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数码相机等效焦距的换算

前言

在查看数码相机规格时,我们常会说某相机的「实体焦距」是多少 mm ,然后又相当于传统 35mm 相机的多少 mm ,究竟,这边的「等效焦距」是如何计算的呢?

为了回答此问题,稍后,我们便以 pCAM 做一换算,因为没有复杂的演算过程,所以,初学者还是可以放心地往下阅读吧!

关于等效焦距

首先,我们得了解「等效焦距」的问题并非始于数码相机,而是自传统相机即有。

最著名的问题便是「标准镜头」的焦距问题。

何谓「标准镜头」?--- 当镜头的摄角和人类双眼的视角相近时,便可称为「标准镜头」。

35mm 的传统相机( 底片 24x36mm )而言,50mm 的镜头看起来和人类双眼的感觉最接近( 您要说 55mm 的镜头也可以 ),所以,我们说 50mm 属于「标准镜头」。

若摄角为A; ,那么:

A = 2x( Tan^(-1)) ( 底片长度 / (2X 镜头焦距 ))

24x36mm 底片的对角约 43.3mm

所以,便可导出 A 的值为 46.79 °

我们还可以再算算水平、垂直方向的A 值,就以 H-A , V-A; 来表示吧!

H-A=39.59 ° , V-A = 26.99 °

( 请初学者先不要感到惶恐,因为我也是使用计算器帮我运算的!)

这是 35mm 传统相机的情况,若换成 45 相机,标准镜头可不是 50mm 哦!

为了维持相同的摄角 ( 46.79 ° ),我们将 A 值往回带,求「镜头焦距」,便可得到 180mm。

所以,180mm 的镜头对于一般 35mm 相机而言,虽是长镜头,对 45 相机来说却还是标准镜头呢!

( 注:45 相机用的是 4"x5" 的底片 )

而在数码相机上,因为各数码相机的对应情况不一,为了让摄影者容易了解摄角的问题,便采用了「等效焦距」的说法。

来看数码相机的情况

现在,我们知道了,重点是「维持相同的摄角 」,便可以验算出数码相机的等效焦距。

消费级数码相机的影像感测面积比传统相机小了许多。此处,我们以 10X 光学变焦的 C-2100UZ 为例,原厂的规格是实体焦距为 7 - 70mm,CCD 为 1/2" 型,相当于 35mm 传统相机的 38 - 380mm 。

我们便以 1X 的广角端和 10X 的远望端,数码相机 跟传统相机各验算一次,看看是不是能「维持相同的摄角 」。

以下是 CCD 的实际大小及使用 Zeiss 的 d/1730 公式计算的CoC。

CCD / 底片
实际大小
对角线
CoC
1/3" 数字相机 3.3x4.4 mm 5.5 mm 3.18u
1/2" 数字相机 4.8x6.4 mm 8 mm 4.62u
2/3" 数字相机 6.6x8.8 mm 11 mm 6.36u
35mm 传统相机 24x36 mm 43.94 mm 25.4u

pCAM 中定义

C-2100UZ 的影像感测组件并不在 pCAM 的预设范围,所以我们需先定义之。

1. pCAM 中切换至 FoV 页次,从选单中选择「Edit User Defined」项目。

2. 定义 C-2100UZ 的影像感测组件大小,查表得知为 4.8x6.4 mm

3. 回到 pCAM 的 FoV 页次,从选单中选择「Preference」项目。

然后在 Camera 中选 User defined。

4. 回到 pCAM FoV 页次,按一下相机的位置,验证 C-2100UZ 的影像感测组件大小有没有打错。

计算 Angle of View

接下来,我们在 pCAM中键入镜头焦距来计算 Angle of View。

1. 这是 C-2100UZ 的最广角端的 7mm 镜头焦距,水平及垂直的摄角为 48.11 度 / 37.5 度。

2. 这是 35mm 相机的 38mm 镜头焦距,水平及垂直的摄角为 49.44 / 34 度。

3. 这是 C-2100UZ 的最望远程的 70mm 镜头焦距,水平及垂直的摄角为 5.7 度 / 3.51 度。

4. 这是 35mm 相机的 380mm 镜头焦距,水平及垂直的摄角为 5.18 / 3.32 度。

由这边的换算,便可得知,原厂提供的相当于 35mm 传统相机的 38 - 380mm 是一正确的信息。

至于摄角小有误差导因于两种感光「底片」的长宽比有所不同。

您也可以使用上页的公式求得等效焦距,或是利用 pCAM,多按个几次,便可以很容易自行算出等效焦距了。

运用此公式,若原厂提供「等效焦距」,便可推估出「感测组件的大小」,若原厂提供「感测组件的大小」,便可推估出「等效焦距」。

另外,我们得注意,「焦距等效」并不代表「景深等效」。