焦比

在光學中，一個光學系統中的焦比（，或稱F值、F比例、相對孔徑、光圈值、光圈系数等，習慣上也簡稱「光圈」）表達鏡頭的焦距和光圈直徑大小的關係。簡單來說，焦比等於焦距數除以孔徑數。焦比是無因次的，它代表了攝影學中的一個重要概念：鏡速（lens speed）的量，即同鏡頭同進光量下需要的快門速度。

標誌
ƒ-number公式中，ƒ-number寫作ƒ/#，又標作為N，公式如下：

f/\# = N = \frac fD \

上式中，ƒ是焦距，而D是光圈孔直徑（孔徑）。慣例上，“ƒ/#”視為單一符號，書寫時數值替代符號中的#。舉個例子，若焦距值是光圈直徑的16倍，那樣ƒ值記為ƒ/16，或N = 16。

按ƒ/N標誌法的字面解釋，N如同實際孔徑的算術表達方式，即焦距除以ƒ值：D=f/N。

級數、光圈級數慣例及曝光
相機上具有0.95的50 mm鏡頭]]

在攝影中的「光圈級數」是進光量的比值，每一全級表示進光量加倍或減半。傳統上，鏡頭上的光圈值至少對應了全級級數，例如1、1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22等。這些光圈值是公比為1/\sqrt{2}的等比數列：
f/1 = \frac{f}{(\sqrt{2})^0},\ f/1.4 = \frac{f}{(\sqrt{2})^1},\ f/2 = \frac{f}{(\sqrt{2})^2},\ f/2.8 = \frac{f}{(\sqrt{2})^3},\ \ldots

因此，按光圈值的定義，每上升一級全級級數，光圈孔直徑減小為原本的1/\sqrt{2}，則進光量減少為原本的(1/\sqrt{2})^2 = 1/2。例如，在相同設備及曝光時間下，2的總進光量是2.8的兩倍；若要使總進光量相當，則2.8的曝光時長需設定為2的兩倍。

相對級數
標準全級光圈值尺度
通过镜头到达底片或感光元件的光的照度和光圈孔径的平方成正比，和光圈数的平方成反比。全级光圈值中相邻两个光圈数的平方比为1:2，即表示進光量為2:1。因此，光圈环转动一格，照度相差一倍，例如：2 \times 1.4^2 \approx 2^2表示f/# 1.4的進光量是f/# 2的二倍，2 \times 5.6^2 \approx 8^2同樣表示f/# 5.6的進光量是f/# 8的二倍，而4 \times 1.4^2 \approx 2.8^2表示f/# 1.4的進光量是f/# 2.8的2^2=4倍。

典型半級光圈值尺度
每半級光圈值之間的進光量比為\sqrt{2}:1。例如，\sqrt{2} \times 1.4^2 \approx 1.7^2表示f/# 1.4的進光量是f/# 1.7的\sqrt{2} \approx 1.414倍。

典型三分之一級光圈值尺度
每三分之一級光圈值之間的進光量比為\sqrt[3]{2}:1。例如，\sqrt[3]{2} \times 1.4^2 \approx 1.6^2表示f/# 1.4的進光量是f/# 1.6的\sqrt[3]{2} \approx 1.26倍。

注意有些時候上述數值是有歧義的；舉例說，f/1.2可用在半級或三分之一級的系統；有時f/1.3及f/3.2也用於三分之一級的系統。

曝光級數（T-stops）
在T-stops中的T指transmission，即「透射率」，由於所有鏡頭會吸收一部分通過的光線（特別是變焦鏡頭存在很多元件），曝光級數（T-stops）有時替代焦距比數作為曝光依據，尤其在電影拍攝用鏡頭。曝光級數在電影攝影中流行使用，在變焦鏡頭出現前，固定焦距鏡頭也使用曝光級數值。這容許了轉換不同鏡頭時可以不影響整體場景畫面的光度。每個鏡頭都獨立測試真實光源的光透射率，並指派相對應的曝光級數值。曝光級數值量度了鏡頭實際上的光線透射率，相等於理想鏡頭的100%光透射率。

重申，由於所有鏡頭會吸收一部分通過的光線，在一個鏡頭中的曝光級數值永遠高於焦距比數。近年來，鏡頭科技的進步，及底片的曝光寬容度，都減少了曝光級數值的理論性。要記住：焦距比級數用於焦距比例，曝光級數值用於光線透射率。

陽光16法則
對成像質素的效果
望遠鏡內的焦距比
有效光圈值
歷史
參見

• （攝影家Ansel Adams和Edward Weston所屬的攝影組織）
• 光圈
• 景深
• 望遠鏡
• 曝光值 (Exposure Value, EV)

參考資料