【攝影教學】什麼是鏡頭暗角(Vignetting)?成因如何?又有多少種類呢?

暗角

基本上每支光學鏡頭都會出現暗角 (Vignetting),可以說是無可避免的物理現象。 雖然暗角是光學鏡頭必然發生的現象,但我們可以了解它多一點,從而減少它帶來的影響。

暗角的形成

暗角的形成主要有 5 個成因:

  1. 自然暗角 (Natural Vignetting)
  2. 光學暗角 (Optical Vignetting)
  3. 像素暗角 (Pixel Vignetting)
  4. 機械暗角 (Mechanical Vignetting)
  5. 人工暗角 (Artificial Vignetting)

自然暗角 (Natural Vignetting)

自然暗角會以中央往外漸暗的型態出現。

自然暗角 (Natural Vignetting)

光線離開鏡頭後,可以最短距離直抵感光元件的中心位置;而光線需要航行較長的距離方可抵達感光元件的邊緣位置。光線強度與航行時間是反比的,即光線航行的距離越長,強度越弱。 因此,抵達感光元件中央的光線會比到達邊緣位置的強,而越遠離中心位置,光線航行時間越長,能量也越弱。

自然暗角是自然照明下降的結果,成因不涉及光線被遮擋。

自然暗角形成圖

這解釋了為什麼偏暗的總是邊緣位置,而非影像中心位置。

大家明白了嗎?試解釋為什麼廣角鏡頭會產生較明顯的暗角?

光線越是平衡,光線抵達中心點及邊緣的距離就越接近。可惜,廣角鏡增加了入射光的角度,簡接地增加了光線抵達中心點及邊緣的距離,光線強弱反差大了,暗角自然也較明顯。

光學暗角 (Optical Vignetting)

光學暗角同樣是由中央往外漸暗的,主要是光線經過鏡片組後,鏡頭邊緣的光線被減弱得更多;鏡筒本身的陰影投射到鏡片上也會弱化鏡筒邊緣的光線。

光學暗角 (Optical Vignetting)

另外,從正面看鏡頭時,鏡頭是圖形的,面積也最大。從側一點的角度看,鏡頭變成了橢圓形,可見面積也小了。可視的面積越大,可接收的光量也越多。

橢圓形虛化光點 Bokeh

上圖是照片邊緣位置的虛化光點 Bokeh 的截圖,可以看到 Boken 是橢圓形而非圖形。印證了邊緣位置看到鏡面的面積相對較小。

再者,鏡筒會遮擋部份光線,令邊緣位置可接收的光量減少。 尤如烈日當空下,地球表面是最光猛的,隨太陽慢慢西移偏離中央位置,照射在地面的光線數量也會減少,光線會變得較溫和。 所以感光元件的中央位置可以接收最多的光線,而邊緣位置可接收的光線數量則較少。

失光過多的邊緣會嚴重影響影像品質,因此,光學暗角也影響到可用成像圈的大小。 差劣的鏡片組設計亦可令光學暗角問題加劇。而光圈越大,光學暗角越明顯,為什麼呢?。

光圈越大,感光元件上,正對光圈的中央位置可以無遮擋地吸收大部份光線;而鏡筒依然擋著部份本身可以抵達邊緣位置的光線。光量反差大了,暗角也明顯了。

像素暗角 (Pixel Vignetting)

像素暗角只會出現於數碼相機,這是基於感光元件的構造。試圖把每個素像的感光元件想像成有深度的洞,垂直的光線能輕易抵達洞底,而有角度的光線則較難接觸元件的底部。

機械暗角 (Mechanical Vignetting)

機械暗角是很突兀的黑角,成因主要是外來物的遮擋。遮擋物可以是遮光罩、濾鏡環、轉接環、甚至出現在鏡頭邊緣的頭髮都可構成機械暗角。

機械暗角 (Mechanical Vignetting)

大光圈可把近景大幅模糊化,有助弱化機械暗角。變焦鏡也可以較長焦段避開鏡頭邊緣的阻擋物。

人工暗角 (Artificial Vignetting)

我們可以 Photoshop 和 Lightroom 等修圖工具以後製方法替照片套上暗角。想要多浮誇的暗角也可以。至於暗暗的製作方法,大家可參閱《漂亮黑角 vs 醜陋黑角》及《Lightroom:一拉便能造出暗角》。

人工暗角

後製的暗角主要用來突顯照片中央的主角。

全片幅相機的暗角一般都比 APS-C 相機嚴重,因影像被裁去的地方較少。後製時,增強了明暗的反差也會令暗角變得更明顯。 只有機械黑角可以被完全消除外,自然暗角、光學暗角和像素暗角都是必然會發生的,只能靠後製來減少。

修正暗角

大家可以 Adobe Lightroom 和 Photoshop 輕易地修正暗角。若 Lightroom 和 Photoshop 支援使用的相機及鏡頭,大家只要勾選鏡頭修正選項,Lightroom 或 Photoshop 的 Camera RAW 便會自動被消除或減少暗角。

把全片幅的鏡頭套在 APS-C 相機上,也可消除或減少暗角。

APS-C 減少暗角

APS-C 感光元件的面積只佔全片幅鏡頭的中央位置,即是暗角最少的地方。

影像內容與暗角

暗角明顯與否取決於鏡片組的質量和鏡頭的設計,而影像內容也是要素之一。

夜景隱藏暗角

深色背景有助隱藏暗角。

下圖是經過後製方法去除了暗角。

消除暗角

自然暗角和光學暗角的出現也未必是壞事。有時候,暗角有助保留氛圍及把觀眾的注意力集中於中央位置,有引導的作用。 攝影師間中也會刻意替相片加上暗角來加強照片的焦點。或者保留鏡頭留下的自然及光學暗角,而不作出任何修正。

保留暗角

上圖是保留暗角的照片。大家又喜歡消除暗角還是保留了暗角的版本呢?

本篇列出了暗角的種類及它們的成因,以及減少它們的方法。最後亦指出偶爾也有保留暗角的需要。





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