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　　在摄像机的日常使用中，大家经常会接触到“光圈”一词，但是不是每个人都能真正理解呢?今天，我们就来说说光圈那些事儿。

　　什么是光圈

　　光圈(础辫别谤迟耻谤别)是一个镜头内部的装置，用来控制透过镜头的光线多少，从而控制进入到图像感光面的光通量。一般情况下，它是一个多边形或者圆形，并且面积可变的孔状光栅。形状如下图。

　　下图演示了光圈机构的变化形成的不同大小的光圈。

　　下图是光圈在镜头中的位置：

　　光圈的度量

　　光圈一般都用贵值进行度量，如贵1.2，贵1.8等等。其计算公式如下：

　　光圈贵值=镜头的焦距/镜头光圈的直径

　　从以上的公式可知

　　1. 相同的光圈F值，长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。

　　2. 光圈 F 值越小，通光孔径越大，在同一单位时间内的进光量便越多。参见下图：

　　光圈对图像的影响

　　到此，我们已经明白了什么是光圈。那么，到底光圈对摄像机的图像有什么影响呢?

　　影响1：决定镜头的进光量。在快门不变的情况下，贵值越小，光圈越大，进光量越多，画面越亮;贵值越大，光圈越小，进光量越少，画面越暗。

　　简单的说，光圈好比是眼睛里的瞳孔，在黑暗的地方，瞳孔放大，让光线尽可能多的进入到眼中，以看清隐藏在黑暗中的物体;在光照强烈的地方，瞳孔缩小，以减少光线的进入。

　　影响2：决定景深大小(深浅)。光圈越大(贵值越小)，景深越浅;光圈越小(贵值越大)，景深越深。

　　这里简单介绍一下景深的概念，了解的童鞋可自行略过。

　　【百度百科】景深是指在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围。在聚焦完成后，在焦点前后的范围内都能形成清晰的像，这一前一后的距离范围，便叫做景深。

　　通俗的说，在摄像机对焦清楚后，能够看清的距离范围就叫景深。

　　那么，怎么理解光圈对景深的影响呢?举个生活中的例子：患有近视眼的朋友，不戴眼镜的话，总是习惯性地眯起眼睛看东西，这样往往看得清楚一些，套用术语，这就叫做：缩小光圈(瞳孔)，增加景深。

　　监控摄像机常见光圈的类型

　　在监控中，根据场景的不同，往往需要采用不同的镜头，主要包含了固定光圈和可变光圈两大类别。

　　固定光圈镜头

　　固定光圈镜头，顾名思义，其光圈是一个固定的大小，不可变化和调整。通常，我们在这种镜头上能看到一个标识：贵齿齿，这个标识就是贵值，表明了这款镜头的光圈大小。如下图：

　　以及下图：

　　固定光圈镜头的好处在于成本低廉。由于不需要增加调节光圈变化的机构，能够节约材料，降低成本。但由于其光圈不可变，对于外界的光线强弱不能进行有效调节，因此，对于复杂的光照场景适应能力有限，一般用于光线恒定或变化较小的场合。

　　可变光圈镜头

　　相对于固定光圈，可变光圈镜头自然是可以调节光圈大小的。根据调节的方法，又可分为手动光圈镜头与自动光圈镜头。

　　l 手动光圈镜头

　　靠人工手动调节光圈大小的镜头，称之为手动光圈镜头。使用者可以针对不同的场景手动调节光圈大小，以获得满意的图像效果。如下图：

　　在监控中，由于摄像机架设位置一般较高，不方便人工手动调节，所以此种镜头应用较少。

　　l 自动光圈镜头

　　由摄像机根据监控图像的光照变化自动调节光圈大小的镜头，称之为自动光圈镜头。如下图：

　　自动光圈镜头都带有一条“小尾巴”，以和摄像机进行通信，这是它的最大特点。

　　传统的自动光圈又分为两种驱动方式：VIDEO DRIVER和DC DRIVE，即视频驱动和直流电驱动。VIDEO DRIVE镜头是将光圈马达的驱动电路板安装于镜头内，利用摄像机输出图像信号到驱动电路板，再由驱动电路板来改变光圈马达，使光圈变化，成本与施工都比较贵。DC DRIVER镜头是将驱动电路板转至摄像机中，因此镜头不需要驱动电路板，直接由摄像机输出DC电流来改变光圈马达，使光圈产生变化，接头固定，成本较低。

　　目前，应用最广的是DC DRIVER的方式，一般也称为DC Iris。

　　P Iris

　　随着技术的不断发展以及对于图像质量要求的不断提高，DC Iris逐渐也暴露出了不足。对于光线亮度变化较大的情形，DC光圈镜头只是根据光线亮度用模拟信号进行调节变化，但不能提供给摄像机对于光圈位置的信息。没有这种信息，摄像机就不能有效地控制光圈以优化图像质量。于是，P Iris应运而生。

　　与DC光圈镜头不同，P Iris控件的主要任务不是不停地调节穿过镜头的光线流量，而是设置最佳光圈的位置，以便大部分时间镜头的中心及效果最佳的部分可得到使用，从而提高图像质量。这个位置叫做特定景深值，在此处镜头的效果最好，光学误差大大减少，可得到最佳图像质量(在对比度、分辨率和景深方面)。

　　我们以下面两张图进行说明(以canon 500d 两种不同光圈所拍下的图为例展示)：

　　上图的光圈开的口径比较大，进光亮比较多，曝光时间比较短，贵值比较小

　　下图的光圈开的口径比较小，进光亮比较少，曝光时间比较长，贵值比较大

 

　　如前所述，大光圈会带来充分的通光亮，但会造成景深较浅(背景模糊);要想同时满足大光圈和背景清楚，就需要在光圈位置找到一个最佳的平衡点，这就是P Iris的作用。

　　当然，要实现优越的性能，一方面要增加硬件的成本，另一方面也需要提高软件的复杂度，这也造成了P Iris在当前的应用尚不广泛。

　　结语

　　还是那句老话，天下没有十全十美的事物。没有一种光圈可以满足所有的需求，适应所有的场景;我们必须量体裁衣，根据不同的需求选择不同的光圈类型。