繞射
計算相機何時會受到繞射限制
如何使用繞射
- 1輸入光圈（f 值）和光波波長。
- 2輸入感測器畫素間距以檢視畫素級模糊。
- 3讀取艾裡斑尺寸及衍射是否限制銳度。
衍射極限與艾裡斑
艾裡半徑 = 1.22 × λ × N；模糊直徑[畫素] = 2.44 × λ × N / 畫素間距即使完美鏡頭也會把光彎曲成受光圈限制的微小衍射圖樣（艾裡斑）。
超過某個 f 值後，艾裡斑大於畫素間距，即使景深增大畫面也會變軟。
衍射是光通過小孔時的波動現象：光圈越小，艾裡斑（點光源形成的衍射斑）越大。**當艾裡斑直徑超過 2 個畫素間距時，衍射就開始可見地降低銳度**。艾裡斑直徑 ≈ 2.44 × λ × N，其中 λ 是波長（綠光約 0.55 μm）、N 是光圈值。f/8 時約 10.8 μm，f/16 時約 21.5 μm，f/22 時約 29.6 μm。
**這就是「畫素越高，越早遇到衍射」的原因**：4,500 萬畫素全幅的畫素間距 4.3 μm，2 倍是 8.6 μm，對應約 f/6.4——意味著從 f/8 起衍射就開始影響（雖然輕微，常被鏡頭本身的像差掩蓋）。**實用結論：高畫素機身不要把光圈收得太小；需要大景深時優先用景深合成而非 f/22。**另外後期可適度用「去衍射」銳化（如 DxO 的鏡頭模組、Topaz 等），但無法真正恢復損失的細節。
| 畫幅 / 畫素 | 畫素間距 μm | 衍射臨界光圈 | 最佳光圈 |
|---|---|---|---|
| 全畫幅 24MP | 5.9 | 約 f/16 | f/5.6 – f/8 |
| 全畫幅 45MP | 4.3 | 約 f/11 | f/4 – f/5.6 |
| 全畫幅 61MP | 3.8 | 約 f/10 | f/4 – f/5.6 |
| APS-C 24MP | 3.9 | 約 f/10 | f/4 – f/5.6 |
| M43 20MP | 3.3 | 約 f/8 | f/4 |
| 1 英寸 20MP | 2.4 | 約 f/5.6 | f/2.8 – f/4 |
| 手機 1/1.3 英寸 50MP | 約 0.6–1.2 | **約 f/1.4 – f/2.8（固定光圈已接近極限）** | 固定 |
各畫幅的衍射臨界光圈（艾裡斑直徑 = 2×畫素間距）
常見問題
光圈越小越銳嗎？
否；超過衍射極限後，收縮光圈雖增景深卻會讓細節變軟。
波長取多少？
綠光約 550nm 是可見光攝影的良好平均值。
如何避免衍射軟化？
用最銳光圈（全畫幅常 f/5.6–f/8），避免極端值。
為什麼手機光圈都是 f/1.8 左右不再大？
三個原因：① **手機感測器極小，等效景深已經很深**，f/1.8 的等效景深約等於全幅 f/11，再大也拍不出虛化；② **衍射限制**——手機畫素間距可能只有 0.6–1.0 μm，f/2.8 時衍射就嚴重了，做成 f/1.4 是為了留出餘量；③ **鏡頭體積和成本**——大光圈需要更多鏡片、更大體積、更高公差，與手機的輕薄要求衝突。**所以手機廠商轉而用演算法虛化（人像模式）和計算攝影（多幀合成）來彌補物理限制。**
風光到底用 f/8 還是 f/16？
大多數情況 **f/8–f/11**。這個區間兼顧了：景深足夠（配合超焦距或焦點堆疊）、鏡頭像差最小（多數鏡頭最佳光圈在 f/5.6–f/8）、衍射影響可控。**用 f/16 或 f/22 的場景**：需要極大景深且沒有條件做合成；或者想拍出「太陽星芒」（小光圈配合光圈葉片能形成星芒，葉片數為奇數時星芒數是葉片數的 2 倍，偶數時等於葉片數）。**明確不建議：為了「更清晰」盲目收到 f/22——那是典型的誤解，實際會更糊。**