【阅前提示】：本文大概4000字，讲述了光圈这个概念的前世今生，尽量把我所知道的一切关于光圈的事情告诉大家，不仅告诉你结论，还回答了为什么，以此作为「快门」，「ISO」三部曲的最后一篇，希望大家能够喜欢。
那个男孩子不想买一只50mm F1.2拍女朋友呢，可是到头来却只能买得起50mm F1.8。
不过有时候钱也不是问题，问题是没有女朋友。
扯远了。
为什么我们对大光圈镜头念念不忘呢，他究竟有什么魔力？
一个大家司空见惯，却又可能从未思考过的问题——
光圈大小为什么用F来表示？
我们都知道，光圈的英文Aperture，那直接用A表示就行了，A1，A2多么简单带劲，为什么找了一个F值？
光圈大小不是一个具体的数量，是一个「比值」，没有单位，是一个无量纲量，称之为「焦比」。
F值，ƒ-number，表示为ƒ/#，简单来说，F值=焦距/光圈孔直径，有时候也标记为N，即
其中，f代表焦距，D是光圈孔直径
「ƒ/"#"」是视为单一符号，书写时数值替代符号中的#，比如焦距是光圈直径的8倍，那么ƒ值就是8，标准的写法应该ƒ/8，不过为了简单，我们直接写作F8，其实也没有什么问题。
几乎在任何镜头上都能看到关于光圈的标识，不过一个新的问题来了，为什么现在很多镜头标识最大光圈，都是用1后边带个冒号来表示，比如ƒ/1.4，直接写作1.4不就完事了么？
这里其实只是一个标点符号的使用规范，在表述比例时（a ratio）的表示法为（1：），最常见的比如地图上的比例尺。由于光圈也是一个比值，所以也采用了这样的表述方式。
当然，也有厂家不这么表示，直接清清楚楚地写出了最大光圈值。
由于这个比值，是以孔的直径作为计算的，根据圆面积
所以通光量和光圈值是呈平方反比关系，光圈值每差一档，照度相差一倍，光圈值越小，表示进光量越大，反之亦然
所以，光圈值就是这么一串数字，相邻的光圈值相差根号2，1.4倍。
但是这样的数值在实际使用中有点太「粗糙了」，所以人们又搞出了半级光圈值和三分之一光圈值。
顺便说一句，一直到1949年，现代的光圈值才定下来。
在F值被普遍采用以前，很多光圈使用U.S.(Uniform System)，均匀制来标识，跟F值很类似，每改变一档U.S标定值，曝光系数加倍或者减半。第一个标定值是U.S.1，表示通光孔径为镜头焦距的1/4（相当于f/4），这是因为当时的镜头光圈都不大，F4已经算是很大的光圈了。跟F值的关系有如下的对应关系。
U.S.1=f/4;
U.S.2=f/5.6;
U.S.4=f/8;
U.S.8=f/11;
U.S.16=f/16;
……
其实不难发现，均匀制比F值的方式「直观」多了，不仅指出了大小，而且还直观表示出了变化的程度。至于为什么后来弃用了，其实你应该明白，历史的选择大多时候是不讲道理的。
现在的镜头设计其实是比较复杂的，通过镜片时，一部分光线会被吸收，即使两颗镜头拥有同样的光圈，同样的焦距，但是由于内部镜片的光学设计结构的不同，导致最后的「镜头透光量」不同。
所以要判断一颗镜头实际的透光性，就需要实拍测试，制定一个参数值作为参考。这个值即为T值，T指transmission，即「透射率」。
T-值多用于电影拍摄。而对于照片来说，重要度不如F值，毕竟两张照片间差一点点曝光也不会有大的影响。
T和F的差值，表示的就是光线在传输过程中损失的量，T值越接近F值，则证明这颗镜头的透光性越好。所以T值也可以作为衡量一颗镜头素质的参数。
DxO的镜头测评会做这项测试，感兴趣的同学可以看看。
形容快的方式
国人通常用「大小」这种大小的方式评价一颗镜头的光圈，但在摄影中，通常的说法是「快慢」。
其实背后的本质都是差不多的，毕竟大家都喜欢「又大又快」嘛。
在「上古时代」，由于工艺的限制，曝光时间最早都是按分钟小时计算的，后来感光材料发生了进步，当一颗光圈较大的镜头出现后，曝光时间可以来到几分之一秒之内，这无疑极大提升了照相机的实用性。
所以，人们就把大光圈的镜头称之为「快速镜头」或者「高速镜头」。
快的定义从来都不是一成不变的。
当时达盖尔摄影法，模特动辄就要几分钟一动不动。
大力哥说，「让我不要动，我说我不可能不动，不动我不成王八了吗？」
1840年，Petzval人像镜头出世，最大光圈F3.6，当时人都惊呆了，光圈大就是好，不用当王八了，也可以不用架子了。
然而这东西的画质，简直就是一坨翔。
于是大家又不断地探究新的镜头结构，比如大名鼎鼎的天塞
1902年Zeiss公司开始出售Tessar镜头，其中包括用于速拍的最大光圈为6.3的Tessar系列，以及用于翻拍的最大光圈为10的Tessare系列。
F6.3，F10都是最大光圈了，都能称得上是快速镜头了。
到后来，人们一直刷新着快的定义，有一颗著名的蔡司Planar 50mm f/0.7，最早是1960年NASA为了拍摄月球背面，邀请卡尔蔡司设计的。一共生产了10支，6只NASA拿去给月球拍照了，卡尔蔡司自己留了一支，最后三支卖给了大导演库布里克，Stanley Kubrick，后者拍摄出了经典的《乱世儿女》，得益于f/0.7的大光圈，一些经典的画面仅使用了烛光进行照明。
难道只是为了虚化
很多选择大光圈的镜头，初衷都是为了那一塌糊涂的虚化，无论是拍妹子，还是体现器材的专业性，相比于构图，色彩等，背景虚化是最容易感知的。
645中画幅，80mm F/1.9拍摄，使用Portra 160胶片拍摄。
现在我们已经了解了，光圈越大，景深越浅，虚化效果越明显。
然而有趣的是，直到摄影术发明了三四十年后，摄影师们才慢慢意识到——
光圈和景深之间貌似存在某种联系。
可见，即使是一些显而易见的关系，想要轻易地发现，也不是很简单的。
光圈究竟是如何影响景深的呢？
透镜成像时，由于像差，光速并不能完美地汇聚在一点，这时候成像就好像一个扩散的圆形投影。
但是只要这个圆足够地小，超过了人眼的辨别能力，那么这个点依旧看起来就是清晰的。这个在模糊和清晰之间的临界圆，就称之为弥散圆。
在焦点附近，光线还未聚集到一个点，点的影像也是一个模糊的圆，在一定的观察距离之内，如果这个圆的模糊人像不能辨认，那么这个不能辨认的弥散圆就称之为容许弥散圆（permissible circle of confusion)。
不同画幅面积的容许弥散圆是不同的，一般来说，弥散圆的直径与标准镜头的焦距有关，中画幅多以焦距的1/1500，135画幅的相机多以焦距的1/2000进行量定。
举个例子，35mm毫米，使用50mm镜头，按照上述计算，弥散圆直径为50/2000=0.025mm。
注：不用厂家，不同器材之间定义可能稍微有点出入。
在焦点前后，各有一个容许弥散圆，这两个弥散圆之间的距离就称之为焦深。换言之，也就是镜头的像平面两边清晰的范围。
与之焦深相对的，在对焦清楚的景物前后范围内，也存在一段无法分辨清晰和迷糊的距离（看起来都是清晰的），这个范围就被称之为景深。
在固定焦距，和固定拍摄的情况下距离，光圈越小，景深越大。
当然除了光圈之外，景深还和焦距，拍摄距离，画幅大小有关。
如果你想获得极致机身，除了一个大光圈镜头之外，还可以用长焦镜头，离静物近一些，再换一个画幅面积比较大的相机。
这样就是为了拍摄风景时，推荐使用小光圈拍摄，因为可以获得极大的景深，镜头的解析力也会增加，从而更好的表现画面的细节。
但是小光圈，却会带来一个问题。
光具有「波粒二象性」，而波有一种衍射的性质，具体表现为，在遇到狭缝，小孔径之类的障碍物，原本平行传播的光线就会相互影响，相互叠加或者相互抵消，从而形成一种明暗相间的光斑。
这个光斑也被称之为「爱丽斑」Airy Disc。
这种光斑出现照片上，带来的效果就是，解析力下降，画质变差。
放大200%的图片局部，明显可以观察到，f5的画面要比f32「清晰」很多，（放大手动对焦，排除对焦影响）。
当把镜头光圈调小之后，光圈就变成一个「小孔径」。
那么多小的光圈值，会发生明显衍射？
这个值，被称之为「镜头的最小衍射光圈」，称之为DLA，指Diffraction Limited Aperture，或者称之为衍射临界光圈，都是一个意思。
那么这个最小临界衍射光圈到底是多少呢?其实也比较好计算，不想看过程的同学，可以直接跳到黑体字部分。
衍射极限公式为：
其中θ为角分辨率，λ为波长，D为光圈直径；
当θ很小时，sinθ约等于d/f，d为最小分辨率尺寸，f是焦距，代入
变换一下，
还记得我们在第一节说的f值吗？
代入
当为d为感光元件像素尺寸时，此时的ƒ/#就是衍射临界光圈。
即，最小临界衍射光圈=像素尺寸/（1.22x光波波长）
说人话，就是，最小临界衍射光圈跟像素有关，像素越高，当感光元件总面积不变时，则每个像素的尺寸越小，这个最小临界光圈也就越小，像素密度越高的机器，越不适合用小光圈。
举个例子，现在全画幅相机最常见的像素为2400万像素，分辨率为6000*4000，画幅尺寸为36mm×24mm，稍微计算一下
最小临界衍射光圈=9.8。
当光圈小于9.8时，衍射就会对画质带来影响。
如果你注意观察，各相机厂商的样张，尤其是高像素机型，即使是风景照，通常不会用特小光圈拍摄。
当然，为了更长的曝光时间或者更好的景深，小光圈还是有用的，光圈的选择需要你根据实际的拍摄进行取舍。
既不要过分迷恋小光圈，也不要因噎废食。
那有什么好的办法么？有，提升像素面积。
上中画幅，还不行的话，8×10在等着你，极限景深，沙姆定律可以帮你，小光圈，F64都是家常便饭。
等效光圈
有这么一种常见的场景，就是把全画幅的镜头装在APS-C的机身上。
那么他们的拍摄效果一样么？
对于焦距，想必大家已经很了解了，需要乘上一个转换系数，比如一颗佳能50mm的全画幅镜头插在APS-C的机身，乘上1.6的等效系数，拍摄的画面相当于全画幅的80mm。
其实除了焦距，这个等效系数依然作用于光圈。
p.s 常见画幅的等效系数：
还是刚才那个场景，镜头的光圈实际上相当于全画幅的 F2.8。
如果想在APS-C的机器上得到全画幅1.8的虚化效果，那么你这颗镜头的光圈至少要F1.2。
而这，也就是我们经常说的那句「底大一级压死人」，为什么这么多人心心念念想要买全画幅的原因。
也许固定不变才是未来？
我们已经说了很多光圈大小变化带来的影响，但事实上，这个星球上最多的相机，镜头所搭载的光圈都是不变的。
他就是你的手机。
如果你点开手机照片的详细信息，就可以看到他的exif信息，无论是艳阳高照下拍摄的照片，还是深夜暗光的夜景，f值是一个固定不变的值，永远是镜头的最大光圈。
当然这是由于手机受制于体积和成本，很难在镜头模组里边塞下光圈结构。但是很大一部分，对于这种小型的拍摄设
备来说，可调节光圈是没什么太大意义的。
浅景深虚化消化，人像模式，主体识别，要多虚有多虚；
慢门长曝光，堆栈解决一切；
为了更大的景深，别闹了，手机那么高的像素密度，光圈还没小一档呢，就到极限衍射光圈了，还不如靠后期算法。
所以固定不变的光圈，有可能是未来你见到最多常态，再也不用考虑什么光圈大小。
也许光圈这个概念也会被人逐渐遗忘。
结语
光圈有可能是曝光三要素中最复杂的一个概念，与进光量，景深，画质都有关系。
同时，光圈也有可能是最快掌握摄影的途径，不论是菜鸟还是老手，只要把相机设置在光圈优先，就能完成99%的拍摄任务。
而光圈也是摄影里边引申使用最多的一个名词，有著名的《光圈》杂志（Aperture Magazine），还有苹果那已死的Aperture后期软件。
在光圈的使用中，一定要想清楚为什么，为什么人像一定要使用最大光圈，为什么拍风景恨不得慢门至死。
一切固化的使用方式，最后的命运一定会是落于窠臼。
而快门的时间，是一个创造的过程，光圈的开合，记下了这一切。
以上。
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