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关于暗角问题，原先撞针觉得自己有一定认识，直到这次写作《Canon L镜头十日谈》一书的时候才发现原先的认识是有不足的，这里专门另写一篇关于暗角的内容，贴出来请大家指正。



暗角表现虽然类似，但从成因大致包括四种——渐晕暗角、余弦暗角、机械暗角和像素暗角，这里只说前两种。

渐晕暗角

通常叫“光学暗角”，但撞针觉得不妥——所有暗角都是光学问题，为什么只有这个叫做“光学暗角”呢。

“由轴外发出的充满入瞳的光被部分遮拦的现象叫渐晕”。简单的说，边缘入射的光线会受到光圈前后镜片大小的限制，特别是远离光圈位置镜片大小的限制，无法像中央入射光线那样充分利用光圈孔径，从而形成暗角。拿其镜头对着镜片看看，当镜头倾斜到一定角度，光圈开口就会被前后镜片边缘遮挡一部分，角度越大挡得越严实。

有两种方法可以消除渐晕暗角。一是收缩光圈，二是增加光圈前后镜片的大小。

要注意的是，增加镜片大小虽然可以消除渐晕暗角，但镜头体积、成本都会增加。边缘入射的光线往往伴随有较大的像差，适当的拦光结构虽然会引起渐晕暗角，但也拦掉了这些不良光线，有利于改善总体画质，因此渐晕暗角不一定总是坏事情，有时也是光学设计的一部分。


余弦暗角

一般叫做“自然暗角”，撞针觉得这名字也挺古怪的，不如“余弦暗角”更能体现这种暗角的特性。

在完全消除渐晕暗角的情况下，成像的亮度依然会随着角度的增加而减小，亮度与角度余弦的4方成正比。

为什么是余弦的4方呢？这里涉及到轴外像点的光照度公式的推导，撞针记忆中曾经看到过一个比较容易理解的解释：

1.中央光路长度是边缘光路长度的余弦，这一让边缘成像亮度下降到中央亮度的余弦平方。亮度与距离的平方成反比，大家只要注意一下光圈和焦距的关系就明白了。

2.边缘光线倾斜通过光圈，有效光圈形状是椭圆形的，相当于把光圈高度压扁到原先的余弦高度，因而通光量也是中央光线的余弦。

3.倾斜光线本身的强度就是中央光线的余弦，这个源自发光强度的余弦定律（朗伯余弦定律），就是说直射光强度大，斜射光强度小。

把这三点结合起来，就是 余弦平方x余弦x余弦=余弦四次方。

这种余弦暗角只与角度有关，与光圈无关。但并不是同焦距的镜头余弦暗角就相同。首先当然是等效倍率问题，只有等效倍率相同，角度才相同。其次是镜头结构问题，单反的广角镜头都必须采用逆望远结构，因此实际成像入射角度小于镜头的视角，余弦暗角也轻微一些。还有两种方法可以克服，一是使用特殊的准远心镜头，减小边缘光线的角度，但这样会降低镜头效率，增加镜片和卡口的大小；二是增加光圈效率，减小有效光圈随角度变化的量。



有几个有意思的提示：

1.增大增加光圈前后镜片的大小减小渐晕暗角的方法实际上就是增大了成像圈直径，类似于把120镜头放在135机身上用，自然没有渐晕暗角。

2.图表中亮度比并不是光圈/EV差异，亮度比的倒数以2为底的对数才是EV差。

2.4/3画幅镜头就采用了准远心镜头结构，国内常常引用日文写作“近焦阑镜头”。

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