无论是动物还是我们人类都有瞳孔，瞳孔在光线强的时候会缩小，以防太刺眼，而夜晚的时候会放大，增加通光量以看清夜间环境，光圈就是这样一个控制进光量的装置。但光圈也不仅仅只有控制进光量的作用，本文主要是讲解下光圈的相关概念，及在相机当中的作用。
1、光圈的相关概念
***、光阑
光圈在光学系统里的学名叫光阑，光阑的定义是对通过光学系统的光束起限制作用的光学元件。在成像系统中，对光束起限制作用的光学元件有如下几种：
a、透镜的大小
b、相机的光圈
c、底片的尺寸
如上透镜的大小、相机的光圈、底片的尺寸都叫光阑，光圈只是光阑的一种，根据光阑作用的不同，分为孔径光阑和视场光阑。
孔径光阑，也就是光圈，是限制成像光束口径，控制到达像面的光能光圈大小，也就是控制下图中的D'D 的大小；
视场光阑就是限制物平面上或物空间中最大成像范围的光阑，底片的尺寸就是视场光阑，如下图Q点发出的光就被视场光阑阻挡住了，而Q1点照射到底片上，顺利成像。
***、入瞳和出瞳
上述视频中，我们可以看到，从镜头前后看到的光圈大小是不一样的，但其实看到的也不是光圈的物理直径，而是光圈所成的像。从镜头正面看到的称为入瞳，后面看到的称为出瞳。
如下图所示，光圈 AB 会经过前面的透镜成像，所成的像 A'B' 中间的范围就叫入瞳（其实就是放大镜的成像原理，光圈在凸透镜后面，小于1倍焦距，成正立放大的虚像，物和像在同侧）。它是物面上所有点，发出光束的共同入口。当超出入瞳的光线入射的话，就会被光圈拦住。
如下图所示，红色线A1'B1'是入瞳直径，只有当入射的光线小于入瞳直径时，才能进入光圈，顺利在底片上成像。所以蓝色部分就叫有效通光口径。另外有效通光口径 不等于光圈的物理直径，他们是物与像的关系。
出瞳，是光圈通过在它后面的光学系统所成的像。如下图所示，A2B2 是光圈的物理直径，M2N2 是光圈的出瞳直径。也就是入瞳是入射光束的入口，而出瞳是入射光束的出口。
***、光圈系数
一般会用光圈系数表示镜头的通光能力（F=f/D），如下图，两个镜头的通光口径是一致的，但由于其焦距不同，它的锥顶角（ɵ）不同，右面镜头能入射的光线就多，其通光能力则更强，所以就需要用焦距和通光口径两个物理量结合来表示镜头的通光能力。
光圈大小是用光圈系数来表示，又称光圈系数、F数，光圈数用来描述镜头的通光能力。用f/表示，如f/8; 或者用Fn表示，如F8。计算公式是：F=f/D， f 为焦距，D为镜头有效通光口径，注意不能用此公式计算光圈的物理直径，此处的D是有效通过口径，它是光圈所成的像。
光圈系数与光圈的关系，根据计算公式可知，光圈系数与有效通光口径成反比，所以光圈系数越大，有效通光孔径越小，光圈越小；光圈系数越小，有效通光孔径越大，光圈越大。
2、光圈的作用
***、控制曝光量
改变光圈大小，控制进光量。如下图从左往右看，快门时间不变，增大光圈数，则光圈变小，进光量减少，画面变暗。
改变光圈大小，也就是改变像面照度，根据如下公式，F数是以 √2 倍增长的，所以要注意是没有像 F1.6，F3，F3.5 这些光圈数的，另外F数每增加一档，通光量减少一半，将F数代入公式计算就可得，但会有一点计算误差。
***、控制成像质量
光圈较大时，远离镜头条件，像差较大，还会有暗角和色散导致清晰度下降，理论上光圈越小越接近理想光学系统，清晰度会越好，但因为衍射作用反而导致清晰度下降，如下图：f8光圈数时分辨率最佳。
*** 、控制景深
通光改变景深大小，来达到突出主题，虚化背景的艺术效果，是摄影技术中最常用的方式。景深与光圈数成正比，即光圈越大，景深越小；
参考资料：https://www.icourse163.org/learn/XSJC-1207261801?tid=1455729441#/learn/announce
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