第二講 第二節(jié)鏡頭的性能與種類

1、第一章第一章 鏡頭的性能與種類鏡頭的性能與種類鏡頭鏡頭o光線沿直線傳播光線沿直線傳播,通過被稱作孔徑的圓通過被稱作孔徑的圓孔投射到膠片上孔投射到膠片上. 鏡頭鏡頭o鏡頭并不是膠片成像所必需的鏡頭并不是膠片成像所必需的,正如前正如前面已經(jīng)提及的針孔照相機(jī)面已經(jīng)提及的針孔照相機(jī),其工作時(shí)就其工作時(shí)就沒有鏡頭沒有鏡頭.o來自被攝體的光線通過一個(gè)微小的針來自被攝體的光線通過一個(gè)微小的針孔進(jìn)入不透光的盒子孔進(jìn)入不透光的盒子,如上圖所示如上圖所示,并在并在膠片上形成一幅倒立的影像膠片上形成一幅倒立的影像. o考慮到針孔照相機(jī)的工作特性如此考慮到針孔照相機(jī)的工作特性如此之簡(jiǎn)單之簡(jiǎn)單,因而其產(chǎn)生的影像應(yīng)該說因

2、而其產(chǎn)生的影像應(yīng)該說是相當(dāng)令人滿意了是相當(dāng)令人滿意了,但并不能算是但并不能算是足夠好的足夠好的,原因如下原因如下:o1. 即使在最好的環(huán)境條件下即使在最好的環(huán)境條件下,膠片膠片上所形成的影像也不是非常的清晰上所形成的影像也不是非常的清晰.o2. 由于通過針孔所進(jìn)入的光量只由于通過針孔所進(jìn)入的光量只是很少的一部分是很少的一部分,因此充分的膠片因此充分的膠片曝光往往需要很長(zhǎng)的時(shí)間曝光往往需要很長(zhǎng)的時(shí)間,有時(shí)會(huì)有時(shí)會(huì)長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí).o而鏡頭會(huì)解決這些問題而鏡頭會(huì)解決這些問題:1. 鏡頭能聚焦光束鏡頭能聚焦光束,可以在膠片可以在膠片上產(chǎn)生清晰的影像上產(chǎn)生清晰的影像.2. 鏡頭允放接納大量的光線鏡

3、頭允放接納大量的光線,只只需若干分之一秒的很短時(shí)間即可獲需若干分之一秒的很短時(shí)間即可獲得適當(dāng)?shù)钠毓獾眠m當(dāng)?shù)钠毓? o如上圖所示如上圖所示,鏡頭的孔徑比針孔大很多鏡頭的孔徑比針孔大很多倍倍,所以在確定的一段時(shí)間內(nèi)所以在確定的一段時(shí)間內(nèi),允許更多允許更多的光線進(jìn)入照相機(jī)的光線進(jìn)入照相機(jī). 第一節(jié)第一節(jié) 透鏡與加膜透鏡與加膜一一 透鏡的種類與性能透鏡的種類與性能一一 透鏡的種類與性能透鏡的種類與性能o1、凸透鏡：中間厚、邊緣薄、凸透鏡：中間厚、邊緣薄o2、凹透鏡：中間薄、邊緣厚、凹透鏡：中間薄、邊緣厚n 見透鏡示意圖見透鏡示意圖 P2 圖圖1-1o3、透鏡片組：、透鏡片組：“片片”指透鏡的片數(shù)，指透

4、鏡的片數(shù)，“組組”指透鏡的組合情況。如尼康鏡頭指透鏡的組合情況。如尼康鏡頭AF-S VR ZOOM NIKKOR ED 70-300 f4.5-5.6 G(IF) 為為12組組17片片。 o4、非球面透鏡：能有效地克服、非球面透鏡：能有效地克服“球球差差”，校正畸變。，校正畸變。n 見見P3 圖圖1-2 透鏡與成像透鏡與成像o5、螢石透鏡和超低色散透鏡、螢石透鏡和超低色散透鏡o6、多層衍射光學(xué)元件、多層衍射光學(xué)元件o7、透鏡性能地縮略標(biāo)記：如、透鏡性能地縮略標(biāo)記：如ED，AD，LD等。等。一一 透鏡的種類與性能透鏡的種類與性能二二 單層加膜與多層加膜單層加膜與多層加膜o鏡頭加膜地鏡頭加膜地作用

5、主要是作用主要是提高透光能提高透光能力，提高影力，提高影像質(zhì)量。像質(zhì)量。o1、未加膜鏡頭對(duì)光線地?fù)p失：每、未加膜鏡頭對(duì)光線地?fù)p失：每片片12%.o2、單層加膜與多層加膜（、單層加膜與多層加膜（MC）n 單層加膜只能對(duì)某一種波長(zhǎng)地色光單層加膜只能對(duì)某一種波長(zhǎng)地色光起作用，而多層加膜則能對(duì)多種色起作用，而多層加膜則能對(duì)多種色光起作用。光起作用。二二 單層加膜與多層加膜單層加膜與多層加膜o3、加膜提高影像質(zhì)量：不加膜產(chǎn)生漫、加膜提高影像質(zhì)量：不加膜產(chǎn)生漫反射，導(dǎo)致光斑和幻影。反射，導(dǎo)致光斑和幻影。o4、加膜質(zhì)量地目測(cè)鑒別：開足光圈，、加膜質(zhì)量地目測(cè)鑒別：開足光圈，打開打開B門，面對(duì)鏡頭正面，在鏡頭中

6、能門，面對(duì)鏡頭正面，在鏡頭中能看到人的臉部影像越淡，說明加膜質(zhì)看到人的臉部影像越淡，說明加膜質(zhì)量越好；反之，說明加膜質(zhì)量較差。量越好；反之，說明加膜質(zhì)量較差。二二 單層加膜與多層加膜單層加膜與多層加膜第二節(jié)第二節(jié) 焦距與口徑焦距與口徑一一 焦距與成像效果焦距與成像效果o“無限遠(yuǎn)的景物在焦平面結(jié)成清晰影像無限遠(yuǎn)的景物在焦平面結(jié)成清晰影像時(shí)，透鏡（或透鏡組）的第二節(jié)點(diǎn)至?xí)r，透鏡（或透鏡組）的第二節(jié)點(diǎn)至焦平面的垂直距離焦平面的垂直距離”。o鏡頭中心至膠片平面的距離。鏡頭中心至膠片平面的距離。o焦距與視覺成反比，與景深成反比。焦距與視覺成反比，與景深成反比。o成像效果如圖成像效果如圖1-3（P8）。）

7、。o正如我們已經(jīng)知道的，鏡頭是用來往正如我們已經(jīng)知道的，鏡頭是用來往黑盒子里傳送光線的。如果我們不希黑盒子里傳送光線的。如果我們不希望鏡頭接納最大的光量，就需要一種望鏡頭接納最大的光量，就需要一種減少通過鏡頭光量的方法。減少通過鏡頭光量的方法。二二 口徑與大口徑的優(yōu)點(diǎn)口徑與大口徑的優(yōu)點(diǎn)二二 口徑與大口徑的優(yōu)點(diǎn)口徑與大口徑的優(yōu)點(diǎn)o我們是利用改變我們是利用改變鏡頭鏡頭孔徑大小孔徑大小的的方法達(dá)到這一目方法達(dá)到這一目的的?？讖骄褪堑牡摹？讖骄褪怯煽勺児馊Γㄈ~由可變光圈（葉片組）在鏡頭中片組）在鏡頭中央產(chǎn)生的圓孔如央產(chǎn)生的圓孔如下圖所示：下圖所示： 二二 口徑與大口徑的優(yōu)點(diǎn)口徑與大口徑的優(yōu)點(diǎn)o鏡頭的口

8、徑又稱：鏡頭的口徑又稱：“有效口徑有效口徑”、“有效孔徑有效孔徑”，時(shí)表示鏡頭的最大進(jìn)，時(shí)表示鏡頭的最大進(jìn)光孔，也就是鏡頭的最大光圈。光孔，也就是鏡頭的最大光圈。o“口徑口徑”通常采用通常采用最大光孔直徑最大光孔直徑與與焦焦距距的比值表示。如的比值表示。如“50mm，1:2（或（或F2）o鏡頭的口徑越大，使用價(jià)值就越大。鏡頭的口徑越大，使用價(jià)值就越大。第三節(jié)第三節(jié) 鏡頭的種類與特性鏡頭的種類與特性三三 鏡頭的選擇鏡頭的選擇o標(biāo)準(zhǔn)鏡頭標(biāo)準(zhǔn)鏡頭o短焦距鏡頭短焦距鏡頭(廣角鏡頭廣角鏡頭) o長(zhǎng)焦距鏡頭長(zhǎng)焦距鏡頭(望遠(yuǎn)鏡頭望遠(yuǎn)鏡頭) o魚眼鏡頭魚眼鏡頭 o變焦距鏡頭變焦距鏡頭 o特殊鏡頭特殊鏡頭 標(biāo)準(zhǔn)

9、鏡頭標(biāo)準(zhǔn)鏡頭o標(biāo)準(zhǔn)鏡頭標(biāo)準(zhǔn)鏡頭：焦距與底片對(duì)角線長(zhǎng)度相焦距與底片對(duì)角線長(zhǎng)度相似，視角約似，視角約530 ，攝出照片接近人的視，攝出照片接近人的視覺感覺，用途較廣泛。覺感覺，用途較廣泛。o135相機(jī)（相機(jī)（24*36mm）中，）中，4058mm鏡頭稱為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。鏡頭稱為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。廣角鏡頭與超廣角鏡頭廣角鏡頭與超廣角鏡頭o廣角鏡頭：廣角鏡頭：焦距小于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。焦距小于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。o135相機(jī)中相機(jī)中 2438mm稱普通廣角稱普通廣角鏡（鏡（ 70o 左右）左右）;1724 mm超廣角超廣角鏡（鏡（ 90o 左右）。左右）。o 使用注意：焦距短，視角大，適宜拍大場(chǎng)面；使用注意：焦距短，視角大，適宜拍大

10、場(chǎng)面；景深大；透視感強(qiáng)；易變形景深大；透視感強(qiáng)；易變形失真。失真。遠(yuǎn)攝與超遠(yuǎn)攝鏡頭遠(yuǎn)攝與超遠(yuǎn)攝鏡頭o遠(yuǎn)攝鏡頭遠(yuǎn)攝鏡頭：焦距大于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。焦距大于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。o135相機(jī)中相機(jī)中 85300mm稱遠(yuǎn)攝鏡稱遠(yuǎn)攝鏡頭（頭（ 12o 左右）左右）;3002000mm稱稱超遠(yuǎn)攝鏡頭（超遠(yuǎn)攝鏡頭（ 8o 左右）。左右）。o此類鏡頭視角小，變形小，影像大，此類鏡頭視角小，變形小，影像大，拍攝人物神態(tài)、運(yùn)動(dòng)特寫、野生動(dòng)物拍攝人物神態(tài)、運(yùn)動(dòng)特寫、野生動(dòng)物等有獨(dú)特功能。等有獨(dú)特功能。 o使用注意：景深小，對(duì)焦要準(zhǔn)；鏡筒使用注意：景深小，對(duì)焦要準(zhǔn)；鏡筒長(zhǎng)，重量大，不易拿穩(wěn)長(zhǎng)，重量大，不易拿穩(wěn) ，最好使用三，最好使用三

11、腳架；長(zhǎng)焦鏡透視感弱。腳架；長(zhǎng)焦鏡透視感弱。遠(yuǎn)攝與超遠(yuǎn)攝鏡頭遠(yuǎn)攝與超遠(yuǎn)攝鏡頭ohttp:/ 攝影頻道攝影頻道 180o 左右）左右） 。 o使用注意：變形十分嚴(yán)重；拍攝范圍使用注意：變形十分嚴(yán)重；拍攝范圍極大。極大。 如圖。如圖。反射式鏡頭反射式鏡頭o 折反射鏡頭是一種利用凹面的反光鏡折反射鏡頭是一種利用凹面的反光鏡位于鏡頭筒的末端位于鏡頭筒的末端,距離照相機(jī)最近距離照相機(jī)最近.光光線到達(dá)反光鏡拋物線形狀的表面后向線到達(dá)反光鏡拋物線形狀的表面后向其焦點(diǎn)反射其焦點(diǎn)反射,并經(jīng)一片較小的反光鏡再并經(jīng)一片較小的反光鏡再向照相機(jī)反射向照相機(jī)反射.反射的影像通過主反光反射的影像通過主反光鏡中央的圓孔并由各

12、種透鏡單元進(jìn)一鏡中央的圓孔并由各種透鏡單元進(jìn)一步聚焦后傳遞到照相機(jī)步聚焦后傳遞到照相機(jī). o這種鏡頭的通俗稱呼叫這種鏡頭的通俗稱呼叫反射頭反射頭,其優(yōu)其優(yōu)點(diǎn)是用相對(duì)很短的鏡頭筒即可實(shí)現(xiàn)很點(diǎn)是用相對(duì)很短的鏡頭筒即可實(shí)現(xiàn)很長(zhǎng)的焦距長(zhǎng)的焦距.因而因而,典型的典型的500mm反射反射頭頭,長(zhǎng)度不會(huì)超過長(zhǎng)度不會(huì)超過4英寸英寸.普通的普通的500 mm遠(yuǎn)攝鏡頭或許要遠(yuǎn)攝鏡頭或許要1英尺或更長(zhǎng)一些英尺或更長(zhǎng)一些,與其相比與其相比,可以說反射頭相當(dāng)短了可以說反射頭相當(dāng)短了;并且并且當(dāng)你攜帶很多鏡頭旅行時(shí)當(dāng)你攜帶很多鏡頭旅行時(shí),這種較小的這種較小的尺寸會(huì)帶來極大的便利尺寸會(huì)帶來極大的便利 警警 告告o任何情況下

13、，將遠(yuǎn)攝鏡頭直接對(duì)準(zhǔn)太陽都任何情況下，將遠(yuǎn)攝鏡頭直接對(duì)準(zhǔn)太陽都可能是危險(xiǎn)的。你或許知道決不能通過望可能是危險(xiǎn)的。你或許知道決不能通過望遠(yuǎn)鏡直接觀察太陽。遠(yuǎn)攝鏡頭也是一種望遠(yuǎn)鏡直接觀察太陽。遠(yuǎn)攝鏡頭也是一種望遠(yuǎn)鏡；它既可以匯聚太陽的光線，也可以遠(yuǎn)鏡；它既可以匯聚太陽的光線，也可以匯聚這些光線的熱量。折反射鏡頭尤其如匯聚這些光線的熱量。折反射鏡頭尤其如此，因?yàn)樗试S通過產(chǎn)生熱能的紅外線百此，因?yàn)樗试S通過產(chǎn)生熱能的紅外線百分比更高。分比更高。 變焦鏡頭變焦鏡頭o 在某范圍焦距可連續(xù)改變，用途廣泛。在某范圍焦距可連續(xù)改變，用途廣泛。l、轉(zhuǎn)環(huán)式轉(zhuǎn)環(huán)式，又稱雙環(huán)式變，又稱雙環(huán)式變 變焦環(huán)與調(diào)焦變焦環(huán)與調(diào)

14、焦環(huán)彼此獨(dú)立；環(huán)彼此獨(dú)立；2、推拉式推拉式，又稱單環(huán)式轉(zhuǎn)動(dòng)，又稱單環(huán)式轉(zhuǎn)動(dòng)為調(diào)焦，推拉為變焦。為調(diào)焦，推拉為變焦。o 變焦范圍變焦范圍25-50、35-85、35-105、80-200、70-210、100-300、50-250 .有些還帶微距裝置有些還帶微距裝置Micro的鏡頭。的鏡頭。 特殊鏡頭o微距鏡頭，透視調(diào)整鏡頭，柔焦鏡頭，微距鏡頭，透視調(diào)整鏡頭，柔焦鏡頭，閃光鏡頭，短筒鏡頭，醫(yī)用鏡頭，顯閃光鏡頭，短筒鏡頭，醫(yī)用鏡頭，顯微鏡頭，紅外線紫外線專用鏡頭，微微鏡頭，紅外線紫外線專用鏡頭，微光鏡頭。光鏡頭。微距鏡頭微距鏡頭 o微距鏡頭是一種可以非常接近被攝體微距鏡頭是一種可以非常接近被攝體進(jìn)

15、行聚焦的鏡頭進(jìn)行聚焦的鏡頭,微距鏡頭在膠片上所微距鏡頭在膠片上所形成的影像大小與被攝體自身的真實(shí)形成的影像大小與被攝體自身的真實(shí)尺寸差不多相等。尺寸差不多相等。o膠片上的影像大小與真實(shí)被攝體大小膠片上的影像大小與真實(shí)被攝體大小的關(guān)系叫做復(fù)制比率。的關(guān)系叫做復(fù)制比率。o1:1的比率意味著膠片上的影像跟實(shí)物的比率意味著膠片上的影像跟實(shí)物大小一樣，大小一樣，1:2的比率意味著膠片上的的比率意味著膠片上的影像是真實(shí)物體大小的一半，影像是真實(shí)物體大小的一半，1:3的比的比率意味著影像是物體的率意味著影像是物體的1/3，等。，等。微距鏡頭微距鏡頭 o微距鏡頭可以是任何焦距的鏡頭，既微距鏡頭可以是任何焦距的

16、鏡頭，既有有50mm的微距鏡頭，也有的微距鏡頭，也有100mm的微距鏡頭或的微距鏡頭或70-180mm的微距變的微距變焦鏡頭。焦鏡頭。微距鏡頭微距鏡頭 o給鏡頭冠以微距的名稱，只不過是說給鏡頭冠以微距的名稱，只不過是說明這種鏡頭除了具有確定焦距的普通明這種鏡頭除了具有確定焦距的普通鏡頭的功能外，跟一般鏡頭相比還可鏡頭的功能外，跟一般鏡頭相比還可以聚焦更近的被攝體，在膠片上形成以聚焦更近的被攝體，在膠片上形成實(shí)物般大小的影像。實(shí)物般大小的影像。微距鏡頭微距鏡頭 o 微距鏡頭對(duì)于拍攝小物體頗具價(jià)值微距鏡頭對(duì)于拍攝小物體頗具價(jià)值,比如比如昆蟲、花卉、郵票等等昆蟲、花卉、郵票等等. o p23微距鏡頭

17、微距鏡頭 七七 防抖動(dòng)鏡頭防抖動(dòng)鏡頭o指帶有防抖動(dòng)功能的鏡頭。指帶有防抖動(dòng)功能的鏡頭。o防抖動(dòng)功能簡(jiǎn)稱防抖動(dòng)功能簡(jiǎn)稱“AS”或或“IS”，它能，它能減少甚至消除手持相機(jī)拍攝時(shí)，由于減少甚至消除手持相機(jī)拍攝時(shí)，由于手的抖動(dòng)造成對(duì)影像清晰度的影響。手的抖動(dòng)造成對(duì)影像清晰度的影響。o光學(xué)防抖動(dòng)技術(shù)光學(xué)防抖動(dòng)技術(shù)oCCD防抖動(dòng)技術(shù)防抖動(dòng)技術(shù)o如如尼康尼康A(chǔ)F-S VR ZOOM NIKKOR ED 70-300 f4.5-5.6 G(IF) 第四節(jié)第四節(jié) 鏡頭的像差鏡頭的像差o理想的攝影鏡頭在成像時(shí)，必須具備理想的攝影鏡頭在成像時(shí)，必須具備下列幾點(diǎn)特性：下列幾點(diǎn)特性：o點(diǎn)必須成像為點(diǎn)。點(diǎn)必須成像為點(diǎn)。

18、o正前方的面必須與光軸垂直成像為正前方的面必須與光軸垂直成像為正的面。正的面。o被攝體與鏡頭的成像必須是相似形。被攝體與鏡頭的成像必須是相似形。 第四節(jié)第四節(jié) 鏡頭的像差鏡頭的像差o此外，從映像表現(xiàn)面來看，忠實(shí)的色此外，從映像表現(xiàn)面來看，忠實(shí)的色彩再現(xiàn)性也不容忽視。如果只注意到彩再現(xiàn)性也不容忽視。如果只注意到靠近光軸的光線，那么，單色光（特靠近光軸的光線，那么，單色光（特定波長(zhǎng)的光）的場(chǎng)合就可以獲得接近定波長(zhǎng)的光）的場(chǎng)合就可以獲得接近理想鏡頭的描寫性能。理想鏡頭的描寫性能。第四節(jié)第四節(jié) 鏡頭的像差鏡頭的像差o然而，對(duì)于必須使用大光圈以獲取充然而，對(duì)于必須使用大光圈以獲取充分的光量，對(duì)焦也不只限

19、于近光軸區(qū)分的光量，對(duì)焦也不只限于近光軸區(qū)域，而是畫面的每一個(gè)角落的攝影鏡域，而是畫面的每一個(gè)角落的攝影鏡頭而言，只要下列各項(xiàng)障礙因素存在，頭而言，只要下列各項(xiàng)障礙因素存在，滿足理想條件的完美鏡頭是不存在的滿足理想條件的完美鏡頭是不存在的: 第四節(jié)第四節(jié) 鏡頭的像差鏡頭的像差o1.幾乎所有的鏡片面都是球面構(gòu)成的，幾乎所有的鏡片面都是球面構(gòu)成的，因此，以點(diǎn)呈現(xiàn)出來的光，無法結(jié)成因此，以點(diǎn)呈現(xiàn)出來的光，無法結(jié)成理想的點(diǎn)。理想的點(diǎn)。o2.光的波長(zhǎng)的不同，焦點(diǎn)位置也不同。光的波長(zhǎng)的不同，焦點(diǎn)位置也不同。 o3.廣角、變焦、望遠(yuǎn)等，改變畫角時(shí)廣角、變焦、望遠(yuǎn)等，改變畫角時(shí)所衍生的各色各樣的需求。所衍生的

20、各色各樣的需求。 第四節(jié)第四節(jié) 鏡頭的像差鏡頭的像差o包括這些因素在內(nèi)的成像，和理想的包括這些因素在內(nèi)的成像，和理想的像之間的差異，總稱為像差像之間的差異，總稱為像差（aberration）。）。o總之，為了實(shí)現(xiàn)高性能鏡頭的目標(biāo)，總之，為了實(shí)現(xiàn)高性能鏡頭的目標(biāo)，如何全力減少像差，以及如何盡量接如何全力減少像差，以及如何盡量接近理想成像，將是最關(guān)鍵性的課題。近理想成像，將是最關(guān)鍵性的課題。 第四節(jié)第四節(jié) 鏡頭的像差鏡頭的像差第四節(jié)第四節(jié) 鏡頭的像差鏡頭的像差o即即“失真失真”。o球差、色差、慧差、場(chǎng)差、場(chǎng)曲、球差、色差、慧差、場(chǎng)差、場(chǎng)曲、像散和畸變。像散和畸變。1、球差、球差o由于透鏡是球面而引起的一種像差。由于透鏡是球面而引起的一種像差。n 見圖見圖1-5 球差示意圖球差示意圖 P20o消除或減小球差的辦法主要有三種。消除或減小球差的辦法主要有三種。n 采用非球面透鏡；采用非球面透鏡；n 采用多片透鏡的組合；采用多片透鏡的組合；n 縮小光圈。縮小光圈。2、色差、色差o 指鏡頭對(duì)不同色光產(chǎn)生的聚焦點(diǎn)不一的像差指鏡頭對(duì)不同色光產(chǎn)生的聚焦點(diǎn)不一的像差o 縱向色差（圖縱向色差（圖1-6）、橫向色差（圖