文 章 最 後 更 新 日 期 ： 2023 年 07 月 11 日
相信學攝影的你們一定聽過曝光三要素「 光圈 、快門、ISO 」，但可能對其原理和應用不太熟悉。Tim 和 Ting 建議大家可先參考「 曝光三要素：光圈、快門、ISO | 初學者 5 分鐘指南」這篇文章，先複習曝光基本原理後再來看本篇會更有效果喔！
而本篇文章要介紹的主題－光圈，可說是曝光三要素中最困難、也最容易搞混的，因此 Tim 和 Ting 將會從最簡單的觀念開始、再逐步談到其應用和技巧，並會於文章最後總結 3 個初學者必修的光圈重點精華，一定要看到最後喔！
光圈是什麼？
淺談光圈
「光圈」是鏡頭內一個控制孔徑大小的組件，由數個光圈葉片所組成，主要用來調節進光量 (光線進入相機的量) 。當其他參數不變情況下，調大光圈會使進入相機的光變多，進而使得照片變得更亮；縮小光圈則相反，會使得照片變得更暗。
更具體來說，光圈的作用原理和人的瞳孔十分相似，為了應付不同光線和不同的視覺環境，人的瞳孔在豔陽下會縮小以避免不適、黑暗中會放大以獲取更大的進光量；光圈亦是如此，因此大家才會說「更大光圈、更好的夜拍能力」。(下面影片展示光圈是如何動作的)
光圈的結構
光圈是由光圈葉片所構成的，透過這些光圈葉片的開度來控制光圈的大小。一般來說，光圈葉片越多，除了有越高的精度外、也越能實現正圓形的光圈孔洞。目前主流鏡頭一般都具備 5-9 片的光圈葉片。(如上圖，該鏡有 7 片光圈葉片)
P.S. 一般而言中階鏡可能有 7 片，而較好的鏡頭則會強調有 9 片，但非絕對。有些老鏡動輒有 15 片以上的葉片。
那麼光圈葉片的多寡對於實際拍攝有什麼影響嗎？如上所述，越多的葉片所圍出的光圈越圓，此時所呈現的散景也會較為圓潤滑順；反之，葉片越少則越容易有多邊形的散景 (如下圖右上，散景為 7 邊形)。也因此較高階的鏡頭都會特別強調其葉片數量有 9 片或以上的原因。
光圈數值 & 曝光
一般而言我們會以 f/值 來表示光圈的大小，比如說 f/1 , f/1.4 , f/2 , f/2.8 , f/4 , f/5.6 , f/8 , f/11 , f/16 , f/22 。(另外，除了 f/值外，光圈還會有其他表示方式，如 F 2.8、f 2.8、1: 2.8，其代表的意義皆為 f/2.8)。
至於 f/ 值的公式或由來並不重要 (有興趣可參考段落 5 [補充資料])，但大家務必知道的是「數字越小代表光圈越大」，所以 f/2.8 的光圈比 f/8 還要更大的。至於大多少呢？2 倍、3 倍、還是 2.85 倍 呢？其實都不是，正確答案是 8 倍。怎麼知道的呢？
這裡我們建議大家可以將常見的光圈數值簡單記一下 (f/1 , f/1.4 , f/2 , f/2.8 , f/4 , f/5.6 , f/8 , f/11 , f/16 , f/22)，為什麼？因為這裡的數字只要每往右一格，光圈就會下降一級、進光量減半。所以 f/2.8 比 f/8 大了 3 級，所以光圈和進光量是 f/8 的 8 倍。
[記憶小撇步]：大家其實不需要死背，只要先記得 f/1 , f/1.4 就好，因為後續兩個數字是 1 和 1.4 的兩倍 f/2 , f/2.8；接下來則是 2 和 2.8 的兩倍 f/4 , f/5.6，依此類推 f/8 , f/11 和 f/16 , f/22。雖然記得這些數字對於拍出更好的照片沒有幫助，但能讓大家對曝光有更好的理解。
因此，當所有參數和環境都一樣時，使用 f/4 的光圈會比使用 f/2.8 的光圈還要暗一倍 (進光量少了一半)，如果要獲得 f/2.8 一樣的曝光度，需要將快門時間增加一倍、或是將感光度提高一倍；同理，今天如果要利用光圈將 f/4 的相片亮度再減一級，自然也就會知道要將光圈調至 f/5.6 而非 f/4.5 或 f/8。
《手機瀏覽可橫式觀看或放大瀏覽》
正在學習攝影嗎？
你們的留言和來信我們收到了！
我們規劃 3 套攝影課程，目的要幫助不同階段的你，在最短時間獲得攝影最大功力提升。
為了回饋你們一直以來的支持，目前課程正開放「首購限時 8 折優惠」，給有需要的你。
光圈的影響 - 景深
了解光圈的基本原理後，再來要來談談光圈在攝影上的應用，其中與光圈最密切相關的就是景深。相信大家應該常常聽到「大光圈淺景深、小光圈深景深」的概念，究竟什麼是景深 (Depth of Field, DOF) 呢？
景深是什麼？
一般我們在拍照時，除了拍攝的主體外，通常不免俗的還會有背景和前景，以下圖為例，主角為女孩①，背景和前景則分別為樹木②和小狗③ 。今天當相機對焦完成之後，對焦點的前後範圍中，影像清晰的深度有多少，我們就稱之為景深。今天狀況 (1) 的清晰範圍較廣，我們便會說該圖片的景深比較深；而狀況 (2) 的清晰範圍較窄，我們便會說該圖片的景深比較淺。
從實際的範例圖片中也可以看出，景深越深能看清楚的範圍也就越大，反之，景深越淺則清楚範圍則越窄。
光圈 / 景深 / 散景的關係
下圖是 Tim 和 Ting 用來示範光圈與景深的教學圖，我們將對焦位置設定於綠色框框處 (無尾熊)，而分別測試在大光圈 f/2.8 以及小光圈 f/8.0 下的實拍結果。大家可以從前景 (深色燭台) 和背景 (遠方廚具) 的虛化程度發現，大光圈下的清晰範圍較小，有較淺的景深，而小光圈下的清晰範圍較大，有較深的景深。
《手機瀏覽可橫式觀看或放大瀏覽》
另外，除了深、淺景深這種名詞外，我們還將這種「對焦點範圍外、那些虛化、朦朧的成像」叫做散景。也就是說，當今天光圈越大、景深越淺的時候，我們可以得到的散景也就越多越明顯；而光圈越小、景深越深時，則散景較少教不明顯，所以景深和散景其實是一樣的概念。
很難記憶嗎？這裡教大家用我們在「 曝光三要素」裡提到的繪圖比喻法來理解吧！
[繪圖比喻法]：光圈的大小猶如畫筆的粗細，光圈越大就好像用粗畫筆在作畫，畫出來的背景就會圓潤、朦朧，其效果就好像很多散景 (淺景深) ；而光圈越小就好似用細畫筆在作圖，可以清楚勾勒物體的輪廓，此時背景就相當清晰、散景較少 (深景深) 。
大、小光圈的優缺點 & 使用時機？
既然知道基本原理和景深應用了，那麼具體什麼時候要用大光圈、什麼時候使用小光圈呢？
下表是 Tim 和 Ting 以概略方式比較大小光圈的優缺點，以及其適合使用的場景。但其實這個問題沒有標準答案，並非大光圈只適合拍人像、小光圈只適合拍風景，一切還是得根據拍照當下的環境，還有身為攝影師的你想表達的畫面為主，所以千萬不要被這些統整給限制了想像力。
《手機瀏覽可左右滑動表格》
種類 | 特色 | 適合主題 | 範例圖片 |
大光圈 f/2.8以上 | 優點：
缺點：
|
|  |
小光圈 f/8.0以下 | 優點：
缺點：
|
|  |
光圈越小畫質越好？
如同前面所述，使用鏡頭的最大光圈時，其畫質表現通常不是最優異的，一般都會需要縮 2-3 級才會來到鏡頭的最佳光圈，也就是說縮小光圈有助於提升相片整體的表現，而通常來說鏡頭的最佳光圈都會介於 f/5.6 - f/11 這個範圍內 (並非絕對)。但如果是高階鏡頭，即使在光圈全開的情況下畫質表現仍然非常優異，雖然銳利且可用，但仍然不是最佳光圈。
既然如此，只要將鏡頭的光圈縮到最小就可以有最好的畫質囉？其實不然，由於物理光學的繞射現象，當光圈過小時 (如 f/22) ，照片反而會不夠銳利、有些朦朧模糊的現象。所以當大家在拍風景照時，切記不要為了較深的景深而無限縮小光圈，最好還是將光圈控制在最佳光圈範圍內喔！
鏡頭光圈怎麼看？
知道光圈的使用技巧和應用後，我們又該如何知道自己手邊的鏡頭有多大的光圈？又或者買鏡頭時該怎麼辨別光圈大小呢？
[延伸閱讀]： 鏡頭最完整解析 - 選購鏡頭的 8 大指標，教你如何挑第一支鏡頭
什麼是最大光圈？
鏡頭有分定焦鏡和變焦鏡，顧名思義，定焦鏡頭只有單一且固定的焦距 (如 24mm, 35mm, 50mm, 85mm 等)，每次使用不同焦距只能換另一顆鏡頭；而變焦鏡則與之相對應，是可以靈活變換焦距的 (如 24-70mm, 70-200mm 等)，只要使用的焦距在該鏡頭的範圍內，都可以自由變焦而不用換鏡頭。
那既然變焦鏡聽起來這麼方便好用，那為何還會需要定焦鏡呢？
這是因為定焦鏡的光學設計相對單純簡單，不僅光學組件用的較少、更易於優化所以有更好的畫質表現、最重要的是光圈通常能做的更大；而變焦鏡則與之相反，複雜光學設計使得光圈通常無法做到很大 (通常 f/2.8)，有些甚至還會隨著焦距變大，光圈隨之縮小。
所以我們究竟該怎麼讀光圈的大小呢？以下用實例說明。
《手機瀏覽可左右滑動表格》
鏡頭種類 | 圖片 | 說明 | 最大光圈 |
定焦鏡 |  |
| f/ 1.8 |
變焦鏡 | |
| 焦距 18mm：f/ 3.5
|
什麼是恆定光圈？
難道變焦鏡的光圈一定只能隨著焦距變化而縮小嗎？沒有固定光圈的變焦鏡嗎？答案是有的，就是所謂的恆定光圈變焦鏡。由於要在變焦環境下保持光圈不變，通常恆定光圈變焦鏡的價格和重量體積會較高，例如各家廠牌常見的大三元鏡頭清一色都是 f/ 2.8 恆定光圈的鏡頭。這類鏡頭又該怎麼讀呢？
《手機瀏覽可左右滑動表格》
鏡頭種類 | 圖片 | 說明 | 最大光圈 |
變焦鏡 | |
| 焦距 24mm：f/ 4
|
小結
光圈該怎麼調？
想要調整光圈，首先要先有台可以手動控制光圈、快門、ISO 的相機 (單眼、微單、類單皆可)。接著將相機設定為手動模式或光圈先決模式，如此一來便可以調整光圈的大小。至於這些模式的功能是什麼，Tim 和 Ting 也會再專門寫一篇文章來講解相機 4 大模式 (PASM Mode) 的差異、以及其適合的使用時機。
[延伸閱讀]： 何謂 PASM 模式？攝影新手必知的一堂課
[延伸閱讀]： 單眼、微單眼、類單眼的差別與比較 | 1 張表看懂彼此差異
[補充資料] 光圈級數的計算 & 原理
該段落會詳細介紹光圈 f/ 值 背後的數學原理。該段落對學習攝影本身並無直接幫助、甚至有些枯燥，大家若不感興趣可以跳過、不用特別去理解。但若大家和工程師 Tim 一樣是個好奇寶寶，相信本段落可以讓你更明白其數字背後的物理意義唷！
[補充]：更多關於 f/值 的故事和歷史，可 點此參考維基百科。
f/ 值的定義？
光圈 f 值 = 鏡頭焦距 mm / 光圈直徑
舉例： f/ 2.8 的鏡頭，在 24mm 焦距下，其光圈直徑約 8.6mm；同理 70mm 焦距下，光圈直徑則為 25mm
所以從光圈的定義可以知道，為什麼越長焦的鏡頭，其光圈很少做到 f/ 2.8 或甚至更大，這是因為光圈直徑將會變得非常大，不僅會犧牲鏡頭的重量和體積、其造價也會非常昂貴。也因此我們在市面上可以看到 200mm、頂多 400mm 還會有 f/2.8 的光圈，但幾乎沒看過 800mm / 1200mm 有 f/2.8 甚至 f/4 的光圈。
另外，由定義也可以得知，由於光圈直徑 (光圈大小) 和 f/ 值呈現倒數反比關係，這也解釋了為何 f/ 值越小而光圈越大。
為什麼亮度增減一倍，f/ 值非倍數增減？
如同本文第一段所述，若要將亮度提高一倍，光圈需要上升一級，使進光亮增高一倍。但為什麼光圈上升一級，其 f/ 值不是以倍數方式下降呢？讓我們回到進光亮及 f/ 值的定義開始吧！
進光量 ∝ 光圈面積 = 𝝿 × (光圈半徑)^2
說明：光經過光圈後進入相機，所以進光量會受到光圈的面積大小影響 (∝為成正比的意思)
∵ 光圈 f 值 = 鏡頭焦距 mm / 光圈直徑 → 光圈直徑 = 鏡頭焦距 mm / 光圈 f 值
∴ 光圈面積 = 𝝿 × (光圈半徑)^2 = 𝝿 × (鏡頭焦距 mm / 光圈 f 值 / 2)^2
* 說明：光圈半徑 = 光圈直徑 / 2
總結： 進光量 ∝ 光圈面積 ∝ (鏡頭焦距 mm / 光圈 f 值)^2
所以在相同焦距下，進光量若要提高一倍 (×2)，f 值需要變為原本的 (1 / √2 )倍。這也是為什麼光圈級數的排序為 f/1 , f/1.4 , f/2 , f/2.8 , f/4 , f/5.6 , f/8 , f/11 , f/16 , f/22。
當下光圈 | 進光量 ×2 下的光圈 | |
|---|---|---|
f/ 2.0 | 2.0 × (1 / √2 ) = 1.41 | f/ 1.4 |
f/ 2.8 | 2.8 × (1 / √2 ) = 1.98 | f/ 2.0 |
f/ 4.0 | 4.0 × (1 / √2 ) = 2.83 | f/ 2.8 |
f/ 5.6 | 5.6 × (1 / √2 ) = 3.96 | f/ 4.0 |
總結
為了讓大家能更快速理解本文，Tim 和 Ting 整理了 3 大光圈必修重點，讓大家一目瞭然。
#1 - 光圈數值 & 曝光關係
常見光圈數值：f/1 , f/1.4 , f/2 , f/2.8 , f/4 , f/5.6 , f/8 , f/11 , f/16 , f/22
(每往右一格，光圈下降一級、進光量減半)
#2 - 光圈大小 & 景深關係
#3 - 鏡頭 & 光圈
正在學習攝影嗎？
你們的留言和來信我們收到了！
我們規劃 3 套攝影課程，目的要幫助不同階段的你，在最短時間獲得攝影最大功力提升。
為了回饋你們一直以來的支持，目前課程正開放「首購限時 8 折優惠」，給有需要的你。
更多攝影學習主題
正在學攝影嗎？
我們精心整理了一本專門給攝影新手的攝影攻略「攝影小白救星」，內容會教大家輕鬆攻略 7 大風景攝影主題，而目前正在限時免費送給有需要的你。如果你有興趣的話，歡迎留下名字和 Email ，我們會將它寄到你的信箱喔~
P.S. 若沒有收到 Email 的話，可能是信件被分類到「促銷內容」了，記得去找找看喔！(又或者你 Email 地址可能填錯囉)
請問你們有開攝影課嗎
Hello irene，
你好，很開心有收到你的留言，我們目前有堂線上攝影課程正在預售中。
如果你有興趣的話，可以參考以下網址的介紹，看看是不是有符合你的需求和想法
課程介紹連結： 點此查看
如果有任何問題，都歡迎隨時來信跟我說喔 🙂
by Tim