山东省甲级电力设计院:请教恒定光圈和定焦镜头的区别和用途？

众所周知，普通变焦镜头的光圈是随着焦距的增加而相应变化，如AF变焦尼克尔1：4.5-5.6/80-200mmD镜头，也就是说此镜头如果我们保持最大光圈4.5时，在80mm为F4.5，随着焦距的增加，光圈实际上逐渐发生变化，到200mm端时，虽然光圈值仍然设在F4.5的刻度上，但实际光圈却悄然地变成了F5.6，这就是所谓的“光圈浮动”。再如我们以70-210mm/F4.5-5.6变焦镜头为例，当你用F8光圈在70mm端用A档手持拍摄时，假定快门速度为1/125秒，根据快门速度与焦距的原理，则不存在“手震”的负面影响，但当你把将焦距推至到210mm端时，而且在光线不变的情况下，那么此时光圈会“自动”地变为F11，相机也就会根据镜头通光量变化而自动地将快门速度改变至1/60秒，这时必然会产生因“手震”带来的影响，结果就是难以拍摄到清晰的图片（实际需要1/250秒以上的速度才能克服“手震”影响，或者使用脚架等稳定相机），有人因此认定自己使用的镜头是“狗头或烂头”，这其实是一些摄友在不了解浮动光圈特点的一种误解，也在使用浮动光圈变焦镜头时因此经常照片效果不理想或片子糊了的根本原因，因此浮动光圈被有些人称之为“无声杀手”。
浮动光圈镜头所以要这样设计,主要是为了减轻透镜的直径、重量和降低制造成本，但浮动光圈镜头的最大的缺点就是:你必须要忍受随着焦距的变长镜头光圈口径也跟随着下降的痛苦、在低照度光线下不能手持拍摄、不得不使用高感光度胶卷、景深变化等等的痛苦，因此一些发烧友有了银子就想烧定焦镜头或恒定光圈变焦镜头，这是有一定道理的。
光圈的相对口径也可称为焦强，即镜头允许光线进入的能力，指镜头上的光孔。光孔越大，光就进来得越多，所需曝光时间就越短，因相机抖动对清晰度的影响就越小。即使在光线较弱时，光孔大的镜头也能拍摄（如F1.2、1.4、2、2.8等），而在使用光孔较小的镜头时就很难拍摄了（如F4.5以上）。
光圈口径大小对所需要的透镜直径影响非常大。焦距短时，透镜离胶片层距离很近，光线能量损失很少，小直径光孔就足够了。焦距长时，一方面光进入路径长，另一方面长焦距取景的范围小，光线能量损失也大。
如果想让同样量的光线到达胶片，光孔直径就应相应增大。如100mm焦距的镜头想与普通标准50mm焦距镜头一样的达到F2.8，光孔直径就是普通标准镜头的2倍，200mm镜头的直径则必须是普通标准镜头的4倍，这就是为什么同样相对孔径的长焦镜头的透镜直径必须比广角镜头大几倍的原因所在，也是恒定光圈变焦镜头的原理所在。
恒定光圈变焦镜头也可称之为无级变焦镜头，其设计要求很高，镜头可调节的最大焦距决定了透镜直径。如果想造1：2.8/28-200mm的恒定光圈变焦镜头，那就需要在200mm能时能把与1：2.8相对的光线能量带到胶片层上，这样一来，所需要的光学系统变得庞大而复杂，在相反焦距（下端广角，上端长焦）时的像差控制要求精度很高，透镜的制造成本必然大大增加，因此恒定光圈与浮动光圈镜头在价格上、体积上和重量上的差异巨大就不难理解了。就以定焦标准镜头为例，F1.2、F1.4和F1.8在售价上往往相差几倍，其根本原因不在于大了半级光圈，而在于透镜的制造成本大大增加。
了解了上述原理后,你自然就知道定焦镜头和恒定光圈镜头的巨大好处了,简单地讲与变焦镜头相比，至少有以下几点优势:
1、定焦镜头、恒定光圈镜头无论在任何一个焦段上，都可以保持稳定的焦强和景深,保持相对的快门速度,尤其是室内或在恶劣的昏暗光线条件下,还能够保持手持拍摄；
2、定焦镜头与恒定光圈镜头便于景深的自由运用；
3、定焦镜头与恒定光圈镜头能够使用较高的快门速度，这在拍摄现场光下的动态物体或在使用长焦镜头时具有决定性的意义。试想：如果你在拍摄舞台照片或拍摄黄昏归鸟时，如果记者在黑夜中**一个精彩的记实场景时，绝对不允许打开闪光灯，这时你如果没有一支高质量的定焦镜头或恒定光圈变焦镜头，我估计出来的全是废品或垃圾。
4、测光的便利性，当然这算不上是什么优点，因为现在无论是定焦或变焦镜头，现代相机内的测光技术都能够根据光线的变化而自动调整测光量。
当然，在享受这些方便的代价就是付出的银子需要大大地增加，变焦镜头与恒定光圈镜头的差价一般都在几倍，有的甚至高达十倍以上，这是我等贫下中农们想都不要想的。
现在大家用得最多的还是设计小巧的变焦镜头，它的售价又相对便宜而且镜头轻巧，其设计上的关键秘密就在于运用了“浮动光圈”，也就是前面所述的随着焦距的增长，镜头的相对孔径就不断下降，带来的就是镜头光线的严重损失，其适用范围的降低，胶卷感光度的增高、牺牲一定景深调节或增加三脚架的代价。
但浮动光圈镜头也有自身的优点：
1、相对于专业定焦或恒定光圈镜头来讲，浮动光圈变焦镜头轻巧灵活，携带方便，尤其是当你远出采风或攀登高山时，就会深刻地体会到这一点；
2、售价便宜，性价比低，尽管放心使用，就是万一摔坏了也不至于心痛得三天吃不下饭。
3、在室内或光线条件较差时，一是尽量使用高感光度的胶卷或调高数码相机的感光度；二是尽量使用三角架或独角架进行拍摄，一般来说照片的效果还是可以接受的。
参考文献：http://blog.sina.com.cn/s/blog_48623e440100a0rd.html