把鏡頭上半部遮住會拍到什麼？
冼鏡光
December 25, 2007上線
January 22, 2009修訂
December 29, 2024搬家到此
冼鏡光
December 25, 2007上線
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在看這篇文章之前，建議您先看看什麼是焦距？這篇文章。
曾經在DCView.com上看到這樣的一道考題：
因為題目本身在語意與假設上有點含混，可能會造成應考人有不同的解讀或不同的意見，於是爭辯與筆戰在所難免， 但問題本身的確十分有趣而且極富啟發性，所以本文打算就這個問題做進一步而且比較詳細的探討。
下圖中L是透鏡，兩個F是焦點，O與I分別是被攝體與它的像； 另外，圖中還用不同顏色的實線與虛線標出從O的頂點到I的頂點的成像光跡。 如果用B把鏡頭上半部遮住，B就擋住了經過鏡頭上半部成像的光跡， 但是經過鏡頭下半部的光線依舊可以到達I成像，所以仍然會拍到物體体的全部。 不過因為入射光被遮住了一半，能夠到達底片上的光量只有原光量的一半。
真相果真就大白了嗎？沒有！因為「有圖有真相」的「真相」與上述的結論相互矛盾。 讓我也來做個實驗，如果用任何相機鏡頭拍攝都會得到一樣的結果（也就是上半部是黑的），「真相」就是真相了， 要不然尋求真相過程中所做的實驗必然有被忽略的因素。
我用的是望遠鏡頭Nikon AFS 70-300 f/4.5-5.6G ED，相機是Nikon D50。 為了確保遮住鏡頭的位置一致，我使用Cokin P系列的濾鏡座與鏡頭蓋，在拍攝時鏡頭蓋大約是在下面照片中的位置。 另外，因為拍攝時是陰天有大風與陣雨，所以照片中的樹葉會隨風擺動略為模糊，但不會影響本主題的結論。
下面的照片是在70mm的焦距下拍攝的，鏡頭蓋的黑影在畫面的一半所在， 沒有黑影的部位（照片下半部）上方約1/3左右的區域比下方2/3來得暗：
下面的照片是在100mm的焦距下拍攝的，黑影的部位向上退縮到只有70mm時的2/3左右：
下面的照片是在135mm的焦距下拍攝的，黑影的部位再向上退縮到只有100mm時的1/3左右：
下面的照片是在200mm的焦距下拍攝的，真正黑影的部位其實已經退到畫面之外，只留下比較暗的部份：
最後，下面的照片是在300mm的焦距下拍攝的，不但黑影的部位、連較暗的區域都不見了！
這幾張照片說明了什麼「真相」？為什麼黑影會隨焦距增加而慢慢退縮？ 是實驗不對還是理論有問題？ 答案是，理論是正確的，我們得要了解黑影是什麼、以及從何而來（也就是實驗時的控制參數），這就需要進一步的知識了。
先考慮廣角鏡頭（見前面的圖）。 如果阻擋物在鏡頭前方，因為大多數SLR/DSLR廣角鏡頭的左焦點在鏡筒內，所以阻擋物在焦距之外， 於是底片上會有它的實像，是故可以看到黑影的部份。
對標準鏡頭而言，如果左焦點在鏡筒內，結果如上所述，會出現阻擋物的像。 如果左焦點在鏡筒外、但阻擋物在左焦點的右邊，於是會產生虛像而不會在底片上成像，但因為擋住了一半的光線，到達底片的光量降低。
如果是望遠鏡頭，阻擋物極有可能在左焦點的右邊，於是結論如上。 以上面的Nikkor-Q 135mm f/3.5為例，不論阻擋物是在兩個節點之間、或在右節點的右邊，都只擋住了一半成像用的光線， 底片上還是有被攝體的像，而阻擋物仍然是虛像、不會在底片上出現。
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