，现实上表现为照相机的镜头，包容了ABCE的外框在原理上是一个不透光的盒子，现实上表现为照相机的机身，这些方面数码相机与传统照相机毫无二致；唯一的区别来自于最后的成像单元C。

传统照相机[以最普及的135系统为例，下同]的成像单元使用的是35mm胶片，也就是平常我们看到的胶卷；而数码照相机的成像单元使用的是超大规模集成的CCD电路。

就是因为这个变化，使得数码相机在使用和性能方面不同于传统的135相机，而且这些影响多数是消极的。

）一、 CCD电路面积的影响。

也许大家经常在许多媒体和商家的广告中看到一些广告词：“x百万像素数码相机仅售xxx 元！”。

潜移默化中，许多人就已经有了一个概念：这个百万像素就代表着相机的档次，买相机的时候能买得起500万像素的就坚决不买400万像素的。

其实这种认识很片面，相机的档次与所使用的镜头和提供的各方面性能关系密切，而像素，只是重要性次于CCD面积的一个参数罢了，抛开其他方面不提，单从CCD电路方面去看，像素大小只影响最终得到的照片的分辨率，而CCD的面积才是对画质有决定性影响的参数。

摄影技术——光圈与快门、景深无论传统相机还是数码相机，都有光圈、快门、ISO（感光度）、聚焦与取景装置。

每次进行拍摄都与这些装置有关联，了解这些装置的含义、性能与使用设定，是摄影最重要也是最基础的知识。

一、光圈1. 含义：光圈又称为镜头的“相对口径”，通常是由若干金属薄片组成，位于镜头内，可调节进光孔的大小。

2. 光圈的大小用光圈系数f表示，通常有：1、1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22、32等。

光圈系数f的计算公式为：f=镜头焦距÷光孔直径。

3. 光圈系数与光孔大小的关系：光圈系数越小，光孔越大；反之则小。

即光圈系数与光孔大小成反比关系。

4. 光圈的作用：✧①控制进光量（好比你家的窗户，如果窗户越大，那么你家的采光也就越好，而光圈就相当你家的窗帘，你可以拉上一部分让房间暗一点。

）；✧②最厉害的用途：控制景深（单反相机的最大的优势就是可以用大光圈的镜头来造成背景的虚化，光圈越大，背景越虚化，景深越小；光圈越小，背景越清，景深越大）。

✧③制造光芒。

（用小光圈可以制造闪耀的光芒）二、快门1. 含义：快门就是用控制时间长短来调节光线进入相机感光元件的装置。

现代数码相机液晶显示屏上显示的是实际的快门速度，如1/2、1/30、1/60、1/125、1/250、1/1000等。

对于需要1/30秒以上时长的快门，简称为慢门。

2. 快门的作用：✧①控制进时间（与光圈配合，解决曝光量的需要）；✧②凝固速度（可以将运动中的物体清晰地瞬间凝固住 比如正在比赛中的运动员、比如漫天的飞雪、比如正在飞扬起的水珠）,在正确曝光的情况下（即快门与光圈的配合），快门速度慢的，影像模糊、有残影，反之则清晰。

✧③增加进光量；（相对低的ISO下能取得正确的曝光）✧④表现速度或意境。

（在风景拍摄中也有很多用慢速快们让水流或者瀑布成为烟雾状来表现意境和氛围，可将夜幕下的车灯拉成线状）。

三、ISO（感光度）1. 含义：ISO就是相机的感光度，又称“相当感光度”。

单反相机的特点和优缺点•单镜头反光取景器的最大优点是没有取景视差（这是同轴取景器的共同优点）。

•采用单反取景器的相机可以很方便地更换镜头（这也是同轴取景器的共同优点）。

•因为镜头要做成可更换的，就不便采用镜间快门，所以现代单反相机都采用焦平面快门（这是可更换镜头相机的共同特点）。

焦平面快门可获得比镜间快门更短的曝光时间，但在拍摄高速运动物体时会产生崎变（这是采用焦平面快门相机的共同优缺点）。

•由于现代单反相机中有可以翻转的反光板、用来改变取景器中成像方向的五棱镜（或五面镜），单反相机的成本较高，体积和重量都比较大（这是单反相机特有的缺点）。

•由于要更换镜头，镜头的法兰距必须是固定的。

为了有固定的法兰距，除标准镜头外，在长焦、短焦、变焦镜头中都必须采用使焦点前移或后移的措施，这会增加成本和使成像质量下降（这是可更换镜头相机的共同缺点）。

•反光镜高速翻转，使用日久可能会产生位置变化，使聚集变差（这是单反相机特有的缺点）。

•反光镜高速翻转时的振动和噪声较大。

在曝光时间长的时候，对成像质量影响很大，用三脚架也难以完全消除（这是单反相机特有的缺点）。

部分单反相机中用“反光板预升”来克服这一缺点。

•与旁轴相机相比较，由于反光镜的翻转需要一定的时间，会使拍摄产生时滞；在取景时，光圈需要开到最大以获得足够的亮度，而在拍摄时光圈要收缩到设定值，这也需要占用一点时间。

但与电子取景的相机相比较，单反相机的时滞又算很小的了。

•数码单反相机一般采用相位差自动聚焦装置，它能使聚焦动作一步到位，不需要象普通数码相机那样反复前后移动镜头（拉风箱），聚集速度比一般数码相机快得多。

•由于单反相机的体积较大，数码单反相机中采用了较大的CCD或CMOS感光元件，相比一般小型DC相机具有较高的成像质量（这是采用大感光元件的数码相机的共同优点）。

•机身体积较小，向卡片相机靠拢。

•CMOS感光器件比普通卡片相机大，部分达到APS-C尺寸。

•没有光学取景器，靠液晶屏或电子取景器取景。

xx--遗梦千寻(60)11:43:55上午EOS 50D——f/7.6EOS 450D——f/8.4EOS 1000D——f/9.3EOS 400D——f/9.3EOS 40D——f/9.3EOS 30D——f/10.3EOS 20D——f/10.3EOS 5D Mark II——f/10.3EOS 1DS Mark III——f/10.3EOS350D——f/10.4EOS 1D Mark III——f/ 11.4EOS 1DS Mark II——f/ 11.6EOS 300D——f/11.8EOS 10D——f/11.8EOS 1D Mark II N——f/ 12.7EOS 1D Mark II——f/ 12.7EOS 5D——f/13.2xx--遗梦千寻(60)11:44:54上午镜头衍射光圈xx--遗梦千寻(60)11:45:07上午不是镜头决定的xx--遗梦千寻(60)11:45:18上午是像素密度决定的xx--遗梦千寻(60)11:45:47上午光的衍射（Diffraction）指光在传播路径中，遇到障碍物或小孔（狭缝）时，偏离直线绕过障碍物继续传播的现象。

光经过圆形口径后成像，并不会汇聚成绝对的点，而是形成明暗相间，距离不等的同心圆光斑，其中中央斑最大，集中了84%的能量，可以看作衍射扩散的主要部分，被称为Airy Disc（爱里斑）。

衍射极限（Diffraction Limit）是指不考虑光学系统几何像差，一个完美光学系统的分辨率仅受衍射（光波波长）限制的情况。

Rayleigh判据：如果两个相邻点形成的Airy Disc的角距离小于一个Airy Disc角距离时，这两个点无法分辨。

翻译成人话就是如果两成像点（其实是两个斑点）混到一块的时候，自然就分不清了。

因此对于光圈为圆形或类圆形的镜头，其衍射极限分辨率就是Airy Disc的直径。

xx--遗梦千寻(60)11:46:25上午是小于这个光圈值，成像质量会打折扣，越小越明显xx--遗梦千寻(60)11:47:07上午如果加上镜头本身在小光圈时分辨率下降，这个折扣就更大了xx-水木清蓝(6)11:48:33上午老师，那60D呢xx--遗梦千寻(60) 11:48:52上午60D在5.6所以这块CMOS表现并不算好尤其上小光圈镜头对微距摄影影响更大微距时经常要收到11xx--遗梦千寻(60)11:51:12上午这个时候镜头衍射对像质影响已经很大了xx--遗梦千寻(60)11:53:40上午除了信噪比，镜头的衍射对数码相机像素的提升也具有非常大的制约作用。

手机、数码相机参数设置中F、EV、ISO、S、WB、HDR、AF、测光模式的含义一、FF表示光圈，后面跟的数字越小，光圈越大（反比）。

大光圈（如f/1.4、f/1.8、f/2.8等等）进光量多，在暗处能使照片变亮，也可以配合快快门将飞快移动的物体“凝固”下来（比如鸟、飞机、运动员），还可以拍人物特写，背景虚化那种。

小光圈配合慢快门，可以拍摄流水、星轨、车轨等，也可以拍摄光芒。

二、EVEV即曝光补偿，增加或减小曝光量。

在拍摄过程中，有些被摄物体过亮或过暗时，可能要用到EV进行调整。

比如：在典型欠曝场景（物体亮部的区域较多，如逆光、强光下的水面、雪景、日出日落场景等）使用EV+，在典型过曝场景（物体暗部的区域较多，如密林、阴影中物体、黑色物体的特写等）使用EV-。

简单通俗地说就是“白加黑减、亮加暗减”减小EV值，EV值每减小1.0，相当于摄入的光线量减小一倍。

上图红框中为数值设定的滑动条，EV的设定数值从-4.0~+4.0，这个数值围还是比较宽的，大家可以根据具体情况进行设定。

三、ISOISO是CCD的感光度，ISO越高同样曝光时间下照片亮度越大，但是会降低画质。

后面跟的数字越小，感光度越低，反之越高（正比）。

感光度低拍的画面清晰，感光度高拍的画面有很多噪点。

ISO，为照片“增添亮泽”。

ISO的高低代表了在相同EV曝光值时，选择更高的ISO感光度，在光圈不变的情况下能够使用更快的快门速度获得同样的曝光量。

一般情况下，高ISO 值可以弥补光线的不足，ISO值越高，相片的亮度就越高。

ISO是感光度设定，华为手机的ISO从有自动，还有具体的数值可以设定，在50~3200之间进行设定。

如图：两照片是在相同环境下拍摄，只调整了ISO，其它参数不动当你点击ISO按键时，出现上面的滑动条，滑动条上面有具体的设定参数，AUTO是自动，也是最常用的。

其它为具体数值，你左右滑动可以设定具体的ISO参数。

上面的两图，左侧是设定在ISO50时的亮度，右侧是设定在ISO250时的亮度，通过这两图大家就知道ISO数值越高照片的亮度也越高，但在弱光线的环境下拍摄时，ISO越高噪点也会越高。

衍射极限
公式是sinθ=1.22λ/D。

其中θ是角分辨率，λ是波长，D是入瞳直径。

当θ很小时，sinθ约等于θ，约等于d/f，其中d是最小分辨尺寸，f是焦距。

推导出d/f=1.22λ/D。

A=d/（1.22λ）。

A是光圈f/D值。

当d等于成像元件像素点尺寸p时，A就是衍射极限光圈。

DLA=p/（1.22λ），也就是：衍射极限光圈=像素尺寸/（1.22x光波波长）
因为一般光学系统的口径都是圆形，夫朗和费衍射像就是所谓的艾里斑。

这样每个物点的像就是一个弥散斑，两个弥散斑靠近后就不好区分，这样就限制了系统的分辨率，这个斑越大，分辨率越低。

这个限制是物理光学的限制，是光的衍射造成的。

点列图是指在几何光学的成像过程中，由一点发出的许多条光线经光学系统成像后，由于像差的存在，使其与像面的交点不再集中于一点，而是形成一个分布在一定范围内的弥散图形。

在点列图中利用这些点的密集程度来衡量光学系统的成像质量的方法称之为点列图法。

利用点列图法来评价照相物镜等的成像质量时，通常是利用集中30%以上的点或光线所构成的图形区域作为其实际有效弥散斑，弥散斑直径的倒数为系统的分辨率。

这个分辨率是由几何光学的像差限制的，没有考虑衍射效应。

相机常用光圈值及应用相机的光圈值是指光圈的大小，通常用F数来表示。

F数是光圈的口径与焦距的比值，也就是光圈的直径与焦距的比值。

常见的光圈值有F1.4、F2.0、F2.8、F4.0、F5.6、F8.0等。

不同的光圈值对应不同的光圈大小，也会对照片的曝光和景深产生不同的影响。

光圈的主要作用之一是控制曝光。

光圈越大，进入相机的光线量就越多，曝光时间就可以缩短，反之，光圈越小，进入相机的光线量就越少，曝光时间就会相应延长。

因此，当光线较暗时，可以开大光圈来增加进光量，保证照片的曝光正常。

而在光线充足的情况下，可以开小光圈来减少进光量，防止照片过曝。

除了控制曝光，光圈还会影响到照片的景深。

景深是指照片中被摄物体前后的焦点区域。

光圈越大，景深就越浅，被摄物体前后焦点区域的模糊程度也就越大。

这种效果常被用于人物摄影或者特写摄影，使被摄物体突出于背景，营造出柔和的氛围。

而光圈越小，景深就越深，被摄物体前后焦点区域的模糊程度减小，整个景物更加清晰，适用于风景摄影等需要清晰度较高的场景。

在实际应用中，不同的光圈值对应了不同的拍摄场景和需求。

F1.4是光圈的最大值，适合在光线较暗的环境下使用，可以增加进光量，保证照片的曝光正常。

此外，F1.4的光圈大小可以创造出浅景深的效果，使被摄物体突出于背景。

因此，F1.4常用于人物摄影、夜景摄影等需要突出被摄物体和表现柔和氛围的场景。

F2.0相比F1.4稍微小了一些，同样适合在光线较暗的环境下使用。

F2.0的光圈大小也能够创造出不错的浅景深效果，适用于人像摄影、特写摄影等需要突出被摄物体的情况。

F2.8是光圈的中间值，能够在光线较暗的环境下保持较好的曝光，并有一定的景深，可以保证被摄物体和背景都比较清晰。

F2.8也是许多镜头的默认最大光圈值，是很多摄影师日常使用的光圈之一。

F4.0和F5.6的光圈大小适中，能够在较为明亮的环境下保持较好的曝光，并有适中的景深。

这两个光圈值广泛应用于许多摄影场景，比如街头摄影、风景摄影等。

相机的光圈和快门有什么作用为大家精心推荐相机各个参数的作用，希望能够对您有所帮助。

相机的光圈作用光圈英文名称为Aperture，它是用来控制透过镜头进入机身内感光面的光量，是镜头的一个极其重要的指标参数，光圈通常在镜头内。

它的大小决定着通过镜头进入感光元件的光线的多少，通常我们用F值来表达光圈的大小。

而快门是控制照相机曝光时间的机件，快门速度单位是“秒”。

常见的快门速度有：1 1/2 1/4 1/8 1/15 1/30 1/60 1/125 1/250 1/500 1/1000 1/2000等。

光圈特性(一)：控制进光量光圈作为相机镜头内的一个元件，它的作用是控制透过镜头进入机身内感光元件的光量，所以光圈的一大功能就是控制进光量的多少。

一般来说完整的光圈值系列如下：f1.0，f1.4，f2.0，f2.8，f4.0，f5.6，f8.0，f11，f16，f22，f32，f44，f64。

我们可以通过一张简单的示意图来说明不同数值的光圈和它孔径大小的关系。

这里值得一提的是光圈 f 值越小，通光孔径越大，在同一单位时间内的进光量便越多，光圈 f 值越大，通光孔径越小，在同一单位时间内的进光量便越少，而且上一级的进光量刚好是下一级的两倍，例如光圈从F8调整到5.6 ，进光量便多一倍，我们也说光圈开大了一级，F5.6的通光量是F8的两倍。

同理，F2是F8通光量的16倍，从F8调整到F2，光圈开大了四级。

对于消费型数码相机而言，光圈 f 值常常介于f2.8～f11之间。

此外许多数码相机在调整光圈时，可以做 1/3 级的调整。

光圈特性(二)：控制景深我们在使用相机进行拍摄时，调节相机镜头，使距离相机一定距离的景物清楚成像的过程，叫做对焦，那个景物所在的点，称为对焦点，因为“清楚”并不是一种绝对的概念，所以，对焦点前(靠近相机)、后一定距离内的景物的成像都可以是清楚的，这个前后范围的总和，就叫做景深，意思是只要在这个范围之内的景物，都能清楚地拍摄到，超过这个范围就不能清楚的被拍摄。

学习单反相机知识：光圈,快门,曝光,对焦学习单反相机知识：光圈，快门，曝光，对焦一．光圈光圈通常位于镜头的中央，它是一个环形可以控掣圆孔的开口大小，控制曝光时光线的亮度。

当需要大量的光线来进行曝光时，就将光圈的圆孔开大：若只需要小量光线曝光时，就将圆孔缩小，让少量的光线进入。

光圈的计算单位称为光圈值（f-number）或者称为级数（f-stop）首先我们谈谈光圈值（f-number）标准的光圈值（f-number）的编号如下：f/1, f/1.4, f/2, f/2.8,f/4, f/5.6, f/8, f/11, f/16, f/22, f/32, f/45, f/64其中f/1 是进光量最大的光圈号数，光圈值的分母越大，进光量就越小。

通常一般镜头会用到的光圈值为f/2.8 – f/22，光圈值越大的镜头，镜片的口径就越大，相对提高其制作成本跟难度。

级数（f-stop）是指相邻的两个光圈值的曝光量差距，例如f/8 跟f/11 之间相差一级，f/2 跟f/2.8 之间也是相差了一级。

依此类推，f/8 跟f/16 之间便相差了两级而f/1.4 跟f/4 之间就相差了三级。

在职业摄影圈里，基本上我们都称光圈级数为档（f-stop），例如f/8 跟f/11 之间相差了一档（1 f-stop），或是f/8 跟f/16 之间就相差了两档（2f-stop）在每一级（光圈号数或光圈值）之间，后面号数的进光量都是前面号数的一半。

例如f/5.6 的进光量只有f/4 的一半，f/16 的进光量也只有f/11 的一半，号数越后进光量越少，并且是以等比级数的方式来递减。

光圈号数与进光量的关系大光圈的镜头非常适合低光量的环境，因为它可以在微亮光的环境下，撷取更多的现场光，让我们可以用较快速的快门来拍摄，以便保持拍摄时相机的稳定度。

但是前面提到大光圈的镜头不易制作，必须要花较多金钱才可以获得。

除了考虑进光量之外，光圈的大小还跟景深有开。

数码相机入门——光圈、快门、感光度1、光圈光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，它通常是在镜头内。

表达光圈大小我们是用f值。

光圈f值=镜头的焦距/镜头口径的直径从以上的公式可知要达到相同的光圈f值，长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。

完整的光圈值系列如下:f1，f1.4，f2，f2.8，f4，f5.6，f8，f11，f16，f22，f32，f44，f64这里值得一题的是光圈f值愈小，在同一单位时间内的进光量便愈多，而且上一级的进光量刚是下一级的一倍，例如光圈从f8调整到f5.6，进光量便多一倍，我们也说光圈开大了一级。

对于消费型数码相机而言，光圈f值常常介于f2.8 - f16。

，此外许多数码相机在调整光圈时，可以做1/3级的调整。

光圈及快门优先进阶级以上的数码相机除了提供全自动(auto)模式，通常还会有光圈优先(aperture priority)、快门优先(shutter priority)两种选项，让你在某些场合可以先决定某光圈值或某快门值，然后分别搭配适合的快门或光圈，以呈现画面不同的景深(锐利度)或效果。

什么是光圈优先?什么是快门优先?光圈优先就是手动定义光圈的大小，然后利用相机的测光获取相应的快门值。

由于光圈的大小直接影响着景深，因此在平常的拍摄中此模式使用最为广泛。

在拍摄人像时，我们一般采用大光圈长焦距而达到虚化背景获取较浅景深的作用，这样可以突出主体。

同时较大的光圈，也能得到较快的快门值，从而提高手持拍摄的稳定。

在拍摄风景这一类的照片时，我们往往采用较小的光圈值，这样景深的范围比较广，可以使远处和近处的景物都清晰，同样这一点在拍摄夜景时也适用。

光圈优先在数码相机上一般用“A”来表示。

快门优先是在手动定义快门的情况下通过相机测光而获取光圈值。

快门优先多用于拍摄运动的物体上，特别是在体育运动拍摄中最常用。

很多朋友在拍摄运动物体时发现，往往拍摄出来的主体是模糊的，这多半就是因为快门的速度不够快。

焦距、光圈、ISO、快门、景深的基础知识胶片的主要参数是指胶片的感光度，用ISO值来标示（International Standards Organization的简称）。

ISO值越大，胶片/感光传感器的感光度越高，越容易暴光。

光圈相机镜头内有一组重叠的金属叶片，其所围成的孔径大小和开放的时间决定了一次成相的暴光量，也产生了相机的光圈和速度。

在暴光时间一定的情况下，光圈越大，那么胶片的暴光量就越大。

用f/数值来表示。

一般相机的光圈值有f/1.4、f/2、f/2.8、f/4、f/5.6、f/8、f/11、f/16、f/22，光圈值每向上或向下跳一格，暴光量也会相应的加倍或减半。

跟快门速度一样，光圈值是连续的，光圈每缩小一级，进光量就减少一半。

为了达到这个效果，控光装置按1.4（2的平方根）这个因数缩减光圈开启直径。

因此，光圈每缩细一级，进光量减半，这个过程是连续的，入下图所示：根据基本的光学定律，绝对的光圈大小和直径由焦距决定。

打个比方，光圈直径为25mm的100mm镜头与光圈直径为50mm的200mm效果是相等的。

在上面的例子中，如果你用焦距值除以光圈开启直径值，你会发现无论焦距是多少，计算结果衡等于1/4。

因此，把光圈表达为焦距的分数比直接用绝对光圈大小表示更加方便。

这些“相对的”光圈值叫做f值（f-numbers/f-stops）。

如果你在照相机的镜头桶上看到“1/4”，即表明该镜头的最大光圈值为f/4。

通过上面的说明，我们已经了解：每当光圈收细一级，其开启直径便缩小1.4倍。

因此，在光圈值为f/4的下一级（缩小一级）光圈值为f/4 x 1/1.4即f/5.6。

镜头光圈从f/4缩小为f/5.6表示无论当时焦距为多少，镜头进光量减半。

现在，我们可以理解镜头上光圈值的意义了：由于光圈值是焦距的分数，所以越大的f值代表越小的光圈。

快门当然主要是指快门速度。

上面已经提到了，有金属叶片的开放时间来决定。

衍射极限艾里斑分辨率全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：衍射极限艾里斑分辨率（Diffraction-limited resolution）是光学成像领域一个非常重要的概念，它代表着在理论最佳条件下，光学系统能够实现的最小分辨距离。

衍射极限艾里斑分辨率是由法国物理学家艾里斑（Joseph von Fraunhofer）提出的，他通过研究光线在开放孔径中衍射的现象，得出了衍射极限分辨率与波长和孔径大小之间的关系。

光学成像系统在进行成像时会受到衍射的影响，即光线通过光圈或孔径时会发生衍射现象，从而导致成像细节的模糊。

根据艾里斑理论，光学系统的分辨率受到波长和孔径大小的限制，即分辨率越高，波长越短，孔径越大。

当达到衍射极限艾里斑分辨率时，光学系统将不再能够准确分辨出比这个距离更小的物体细节。

在实际应用中，衍射极限艾里斑分辨率是光学系统设计和优化的重要参考依据之一。

通过精心设计光学系统的波长和孔径，可以有效提高系统的分辨率，从而获得更加清晰和精准的成像效果。

衍射极限艾里斑分辨率也在生物医学成像、天文观测等领域发挥着重要作用，帮助科研人员更好地观测和研究微小物体的结构和性质。

除了光学系统设计外，人们还通过其他优化手段来突破衍射极限艾里斑分辨率，例如超分辨成像技术。

超分辨成像技术是近年来兴起的一项前沿技术，它通过特殊的成像算法或设备，能够实现超越传统衍射极限分辨率的成像效果，提高成像的清晰度和准确度。

这种技术的出现为光学成像领域带来了革命性的变革，推动了科学研究和工程应用的进步。

在未来，随着科技的不断进步和创新，人们对于衍射极限艾里斑分辨率的研究将继续深入，优化光学系统的设计和应用，推动超分辨成像技术的发展，拓展成像领域的边界。

衍射极限艾里斑分辨率作为光学成像领域的基础理论之一，将继续发挥着重要的作用，为科学研究和工程应用提供可靠的支持。

衍射极限艾里斑分辨率是光学成像领域的重要概念之一，它代表着光学系统在最佳条件下能够实现的最小分辨距离。

摄影基础——数码相机各参数
除了拍摄图像和视频，数码相机也具有一定的控制参数来满足不同的
拍摄需求。

下面就介绍数码相机的实际控制参数，主要包括焦距、快门速度、光圈值、ISO速度和白平衡等。

一、焦距：
焦距是比较常见的控制参数，也是数码相机中最容易控制的参数。

焦
距一般表示为一个数字，它是各种镜头可调焦距的以毫米为单位的距离。

焦距越大，视野越广，可拍摄的范围就越大；而焦距越小，则视野越窄，
拍摄的范围则越小。

二、快门速度：
快门速度也称为曝光时间，即数码相机镜头百叶窗门开合的时间，一
般以秒为单位，若快门速度很高，则曝光的时间短，反之则曝光时间较长。

一般来说，快门速度越快，就越能够把快速移动的物体捕捉住，反之，则
不能捕捉。

三、光圈值：
光圈值是指镜头孔径的大小，单位是F值，若F值越大，则表示光圈
孔径越小，能够通过镜头的光量越少；而若F值越小。

摄影入门的所有基础知识第一课:数码相机光圈、快门解释及应用光圈:光圈的大小是相机镜头中控制光线的参数。

说得直白一些，光圈的大小将决定光线穿过镜头的强弱。

因此大家可以很容易地想像到，光圈越大其透过镜头投影到数码相机CCD感光器上的光线也就越强，反之则越弱。

那么它的大小也将直接影响到我们拍摄出的数码照片的成像质量。

比如在快门时间相同的情况下，光圈越大则相片越亮，假如光圈过大的话，则会出现曝光过度的情况。

无论对于传统相机还是数码相机，光圈都使用字母“f”来表示，而光圈中心孔径的大小则用相应的数值来表示，即“f＋数值”。

在使用中，值得大家注意的是，光圈的数值越小，代表光圈的孔径越大，进光量越多，反之则进光量越少。

所以，通常在拍摄时所说的“加大光圈”是指把光圈的数值调小，将光孔加大的意思。

比如从f5．6调大一级到f4、或更大一级的f2．8等。

光圈从关闭到翻开的差别，以及使用不同光圈数值所对光圈大小产生的影响。

从图左上至右下分别是光圈处于关闭、f11、f8及f4不同状态下的光圈大小。

由此，我们也能够理解光圈越大，投影到数码相机CCD感光器上的光线也就越强的道理。

快门:在实际拍摄中，我们能够通过对快门速度的调节来实现不同的效果，比如看起来流动的“车河”或凝固的水滴等，它们便分别是使用慢速快门和高（快）速快门来实现的。

当然，在使用时还要注意快门与光圈的合理配合，这点我们以后将要向大家重点引见的。

下面讲一下在实际应用中应该如何协调它们之间的关系来更好地达到照片景深,在上面一段中我们提到了“景深”的概念，在拍摄中合理地利用景深的效果可以为我们拍摄的照片起到不可轻视的作用，因为它可以更加突出你所要拍摄的对象。

景深是指在一次镜头聚焦调节中，所成影像最远部分和最近部分之间的距离，而这部分画面应该具有可以接受的清晰细节。

在实际操作中光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大。

此外，景深还有两个重要的效应：1、微距拍摄时的景深比被摄体在较远的位置的时候要小；2、假如在光圈和景物距离都不异的情况下，镜头的焦距越长，得到的景深越小。

使用数码相机延时摄影的技巧研究作者：沈琳祺来源：《文艺生活·文海艺苑》2012年第06期摘要：延时摄影是一种采用延时装置对被摄体运动过程以一种较低的帧率拍下一定数量的图像或者视频，并将其串联起来用正常或者较快的速率进行画面播放，最终得到一个动态视频的摄影技巧。

在一段延时摄影视频中，物体缓慢变化的过程被压缩到一个较短的时间内，呈现出平时用肉眼无法察觉的奇异精彩的景象。

关键词：延时摄影；摄影技巧；视频闪烁；动态模糊中图分类号：J404 文献标识码：Ａ文章编号：1005-5312（2012）18-0046-01一、什么是延时摄影延时摄影是一种采用延时装置对被摄体运动过程以一种较低的帧率拍下一定数量的图像或者视频，并将其串联起来用正常或者较快的速率进行画面播放，最终得到一个动态视频的摄影技巧。

延时摄影拍摄内容通常包括：自然风光、天文现象、生物演变，人的活动轨迹等。

在一段延时摄影视频中，物体缓慢变化的过程被压缩到一个较短的时间内，呈现出平时用肉眼无法察觉的奇异精彩的景象。

延时摄影可以认为是和高速摄影相反的一个过程。

二、使用数码相机拍摄延时摄影的优势（一）像素优势目前家用影视设备的最高清格式标准为每帧1920×1080像素，即2K级别；电影领域的35mm胶片，可以达到每帧4096×3112像素的4K级别；IMAX电影使用70mm胶片，最高可达6000×3375像素，也就是6K级别，这已经是现在商业播放的极限分辨率。

而以目前一款入门级佳能550D相机为例，其可拍摄的每帧最大画面为5184×3456像素，已经大大超过了电影领域的4K标准。

如使用目前专业级的尼康D800相机，其可拍摄的每帧最大画面更可达到7360×4912像素，已大大超过了商业播放的极限分辨率。

（二）价格优势一台4K级的数码摄像机的价格高达20万元人民币以上，普通35mm胶片的摄像机的价格也在10万人民币以上，而数码相机与之相比价格仅为1/20-1/50，相差非常悬殊。

影响数码相机拍摄品质的八个性能参数。

1、数码相机的色彩深度色彩深数也就是彩色位度，数码相机的彩色深度指标反映了数码相机能正确记录的色调有多少，色彩位数值越高，就越有可能真实地还原亮部及暗部的细节。

目前几乎所有的数码相机的色彩位数都达到了24位，可以生成真彩色的图象。

一些号称30或36位的数码相机，实际上也只有24位，目前商用级的数码相机CCD都是24位色彩位数。

这一指标目前并不是衡量数码相机的要害指标。

大家要注重，CCD是没有彩色和黑白之分的，之所以数码相机可以呈现彩色，是以为在镜头前增加了滤镜。

而在凝胶成像等科学研究仪器中都是黑白的，所以很多CCD都只有8个BIT，也就是256级灰度。

彩色的之所以可以达到24BIT，三种8BIT的颜色相乘就得到24BIT 了2、数码相机的分辨率正如传统的照片分辨率与相机所用“胶卷”有很大关系一样，数码相机所拍摄的图像的分辨率与它的“胶卷”――图像传感器有十分的关联，而其核心部件――成像光敏元件的运行直接影响到成像的分辨率。

目前使用的光敏元件有两种：一种是广泛使用的CCD（电荷耦合）元件；一种是新兴的CMOS（互补金属氧化物半导体）器件。

在相同分辨率下，CMOS比CCD便宜，但是CMOS光敏器件产生的图像质量要低一些。

CCD图像传感器由一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变为电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字相机的CCD内含的晶体管数量越多，分辨率也越高。

CCD的分辨率——“像素数”常被用作划分数码相机档次的主要依据。

虽然如此，但正如颗粒度不能完全概括胶卷的成像质量一样，分辨率也不是评价CCD质量的唯一标准。

除了CCD的分辨率，色彩深度、芯片本身的制造水平等对最终成像质量也能带来不容低估的影响。

但与数码相机其它指标相比，分辨率依然是数码相机最重要的性能指标。

数码相机拍摄图像的像素数取决于相机内CCD芯片上光敏元件的数量，当然，相机的价格也会大致成正比地增加。

衍射极限是指一个理想点物经光学系统成像，由于衍射的限制，不可能得到理想像点，而是得到一个夫朗和费衍射像。

因为一般光学系统的口径都是圆形，夫朗和费衍射像就是所谓的艾里斑。

这样每个物点的像就是一个弥散斑，两个弥散斑靠近后就不好区分，这样就限制了系统的分辨率，这个斑越大，分辨率越低。

这个限制是物理光学的限制，是光的衍射造成的。

这种衍射限制本质上来源于量子力学中的测不准关系限制。

对于给定频率的光子，当它在某个方向上的动量范围给定时，它的分辨率也就定了。

一般当一个艾里斑的中心和另一个艾里斑的边缘暗环刚好重合时，认为两个像斑刚好能够分辨（瑞利判据）。

这一现象用傅立叶分析理论可解释为：携带物体信息的入射光波的傅立叶分量中，较大的横向分量对应着高频成分，代表着物体的细节部分；但含高频横向分量的光波因满足2222x y k k w c +〉 (k x 、k y 为波矢量K 在x和y 方向分量，ω为光波角频率、c 为光速，传播方向为z 轴)而成为倏逝波，倏逝波在传播过程中因振幅呈指数衰减而无法到达像面，不能参与成像，造成物体细节部分的丢失，因而普通透镜的成像总是有缺陷的。

图1. 艾里斑图形（三维强度值和和平面图像）衍射极限公式是sinθ=1.22λ/D 。

其中θ是角分辨率，λ是波长，D 是光圈直径。

当θ很小时，sinθ约等于tanθ，约等于d/f ，其中d 是最小分辨尺寸，f 是焦距。

推导出d/f=1.22λ/D 。

显微镜的可分辨的最小线度为：δy=0.61λ/N.A.，其中N.A.为镜头的数值孔径。

目前，普通显微镜的分辨率一般为200nm 以上。

突破衍射极限：在物理概念上从只使用实数推广到使用虚数；从物理上讲，属于从传统中那样使用实光子辐射场推广到使用非辐射的虚光子场（不在光子质壳上的光子都是虚光子），前者就是传统中的光学成像，后者则属于近场成像。

产生电磁波的源都可以称为天线。

天线产生辐射远场和非辐射近场，前者包括我们通常看到的一束光，它在真空中传播，幅度不会衰减；后者则随空间距离迅速衰减，主要局域于天线附近，属于局域性的电磁波，或者附在材料表面附近的“表面波”。