衍射
计算相机何时变得衍射限制
如何使用衍射
- 1输入光圈（f 值）和光波波长。
- 2输入传感器像素间距以查看像素级模糊。
- 3读取艾里斑尺寸及衍射是否限制锐度。
衍射极限与艾里斑
艾里半径 = 1.22 × λ × N；模糊直径[像素] = 2.44 × λ × N / 像素间距即使完美镜头也会把光弯曲成受光圈限制的微小衍射图样（艾里斑）。
超过某个 f 值后，艾里斑大于像素间距，即使景深增大画面也会变软。
衍射是光通过小孔时的波动现象：光圈越小，艾里斑（点光源形成的衍射斑）越大。**当艾里斑直径超过 2 个像素间距时，衍射就开始可见地降低锐度**。艾里斑直径 ≈ 2.44 × λ × N，其中 λ 是波长（绿光约 0.55 μm）、N 是光圈值。f/8 时约 10.8 μm，f/16 时约 21.5 μm，f/22 时约 29.6 μm。
**这就是「像素越高，越早遇到衍射」的原因**：4,500 万像素全幅的像素间距 4.3 μm，2 倍是 8.6 μm，对应约 f/6.4——意味着从 f/8 起衍射就开始影响（虽然轻微，常被镜头本身的像差掩盖）。**实用结论：高像素机身不要把光圈收得太小；需要大景深时优先用景深合成而非 f/22。**另外后期可适度用「去衍射」锐化（如 DxO 的镜头模块、Topaz 等），但无法真正恢复损失的细节。
| 画幅 / 像素 | 像素间距 μm | 衍射临界光圈 | 最佳光圈 |
|---|---|---|---|
| 全画幅 24MP | 5.9 | 约 f/16 | f/5.6 – f/8 |
| 全画幅 45MP | 4.3 | 约 f/11 | f/4 – f/5.6 |
| 全画幅 61MP | 3.8 | 约 f/10 | f/4 – f/5.6 |
| APS-C 24MP | 3.9 | 约 f/10 | f/4 – f/5.6 |
| M43 20MP | 3.3 | 约 f/8 | f/4 |
| 1 英寸 20MP | 2.4 | 约 f/5.6 | f/2.8 – f/4 |
| 手机 1/1.3 英寸 50MP | 约 0.6–1.2 | **约 f/1.4 – f/2.8（固定光圈已接近极限）** | 固定 |
各画幅的衍射临界光圈（艾里斑直径 = 2×像素间距）
常见问题
光圈越小越锐吗？
否；超过衍射极限后，收缩光圈虽增景深却会让细节变软。
波长取多少？
绿光约 550nm 是可见光摄影的良好平均值。
如何避免衍射软化？
用最锐光圈（全画幅常 f/5.6–f/8），避免极端值。
为什么手机光圈都是 f/1.8 左右不再大？
三个原因：① **手机传感器极小，等效景深已经很深**，f/1.8 的等效景深约等于全幅 f/11，再大也拍不出虚化；② **衍射限制**——手机像素间距可能只有 0.6–1.0 μm，f/2.8 时衍射就严重了，做成 f/1.4 是为了留出余量；③ **镜头体积和成本**——大光圈需要更多镜片、更大体积、更高公差，与手机的轻薄要求冲突。**所以手机厂商转而用算法虚化（人像模式）和计算摄影（多帧合成）来弥补物理限制。**
风光到底用 f/8 还是 f/16？
大多数情况 **f/8–f/11**。这个区间兼顾了：景深足够（配合超焦距或焦点堆叠）、镜头像差最小（多数镜头最佳光圈在 f/5.6–f/8）、衍射影响可控。**用 f/16 或 f/22 的场景**：需要极大景深且没有条件做合成；或者想拍出「太阳星芒」（小光圈配合光圈叶片能形成星芒，叶片数为奇数时星芒数是叶片数的 2 倍，偶数时等于叶片数）。**明确不建议：为了「更清晰」盲目收到 f/22——那是典型的误解，实际会更糊。**