如何使用接写环和裁切传感器计算微距放大倍率

放大倍率也称复制倍率，用来比较传感器上图像的实际尺寸与被摄主体的实际尺寸。在 1:1，即 1× 时，10 mm 的主体会在传感器上形成 10 mm 的图像。在 1:2，即 0.5× 时，其图像为 5 mm。尼康以传感器平面上的尺寸关系来说明等倍复制。尼康：在家尝试微距摄影。

其定义公式为 m = 传感器上的图像尺寸 ÷ 主体实际尺寸。屏幕上的放大是另一个概念：在显示器上放大照片，只会改变显示尺寸，不会改变拍摄时的复制倍率。

比较相机时，这一区别很重要。主体图像宽 10 mm 时，在较小传感器上所占比例更大，尽管图像的实际尺寸仍是 10 mm。这是由复制倍率的定义直接推导出的。

接写环是位于相机和镜头之间的中空延长管。它将镜头进一步移离传感器，使镜头能够更近距离对焦并提高放大倍率。接写环内部没有额外的光学元件，兼容的接写环可以叠加使用；计算总长度时，将各环标称的延长长度相加即可。Cambridge in Colour：微距接写环与近摄镜。

使用 m ≈ m₀ + E/f，其中：

• m 是使用接写环时估算的放大倍率。
• m₀ 是镜头在所选对焦设置下不使用接写环时的放大倍率。
• E 是增加的接写长度，单位为毫米。
• f 是镜头在该对焦设置下的焦距，单位为毫米。

Claff 根据镜头的像距和焦距推导出了这一关系。接写环如何影响放大倍率。

以一支原生最大放大倍率为 0.20× 的 50 mm 镜头为例，增加 20 mm 接写长度后，m ≈ 0.20 + 20/50 = 0.60×。这个估算假设镜头设在最近对焦位置，且相关焦距仍约为 50 mm。

如果将镜头设为无限远对焦，其原生放大倍率会趋近于零，因此简化估算变为 m ≈ E/f。此时，这支 50 mm 镜头配 20 mm 接写环，放大倍率约为 0.40×。因此，对焦环的位置也应纳入计算；仅凭接写长度无法确定结果。

在此公式中使用镜头的实际焦距。对于标注为 50 mm 的镜头，不要代入其裁切等效焦距。

尼康解释说，较小的传感器记录的是镜头投射图像的中央较窄部分，不会在物理上改变镜头的光学特性。因此，在光学配置不变的情况下，更换传感器尺寸不会改变复制倍率。尼康：什么是裁切系数？如何计算？。

要计算画面横向能容纳的主体宽度，可将复制倍率公式改写为：主体取景宽度 = 有效传感器宽度 ÷ 放大倍率。使用相机规格中记录的传感器宽度，以及实际记录的图像区域。以下比较使用宽 36 mm 和宽 24 mm 的假设传感器：

光学放大倍率	36 mm 宽传感器的取景宽度	24 mm 宽传感器的取景宽度
0.50×	72 mm	48 mm
0.60×	60 mm	40 mm
1.00×	36 mm	24 mm

在 0.60× 时，宽 20 mm 的物体会投射出宽 12 mm 的图像。它占 36 mm 宽传感器宽度的三分之一，占 24 mm 宽传感器宽度的一半。在相同的光学放大倍率下，较小的传感器会带来更紧凑的取景。

要比较水平取景范围，可计算 全画幅等效放大倍率 = m × 36/传感器宽度。因此，在示例中宽 24 mm 的传感器上使用 0.60×，水平主体覆盖范围相当于在宽 36 mm 的传感器上使用 0.90×。请将该数值标注为取景等效值；光学放大倍率仍为 0.60×。

直接使用传感器宽度，也能避免比较不同长宽比的画幅时产生歧义。如果主体高度可能决定能否装入画面，请另行用 传感器高度 ÷ m 计算垂直覆盖范围。

先确定想要的构图。设 W 为主体的实际宽度，S 为传感器宽度，p 为你希望主体占画面宽度的比例。所有物理尺寸必须使用相同单位。

根据复制倍率的定义，传感器上的图像宽度应为 p × S，因此 目标放大倍率 = p × S/W。将接写倍率估算公式重新排列后，可得 所需接写长度 ≈ f × (目标放大倍率 − m₀)。

假设你希望宽 30 mm 的装饰物占据一块宽 24 mm 的假设传感器画面的 80%。你有一支原生最大放大倍率为 0.20× 的示例 50 mm 镜头：

1. 目标放大倍率 = 0.80 × 24/30 = 0.64×。
2. 所需接写长度 ≈ 50 × (0.64 − 0.20) = 22 mm。
3. 预计取景宽度 = 24/0.64 = 37.5 mm。
4. 主体占比 = 30/37.5 = 80%。

附近可用的接写长度可作为起点。在相同假设下，以下计算说明为什么把手头所有接写环都装上，可能会让构图过于紧凑：

增加的接写长度	估算放大倍率	示例 24 mm 传感器上的取景宽度	30 mm 主体能否横向装入画面？
0 mm	0.20×	120 mm	能，且周围留有大量空间
12 mm	0.44×	54.5 mm	能
20 mm	0.60×	40 mm	能，占画面宽度的 75%
36 mm	0.92×	26.1 mm	不能，在此对焦设置下无法装入

如果计算结果为零或负数，说明在所选原生设置下，所需构图不需要额外放大。尝试不加接写环的镜头，并调整对焦和相机位置。如果更改对焦设置，请重新计算或测量所得倍率。

主要限制在于把镜头上标注的焦距当成在所有对焦距离下都保持不变。Claff 的原始分析指出，焦距通常会在近距离对焦时缩短，并展示了使用近摄时的焦距如何改变对接写增益的预测。接写环如何影响放大倍率。

使用标称焦距进行的计算应视为规划估算。如果制造商提供了适用于你所用具体镜头和接写环组合的放大倍率表，可据此改进预测。

佳能 EF50mm f/1.8 STM 说明书提供了一个实用示例。其列出的原生最大放大倍率为 0.21×，搭配 EF12 II 时为 0.24–0.45×，搭配 EF25 II 时为 0.53–0.74×。这些数值会随对焦设置而变化。佳能 EF50mm f/1.8 STM 说明书：接写环规格。

用标称 50 mm 焦距计算，搭配 25 mm 接写环时的最大放大倍率为 0.21 + 25/50 = 0.71×，而佳能列出的数值是 0.74×。这一对比说明，近似公式不应取代已有的规格数据。

放大倍率也不会告诉你主体与镜头前端之间有多少空间。安排构图和灯光时，应另外评估这一点。接写环会缩小镜头能够合焦的距离范围，也可能导致无法对远处合焦。Cambridge in Colour：接写环的注意事项。

用尺子拍摄照片可以检查实际结果，无需知道镜头近摄时的焦距。以下方法根据复制倍率的定义推导而来：如果已知宽度的被摄物横跨完整的有效传感器宽度，则放大倍率就是两者的比值。

1. 在相机官方规格中查找传感器的物理宽度。如果记录的是裁切后的图像区域，请使用有效宽度。
2. 装上选定的接写环和镜头，选择焦距，并设定要测试的对焦位置。
3. 将毫米刻度尺平行于传感器平面放置，使刻度沿水平方向穿过画面中央。
4. 移动相机或尺子，直到刻度清晰合焦。调整时保持对焦设置不变。
5. 拍摄完整画面，读取图像左右边缘之间的尺子刻度距离。不要使用之后经过裁切或透视校正的版本。
6. 计算 实测放大倍率 = 有效传感器宽度 ÷ 尺子跨度。

例如，如果一块宽 24 mm 的假设传感器在画面中恰好记录了 30 mm 的尺子刻度，m = 24/30 = 0.80×。这就是实测的光学复制倍率。其水平全画幅取景等效值为 0.80 × 36/24 = 1.20×。

保持尺子与传感器平行，并仔细读取完整的毫米刻度间隔。尺子倾斜或图像裁切发生变化都会引入测量误差。记录接写长度、焦距、对焦设置、尺子跨度和计算出的倍率，以便重现这套配置。

用接写环公式选择起始组合，用传感器尺寸预测构图，再用尺子照片确定实际倍率。当实测视野能容纳主体以及你想要的周围空间后，换上主体，并保持这些光学设置进行拍摄。

• 聚焦：在家尝试微距摄影 — 尼康
• 微距接写环与近摄镜 — Cambridge in Colour
• 接写环如何影响放大倍率 — Bill Claff，Photons to Photos
• 什么是裁切系数？如何计算？DX 与 FX 解析 — 尼康
• EF50mm f/1.8 STM 说明书 — 佳能