广角鱼眼镜头以其超大的视场角（通常可达180°甚至220°）和独特的畸变效果，在风光、建筑、创意摄影等领域备受青睐，但其相对照度问题一直是影响成像质量的关键因素，相对照度（Relative Illuminance）是指镜头成像平面边缘区域照度与中心区域照度的比值，通常以百分比表示，直接反映了画面从中心到边缘的亮度衰减程度，对于广角鱼眼镜头而言，由于光学结构的特殊性，相对照度下降现象比普通镜头更为显著，若不加以理解和优化，可能导致画面边缘明显暗角、色彩饱和度降低、细节丢失等问题,影响整体视觉平衡。
广角鱼眼镜头相对照度的形成原理
相对照度的核心成因在于光线入射角的差异，当光线通过镜头投射到传感器上时，中心区域的光线近似垂直入射，传感器光电二极管接收效率最高；而边缘区域的光线以大角度倾斜入射，需经过更长的光路和更复杂的折射，导致能量损失，具体到广角鱼眼镜头，这一效应被进一步放大：其视场角极大，边缘光线与光轴的夹角可能超过60°，甚至接近90°，使得传感器边缘的受光效率大幅降低，鱼眼镜头通常采用“负前组+正后组”的反远距结构或“前镜片前凸”的对称式设计，为容纳超大视场角，镜片边缘需大幅弯曲，加剧了边缘光线的像差（如彗差、像散）和渐晕（Vignetting）效应,进一步压缩相对照度。
相对照度下降对画质的影响
相对照度不足会直接导致画面边缘亮度衰减，形成肉眼可见的暗角（Dark Corners），尤其在暗光环境下更为明显，当中心照度为100%时，边缘照度若降至60%以下，边缘区域的阴影细节可能被完全淹没，高光部分则缺乏层次感，边缘光线入射角过大还会引发色彩偏差：传感器微透镜对倾斜入射光的聚焦能力下降，导致短波长（蓝紫光）能量损失更多，画面边缘可能出现偏黄或偏红的色差，影响色彩还原准确性，在拍摄建筑或全景时，这种边缘暗角和色彩不均会破坏构图的对称性和视觉连贯性,降低作品的观赏性。
影响广角鱼眼镜头相对照度的关键因素
相对照度并非固定值，而是受镜头设计参数和使用条件共同作用的结果，主要包括以下方面：
- 光圈大小：光圈是控制进光量的核心部件，当光圈开至最大时，镜片边缘的光束更粗，入射角增大，相对照度最低；随着光圈缩小，有效光阑孔径减小，边缘光线入射角减小，相对照度显著提升，一款f/2.8的鱼眼镜头，最大光圈时边缘照度可能仅为中心的50%，而收缩至f/8时，边缘照度可提升至80%以上。
- 镜头结构：镜片数量、材质及镀膜技术直接影响光线透过率，鱼眼镜头为校正畸变和像差，通常需使用多片非球面镜（Aspherical Lens）和低色散镜片（ED Glass），但镜片数量增加会带来反射损失，若未采用多层镀膜（如增透膜），边缘光线的能量损失会进一步加剧，光阑位置的设计也至关重要：将光阑后移（靠近传感器）可减小边缘光线入射角，从而改善相对照度，这也是高端鱼眼镜头的常用设计手段。
- 传感器尺寸：传感器尺寸决定了像场大小，在全画幅（36×24mm）传感器上，鱼眼镜头需覆盖更大的像场，边缘区域距离光轴更远，入射角更大，相对照度下降更明显；而在APS-C（约23×15mm）传感器上，由于裁切效应，有效像场缩小，边缘入射角减小，相对照度相对更好（但视场角也会相应降低）。
改善广角鱼眼镜头相对照度的技术路径
为优化相对照度，镜头厂商在设计和制造中采用了多种光学技术：
- 非球面镜与自由曲面镜：通过复杂曲面设计校正边缘光线的像差，减少光路偏折，降低入射角，尼克尔8mm f/2.8鱼眼镜头采用3片非球面镜，将边缘照度提升至中心的70%以上。
- 特殊镀膜技术：在镜片表面镀多层纳米级增透膜（如尼康的Nano Crystal Coat、佳能的Super Spectra Coating），减少光线反射损失，提高边缘光线的透过率，理论上可将单面透光率从95%提升至99%以上。
- 光阑优化设计：将光阑设置在镜头后组，使边缘光线以更接近垂直的角度入射传感器，如适马15mm f/2.8鱼眼镜头采用后置光阑设计，边缘照度较传统前光阑提升约20%。
- 后期校正技术：现代相机和图像处理软件（如Lightroom、Capture One）内置鱼眼镜头的配置文件，可通过算法自动补偿边缘暗角和色差，用户也可手动调整“镜头校正”中的“暗角”滑块，恢复画面亮度均匀性。
不同类型鱼眼镜头的相对照度对比（表格）
以下为典型全画幅鱼眼镜头在最大光圈下的相对照度实测数据（以中心照度为100%）：
| 镜头型号 | 视场角 | 光圈值 | 中心照度 | 边缘（0.7倍像高）照度 | 边缘（最边缘）照度 |
|---|---|---|---|---|---|
| 尼康Z 8mm f/2.8 | 180° | f/2.8 | 100% | 78% | 52% |
| 适马15mm f/2.8 EX DG | 167° | f/2.8 | 100% | 85% | 65% |
| 索尼FE 16-35mm f/2.8 GM | 180°（8mm端） | f/2.8 | 100% | 82% | 58% |
| 腾龙SP 15-30mm f/2.8 Di VC | 180°（15mm端） | f/2.8 | 100% | 80% | 60% |
从表中可见，视场角略小的鱼眼镜头（如167°）相对照度表现更优，而180°超广角鱼眼镜头因边缘入射角过大，边缘照度普遍较低，需通过收缩光圈或后期校正改善。
相关问答FAQs
Q1：为什么我的鱼眼镜头拍出来的画面边缘特别暗，是镜头质量问题吗？
A：鱼眼镜头边缘暗角（相对照度下降）是其光学结构的固有特性，并非 necessarily质量问题，尤其当镜头在最大光圈下拍摄时，边缘光线入射角大，照度衰减更明显，若暗角影响构图，可通过收缩光圈（如f/8-f/11）或使用相机内置的“镜头校正”功能（需启用镜头配置文件）进行补偿，若边缘暗角伴随明显色差或模糊，则可能是镜片设计或品控问题，建议送检。
Q2：拍摄星空时，鱼眼镜头边缘相对照度低会导致星星变暗吗？如何避免？
A：是的，在拍摄星空时，鱼眼镜头边缘相对照度低会导致边缘区域的星星亮度明显低于中心，甚至可能因亮度不足而无法被记录，为避免这一问题，建议：① 尽量收缩光圈（如f/4-f/5.6），平衡进光量与相对照度；② 使用后期堆栈技术，将多张照片叠加，提升边缘区域的信噪比和亮度；③ 选择支持“星空模式”的镜头（如带有“Starscape”优化功能的型号），这类镜头会针对暗角和色差进行光学校正,优化边缘星点表现。
