浅谈全幅数码相机的暗角产生暨其传感器(sensor)边缘光的衰减在量上

昨天这会儿有坛友贴了则关于全幅数码相机为什么会产生暗角的小帖。本来搞点科普是好事儿,不过不少其他网友感觉是看得糊里糊涂,没明白其中之“奥妙”。我今个就这个题目再“由浅入浅”地做一回解释,看能不能把那些还在云里雾的里弟兄们救出来。但如果别人没救出来我反而也给绕进去了,那各位看官就拉兄弟一把,别站在外边看热闹。现在我就开始绕啊:

1.什么是全幅数码相机?这种相机指的是装备有大传感器(sensor)的相机。其芯片的外型尺寸大约为36x24mm。而DX格式传感器尺寸大约是24x16mm。这样,原本用35mm镜头透射在传感器上的成像圈(image circle)在可以完全覆盖DX格式芯片时反而在全幅(full range)芯片上留出了很多边缘(不能完全覆盖之)。我们知道,数码像素有效感光之条件是像素受直线光的照射。 全幅芯片边缘部分所受的光是带有角度的,这些角度光由于部分被像素边缘弹回(bouncing off)因而产生了光的损失,所以暗角出现了。

2. 为什么全幅数码机有暗角问题,而全幅胶片机却不容易有呢?
这是因为以上后者不是靠像素,而是靠溴化银颗粒来感光,而溴化银颗粒不会把带角度的光弹回回去,因而也就不会产生暗角了。

3.一般说,数码感光芯片尺寸越大,芯片边缘受到的角度光就越倾斜,因而光的衰减也就越厉害。但角度与光的衰减究竟成一个什么关系呢?有人说,边缘光线比中央光线差了两挡(In many cases the falloff can be as much as two full stops of light)。但这种说法太粗糙,也有瞎蒙的嫌疑。科学的定量说法是,边缘光的衰减是光线倾角的函数。更准确一点就是,光线的衰减由三角函数里角度的余弦之4次方来决定。如果设衰减量为b, 角度为a, 则这个关系写成公式就是:b = COS(a)^4。。。。。。

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