查看“︁焦比”︁的源代码

{{多個問題|
{{No footnotes|time=2013-08-01T18:13:36+00:00}}
{{Expand|time=2013-08-01T18:13:36+00:00}}
}}
{{noteTA
|1=zh:量綱; zh-hans:量纲; zh-hant:因次
}}
[[Image:Aperture diagram.svg|right|thumb|320px|每增加一級f-number，光圈越小，進光量減半的示意圖。]]

在[[光學]]中，一個光學系統中的'''焦比'''（{{lang-en|'''f-number'''}}，或稱'''F值'''、'''F比例'''、'''相對孔徑'''、'''光圈值'''、'''光圈系数'''等，習慣上也簡稱「[[光圈]]」）表達鏡頭的[[焦距]]和[[光圈]]直徑大小的關係。簡單來說，焦比等於焦距數除以孔徑數。焦比是[[无量纲量|無因次]]的，它代表了攝影學中的一個重要概念：鏡速（lens speed）的量，即同鏡頭同進光量下需要的快門速度。

== 標誌 ==
ƒ-number公式中，ƒ-number寫作ƒ''/''#，又標作為<math>N</math>，公式如下：

<math>f/\# = N = \frac fD \ </math>

上式中，ƒ是[[焦距]]，而''D''是光圈孔直徑（孔徑）。慣例上，“ƒ/#”視為單一符號，書寫時數值替代符號中的[[#]]。舉個例子，若焦距值是光圈直徑的16倍，那樣ƒ值記為ƒ/16，或''N'' = 16。

按ƒ/''N''標誌法的字面解釋，''N''如同實際孔徑的算術表達方式，即焦距除以ƒ值：<math>D=f/N</math>。

== 級數、光圈級數慣例及曝光 ==
[[Image:Canon 7 with 50mm f0.95 IMG 0374.JPG|thumb|安裝在[[Canon 7]]相機上具有{{f/}}0.95的50&nbsp;mm鏡頭]]
[[Image:lens aperture side.jpg|thumb|設定在{{f/}}11的35&nbsp;mm鏡頭。該鏡頭的最大至最小光圈範圍是{{f/}}2至{{f/}}22。]]

在攝影中的「光圈級數」是進光量的比值，每一全級表示進光量加倍或減半。傳統上，鏡頭上的光圈值至少對應了全級級數，例如{{f/}}1、{{f/}}1.4、{{f/}}2、{{f/}}2.8、{{f/}}4、{{f/}}5.6、{{f/}}8、{{f/}}11、{{f/}}16、{{f/}}22等。這些光圈值是公比為<math>1/\sqrt{2}</math>的[[等比數列]]：
<math display=block>f/1 = \frac{f}{(\sqrt{2})^0},\ f/1.4 = \frac{f}{(\sqrt{2})^1},\ f/2 = \frac{f}{(\sqrt{2})^2},\ f/2.8 = \frac{f}{(\sqrt{2})^3},\ \ldots</math>

因此，按光圈值的定義，每上升一級全級級數，光圈孔直徑減小為原本的<math>1/\sqrt{2}</math>，則進光量減少為原本的<math>(1/\sqrt{2})^2 = 1/2</math>。例如，在相同設備及曝光時間下，{{f/}}2的總進光量是{{f/}}2.8的兩倍；若要使總進光量相當，則{{f/}}2.8的曝光時長需設定為{{f/}}2的兩倍。

=== 相對級數 ===

==== 標準全級光圈值尺度 ====
{|class="wikitable" style="text-align:center"
|-bgcolor="#CCFFCC"
!ƒ''/#''
| 0.5 || 0.7 || 1.0 || 1.4 || 2 || 2.8 || 4 || 5.6 || 8 || 11 || 16 || 22 || 32 || 45 || 64 || 90 || 128
|}

通过镜头到达[[底片]]或[[感光元件]]的光的照度和光圈孔径的平方成正比，和光圈数的平方成反比。全级光圈值中相邻两个光圈数的平方比为1:2，即表示進光量為2:1。因此，光圈环转动一格，[[照度]]相差一倍，例如：<math>2 \times 1.4^2 \approx 2^2</math>表示f/# 1.4的進光量是f/# 2的二倍，<math>2 \times 5.6^2 \approx 8^2</math>同樣表示f/# 5.6的進光量是f/# 8的二倍，而<math>4 \times 1.4^2 \approx 2.8^2</math>表示f/# 1.4的進光量是f/# 2.8的<math>2^2=4</math>倍。

==== 典型半級光圈值尺度 ====
{|class="wikitable" style="text-align:center"
|-bgcolor="#FFFFCC"
!ƒ''/#''
|style="background:#CCFFCC;"| 1.0 || 1.2 ||style="background:#CCFFCC;"| 1.4 || 1.7 ||style="background:#CCFFCC;"| 2 || 2.4 ||style="background:#CCFFCC;"| 2.8 || 3.3 ||style="background:#CCFFCC;"| 4 || 4.8 ||style="background:#CCFFCC;"| 5.6 || 6.7 ||style="background:#CCFFCC;"| 8 || 9.5 ||style="background:#CCFFCC;"| 11 || 13 ||style="background:#CCFFCC;"| 16 || 19 ||style="background:#CCFFCC;"| 22 
|}

每半級光圈值之間的進光量比為<math>\sqrt{2}:1</math>。例如，<math>\sqrt{2} \times 1.4^2 \approx 1.7^2</math>表示f/# 1.4的進光量是f/# 1.7的<math>\sqrt{2} \approx 1.414</math>倍。

==== 典型三分之一級光圈值尺度 ====
{|class="wikitable" style="text-align:center"
|-bgcolor="#e5d1cb"
!ƒ''/#''
|style="background:#CCFFCC;"| 1.0 || 1.1 || 1.2 ||style="background:#CCFFCC;"| 1.4 || 1.6 || 1.8 ||style="background:#CCFFCC;"| 2 || 2.2 || 2.5 ||style="background:#CCFFCC;"| 2.8 || 3.2 || 3.5 ||style="background:#CCFFCC;"| 4 || 4.5 || 5.0 ||style="background:#CCFFCC;"| 5.6 || 6.3 || 7.1 ||style="background:#CCFFCC;"| 8 || 9 || 10 || style="background:#CCFFCC;"|11 || 13 || 14 ||style="background:#CCFFCC;"| 16 || 18 || 20 ||style="background:#CCFFCC;"| 22 
|}

每三分之一級光圈值之間的進光量比為<math>\sqrt[3]{2}:1</math>。例如，<math>\sqrt[3]{2} \times 1.4^2 \approx 1.6^2</math>表示f/# 1.4的進光量是f/# 1.6的<math>\sqrt[3]{2} \approx 1.26</math>倍。

注意有些時候上述數值是有歧義的；舉例說，''f/''1.2可用在半級或三分之一級的系統；有時''f/''1.3及''f/''3.2也用於三分之一級的系統。

==== 曝光級數（T-stops） ====
在T-stops中的'''T'''指transmission，即「透射率」，由於所有鏡頭會吸收一部分通過的光線（特別是變焦鏡頭存在很多元件），'''曝光級數'''（'''T-stops'''）有時替代焦距比數作為曝光依據，尤其在電影拍攝用鏡頭。曝光級數在電影攝影中流行使用，在變焦鏡頭出現前，固定焦距鏡頭也使用曝光級數值。這容許了轉換不同鏡頭時可以不影響整體場景畫面的光度。每個鏡頭都獨立測試真實光源的光透射率，並指派相對應的曝光級數值。曝光級數值量度了鏡頭實際上的光線透射率，相等於理想鏡頭的100%光透射率。

重申，由於所有鏡頭會吸收一部分通過的光線，在一個鏡頭中的曝光級數值永遠高於焦距比數。近年來，鏡頭科技的進步，及底片的曝光寬容度，都減少了曝光級數值的理論性。要記住：焦距比級數用於焦距比例，曝光級數值用於光線透射率。

==== 陽光16法則 ====
{{main|陽光16法則}}

== 對成像質素的效果 ==

== 望遠鏡內的焦距比 ==

== 有效光圈值 ==

== 歷史 ==

== 參見 ==
* {{link-en|Group f/64|Group f/64}} （攝影家[[安塞爾·亞當斯|Ansel Adams]]和[[愛德華·韋斯頓|Edward Weston]]所屬的攝影組織）
* [[光圈]]
* [[景深]]
* [[望遠鏡]]
* [[曝光值]] ('''Exposure Value''', '''EV''')

== 參考資料 ==
{{reflist}}

{{Photography}}

[[Category:光學]]
[[Category:攝影科學]]
[[Category:无量纲]]