數碼相機等效焦距的換算

作者：yj


前言
在查看數碼相機規格時，我們常會說某相機的「實體焦距」是多少 mm ，然後又相當於傳統 35mm 相機的多少 mm ，究竟，這邊的「等效焦距」是如何計算的呢？

為了回答此問題，稍後，我們便以 pCAM 做一換算，因為沒有複雜的演算過程，所以，初學者還是可以放心地往下閱讀吧！

關於等效焦距
首先，我們得了解「等效焦距」的問題並非始於數碼相機，而是自傳統相機即有。

最著名的問題便是「標準鏡頭」的焦距問題。

何謂「標準鏡頭」？--- 當鏡頭的攝角和人類雙眼的視角相近時，便可稱為「標準鏡頭」。

對 35mm 的傳統相機( 底片 24x36mm )而言，50mm 的鏡頭看起來和人類雙眼的感覺最接近( 您要說 55mm 的鏡頭也可以 )，所以，我們說 50mm 屬於「標準鏡頭」。

若攝角為A; ，那麼：

A = 2x( Tan^(-1)) ( 底片長度 / (2X 鏡頭焦距 ))

24x36mm 底片的對角約 43.3mm

所以，便可導出 A 的值為 46.79 °

我們還可以再算算水平、垂直方向的A 值，就以 H-A , V-A; 來表示吧！

H-A=39.59 ° , V-A = 26.99 °

( 請初學者先不要感到惶恐，因為我也是使用計算器幫我運算的！)

這是 35mm 傳統相機的情況，若換成 45 相機，標準鏡頭可不是 50mm 哦！

為了維持相同的攝角 ( 46.79 ° )，我們將 A 值往回帶，求「鏡頭焦距」，便可得到 180mm。

所以，180mm 的鏡頭對於一般 35mm 相機而言，雖是長鏡頭，對 45 相機來說卻還是標準鏡頭呢！

( 注：45 相機用的是 4"x5" 的底片 )

而在數碼相機上，因為各數碼相機的對應情況不一，為了讓攝影者容易了解攝角的問題，便采用了「等效焦距」的說法。

來看數碼相機的情況
現在，我們知道了，重點是「維持相同的攝角 」，便可以驗算出數碼相機的等效焦距。

消費級數碼相機的影像感測麵積比傳統相機小了許多。此處，我們以 10X 光學變焦的 C-2100UZ 為例，原廠的規格是實體焦距為 7 - 70mm，CCD 為 1/2" 型，相當於 35mm 傳統相機的 38 - 380mm 。

我們便以 1X 的廣角端和 10X 的遠望端，數碼相機 跟傳統相機各驗算一次，看看是不是能「維持相同的攝角 」。

以下是 CCD 的實際大小及使用 Zeiss 的 d/1730 公式計算的CoC。

CCD / 底片 實際大小 對角線 CoC
1/3" 數字相機 3.3x4.4 mm 5.5 mm 3.18u
1/2" 數字相機 4.8x6.4 mm 8 mm 4.62u
2/3" 數字相機 6.6x8.8 mm 11 mm 6.36u
35mm 傳統相機 24x36 mm 43.94 mm 25.4u

在 pCAM 中定義

C-2100UZ 的影像感測組件並不在 pCAM 的預設範圍，所以我們需先定義之。


1. 在 pCAM 中切換至 FoV 頁次，從選單中選擇「Edit User Defined」項目。


2. 定義 C-2100UZ 的影像感測組件大小，查表得知為 4.8x6.4 mm。


3. 回到 pCAM 的 FoV 頁次，從選單中選擇「Preference」項目。

然後在 Camera 中選 User defined。


4. 回到 pCAM 的 FoV 頁次，按一下相機的位置，驗證 C-2100UZ 的影像感測組件大小有沒有打錯。


計算 Angle of View
接下來，我們在 pCAM中鍵入鏡頭焦距來計算 Angle of View。


1. 這是 C-2100UZ 的最廣角端的 7mm 鏡頭焦距，水平及垂直的攝角為 48.11 度 / 37.5 度。


2. 這是 35mm 相機的 38mm 鏡頭焦距，水平及垂直的攝角為 49.44 度 / 34 度。


3. 這是 C-2100UZ 的最望遠程的 70mm 鏡頭焦距，水平及垂直的攝角為 5.7 度 / 3.51 度。


4. 這是 35mm 相機的 380mm 鏡頭焦距，水平及垂直的攝角為 5.18 度 / 3.32 度。


由這邊的換算，便可得知，原廠提供的相當於 35mm 傳統相機的 38 - 380mm 是一正確的信息。

至於攝角小有誤差導因於兩種感光「底片」的長寬比有所不同。

您也可以使用上頁的公式求得等效焦距，或是利用 pCAM，多按個幾次，便可以很容易自行算出等效焦距了。

運用此公式，若原廠提供「等效焦距」，便可推估出「感測組件的大小」，若原廠提供「感測組件的大小」，便可推估出「等效焦距」。

另外，我們得注意，「焦距等效」並不代表「景深等效」。

攝角亦稱為畫角，是攝影畫麵範圍的角度，將焦點對在無限遠上，由第二主點與畫麵的對角線所結合的角度。