第二讲第二节镜头的性能与种类

1、第一章第一章 镜头的性能与种类镜头的性能与种类第二讲第二节镜头的性能与种类镜头镜头o光线沿直线传播光线沿直线传播,通过被称作孔径的圆通过被称作孔径的圆孔投射到胶片上孔投射到胶片上. 镜头镜头o镜头并不是胶片成像所必需的镜头并不是胶片成像所必需的,正如前正如前面已经提及的针孔照相机面已经提及的针孔照相机,其工作时就其工作时就没有镜头没有镜头.o来自被摄体的光线通过一个微小的针来自被摄体的光线通过一个微小的针孔进入不透光的盒子孔进入不透光的盒子,如上图所示如上图所示,并在并在胶片上形成一幅倒立的影像胶片上形成一幅倒立的影像. o考虑到针孔照相机的工作特性如此考虑到针孔照相机的工作特性如此之简单之简

2、单,因而其产生的影像应该说因而其产生的影像应该说是相当令人满意了是相当令人满意了,但并不能算是但并不能算是足够好的足够好的,原因如下原因如下:o1. 即使在最好的环境条件下即使在最好的环境条件下,胶片胶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. 由于通过针孔所进入的光量只由于通过针孔所进入的光量只是很少的一部分是很少的一部分,因此充分的胶片因此充分的胶片曝光往往需要很长的时间曝光往往需要很长的时间,有时会有时会长达数小时长达数小时.o而镜头会解决这些问题而镜头会解决这些问题:1. 镜头能聚焦光束镜头能聚焦光束,可以在胶片可以在胶片上产生清晰的影像上产生清晰的影像.2

3、. 镜头允放接纳大量的光线镜头允放接纳大量的光线,只只需若干分之一秒的很短时间即可获需若干分之一秒的很短时间即可获得适当的曝光得适当的曝光. o如上图所示如上图所示,镜头的孔径比针孔大很多镜头的孔径比针孔大很多倍倍,所以在确定的一段时间内所以在确定的一段时间内,允许更多允许更多的光线进入照相机的光线进入照相机. 第一节第一节 透镜与加膜透镜与加膜一一 透镜的种类与性能透镜的种类与性能第二讲第二节镜头的性能与种类一一 透镜的种类与性能透镜的种类与性能o1、凸透镜：中间厚、边缘薄、凸透镜：中间厚、边缘薄o2、凹透镜：中间薄、边缘厚、凹透镜：中间薄、边缘厚n见透镜示意图见透镜示意图 P2 图图1-1

4、o3、透镜片组：、透镜片组：“片片”指透镜的片数，指透镜的片数，“组组”指透镜的组合情况。如尼康镜头指透镜的组合情况。如尼康镜头AF-S VR ZOOM NIKKOR ED 70-300 f4.5-5.6 G(IF) 为为12组组17片。片。 o4、非球面透镜：能有效地克服、非球面透镜：能有效地克服“球球差差”，校正畸变。，校正畸变。n见见P3 图图1-2 透镜与成像透镜与成像o5、萤石透镜和超低色散透镜、萤石透镜和超低色散透镜o6、多层衍射光学元件、多层衍射光学元件o7、透镜性能地缩略标记：如、透镜性能地缩略标记：如ED，AD，LD等。等。一一 透镜的种类与性能透镜的种类与性能二二 单层加膜

5、与多层加膜单层加膜与多层加膜o镜头加膜地镜头加膜地作用主要是作用主要是提高透光能提高透光能力，提高影力，提高影像质量。像质量。o1、未加膜镜头对光线地损失：每、未加膜镜头对光线地损失：每片片12%.o2、单层加膜与多层加膜（、单层加膜与多层加膜（MC）n单层加膜只能对某一种波长地色光单层加膜只能对某一种波长地色光起作用，而多层加膜则能对多种色起作用，而多层加膜则能对多种色光起作用。光起作用。二二 单层加膜与多层加膜单层加膜与多层加膜o3、加膜提高影像质量：不加膜产生漫、加膜提高影像质量：不加膜产生漫反射，导致光斑和幻影。反射，导致光斑和幻影。o4、加膜质量地目测鉴别：开足光圈，、加膜质量地目测

6、鉴别：开足光圈，打开打开B门，面对镜头正面，在镜头中能门，面对镜头正面，在镜头中能看到人的脸部影像越淡，说明加膜质看到人的脸部影像越淡，说明加膜质量越好；反之，说明加膜质量较差。量越好；反之，说明加膜质量较差。二二 单层加膜与多层加膜单层加膜与多层加膜第二节第二节 焦距与口径焦距与口径第二讲第二节镜头的性能与种类一一 焦距与成像效果焦距与成像效果o“无限远的景物在焦平面结成清晰影像无限远的景物在焦平面结成清晰影像时，透镜（或透镜组）的第二节点至时，透镜（或透镜组）的第二节点至焦平面的垂直距离焦平面的垂直距离”。o镜头中心至胶片平面的距离。镜头中心至胶片平面的距离。o焦距与视觉成反比，与景深成反

7、比。焦距与视觉成反比，与景深成反比。o成像效果如图成像效果如图1-3（P8）。）。o正如我们已经知道的，镜头是用来往正如我们已经知道的，镜头是用来往黑盒子里传送光线的。如果我们不希黑盒子里传送光线的。如果我们不希望镜头接纳最大的光量，就需要一种望镜头接纳最大的光量，就需要一种减少通过镜头光量的方法。减少通过镜头光量的方法。二二 口径与大口径的优点口径与大口径的优点二二 口径与大口径的优点口径与大口径的优点o我们是利用改变我们是利用改变镜头孔径大小的镜头孔径大小的方法达到这一目方法达到这一目的的。孔径就是的的。孔径就是由可变光圈（叶由可变光圈（叶片组）在镜头中片组）在镜头中央产生的圆孔如央产生的

8、圆孔如下图所示：下图所示： 二二 口径与大口径的优点口径与大口径的优点o镜头的口径又称：镜头的口径又称：“有效口径有效口径”、“有效孔径有效孔径”，时表示镜头的最大进，时表示镜头的最大进光孔，也就是镜头的最大光圈。光孔，也就是镜头的最大光圈。o“口径口径”通常采用最大光孔直径与焦通常采用最大光孔直径与焦距的比值表示。如距的比值表示。如“50mm，1:2（或（或F2）o镜头的口径越大，使用价值就越大。镜头的口径越大，使用价值就越大。第三节第三节 镜头的种类与特性镜头的种类与特性第二讲第二节镜头的性能与种类三三 镜头的选择镜头的选择o标准镜头标准镜头o短焦距镜头短焦距镜头(广角镜头广角镜头) o长

9、焦距镜头长焦距镜头(望远镜头望远镜头) o鱼眼镜头鱼眼镜头 o变焦距镜头变焦距镜头 o特殊镜头特殊镜头 标准镜头标准镜头o标准镜头标准镜头：焦距与底片对角线长度相焦距与底片对角线长度相似，视角约似，视角约530 ，摄出照片接近人的视，摄出照片接近人的视觉感觉，用途较广泛。觉感觉，用途较广泛。o135相机（相机（24*36mm）中，）中，4058mm镜头称为标准镜头。镜头称为标准镜头。广角镜头与超广角镜头广角镜头与超广角镜头o广角镜头：广角镜头：焦距小于标准镜头。焦距小于标准镜头。o135相机中相机中 2438mm称普通广角称普通广角镜（镜（ 70o 左右）左右）;1724 mm超广角超广角镜（

10、镜（ 90o 左右）。左右）。o使用注意：焦距短，视角大，适宜拍大场面；使用注意：焦距短，视角大，适宜拍大场面；景深大；透视感强；易变形景深大；透视感强；易变形失真。失真。远摄与超远摄镜头远摄与超远摄镜头o远摄镜头远摄镜头：焦距大于标准镜头。：焦距大于标准镜头。o135相机中相机中 85300mm称远摄镜称远摄镜头（头（ 12o 左右）左右）;3002000mm称称超远摄镜头（超远摄镜头（ 8o 左右）。左右）。o此类镜头视角小，变形小，影像大，此类镜头视角小，变形小，影像大，拍摄人物神态、运动特写、野生动物拍摄人物神态、运动特写、野生动物等有独特功能。等有独特功能。 o使用注意：景深小，对焦

11、要准；镜筒使用注意：景深小，对焦要准；镜筒长，重量大，不易拿稳长，重量大，不易拿稳 ，最好使用三，最好使用三脚架；长焦镜透视感弱。脚架；长焦镜透视感弱。远摄与超远摄镜头远摄与超远摄镜头o扣扣网扣扣网 摄影频道摄影频道/photo/鱼眼镜头与反射式镜头鱼眼镜头与反射式镜头o实际上也是一种极端的超广角镜头。实际上也是一种极端的超广角镜头。o135相机中，焦距相机中，焦距616mm。因前。因前端第一块透镜，好像鼓起的鱼眼，称端第一块透镜，好像鼓起的鱼眼，称鱼眼镜头（鱼眼镜头（ 180o 左右）左右） 。 o使用注意：变形十分严重；拍摄范围使用注意：变形十分严重；拍摄范围极大。极大。 如图。如图。反射

12、式镜头反射式镜头o 折反射镜头是一种利用凹面的反光镜折反射镜头是一种利用凹面的反光镜位于镜头筒的末端位于镜头筒的末端,距离照相机最近距离照相机最近.光光线到达反光镜抛物线形状的表面后向线到达反光镜抛物线形状的表面后向其焦点反射其焦点反射,并经一片较小的反光镜再并经一片较小的反光镜再向照相机反射向照相机反射.反射的影像通过主反光反射的影像通过主反光镜中央的圆孔并由各种透镜单元进一镜中央的圆孔并由各种透镜单元进一步聚焦后传递到照相机步聚焦后传递到照相机. o这种镜头的通俗称呼叫这种镜头的通俗称呼叫反射头反射头,其优其优点是用相对很短的镜头筒即可实现很点是用相对很短的镜头筒即可实现很长的焦距长的焦距

13、.因而因而,典型的典型的500mm反射反射头头,长度不会超过长度不会超过4英寸英寸.普通的普通的500 mm远摄镜头或许要远摄镜头或许要1英尺或更长一些英尺或更长一些,与其相比与其相比,可以说反射头相当短了可以说反射头相当短了;并且并且当你携带很多镜头旅行时当你携带很多镜头旅行时,这种较小的这种较小的尺寸会带来极大的便利尺寸会带来极大的便利 警警 告告o任何情况下，将远摄镜头直接对准太阳都任何情况下，将远摄镜头直接对准太阳都可能是危险的。你或许知道决不能通过望可能是危险的。你或许知道决不能通过望远镜直接观察太阳。远摄镜头也是一种望远镜直接观察太阳。远摄镜头也是一种望远镜；它既可以汇聚太阳的光线

14、，也可以远镜；它既可以汇聚太阳的光线，也可以汇聚这些光线的热量。折反射镜头尤其如汇聚这些光线的热量。折反射镜头尤其如此，因为它允许通过产生热能的红外线百此，因为它允许通过产生热能的红外线百分比更高。分比更高。 变焦镜头变焦镜头o在某范围焦距可连续改变，用途广泛。在某范围焦距可连续改变，用途广泛。l、转环式，又称双环式变变焦环与调焦环、转环式，又称双环式变变焦环与调焦环彼此独立；彼此独立；2、推拉式，又称单环式转动为、推拉式，又称单环式转动为调焦，推拉为变焦。调焦，推拉为变焦。o变焦范围变焦范围25-50、35-85、35-105、80-200、70-210、100-300、50-250 .有些

15、还带微距装置有些还带微距装置Micro的镜头。的镜头。 特殊镜头o微距镜头，透视调整镜头，柔焦镜头，微距镜头，透视调整镜头，柔焦镜头，闪光镜头，短筒镜头，医用镜头，显闪光镜头，短筒镜头，医用镜头，显微镜头，红外线紫外线专用镜头，微微镜头，红外线紫外线专用镜头，微光镜头。光镜头。微距镜头微距镜头 o微距镜头是一种可以非常接近被摄体微距镜头是一种可以非常接近被摄体进行聚焦的镜头进行聚焦的镜头,微距镜头在胶片上所微距镜头在胶片上所形成的影像大小与被摄体自身的真实形成的影像大小与被摄体自身的真实尺寸差不多相等。尺寸差不多相等。o胶片上的影像大小与真实被摄体大小胶片上的影像大小与真实被摄体大小的关系叫做

16、复制比率。的关系叫做复制比率。o1:1的比率意味着胶片上的影像跟实物的比率意味着胶片上的影像跟实物大小一样，大小一样，1:2的比率意味着胶片上的的比率意味着胶片上的影像是真实物体大小的一半，影像是真实物体大小的一半，1:3的比的比率意味着影像是物体的率意味着影像是物体的1/3，等。，等。微距镜头微距镜头 o微距镜头可以是任何焦距的镜头，既微距镜头可以是任何焦距的镜头，既有有50mm的微距镜头，也有的微距镜头，也有100mm的微距镜头或的微距镜头或70-180mm的微距变的微距变焦镜头。焦镜头。微距镜头微距镜头 o给镜头冠以微距的名称，只不过是说给镜头冠以微距的名称，只不过是说明这种镜头除了具有

17、确定焦距的普通明这种镜头除了具有确定焦距的普通镜头的功能外，跟一般镜头相比还可镜头的功能外，跟一般镜头相比还可以聚焦更近的被摄体，在胶片上形成以聚焦更近的被摄体，在胶片上形成实物般大小的影像。实物般大小的影像。微距镜头微距镜头 o 微距镜头对于拍摄小物体颇具价值微距镜头对于拍摄小物体颇具价值,比如比如昆虫、花卉、邮票等等昆虫、花卉、邮票等等. op23微距镜头微距镜头 七七 防抖动镜头防抖动镜头o指带有防抖动功能的镜头。指带有防抖动功能的镜头。o防抖动功能简称防抖动功能简称“AS”或或“IS”，它能，它能减少甚至消除手持相机拍摄时，由于减少甚至消除手持相机拍摄时，由于手的抖动造成对影像清晰度的

18、影响。手的抖动造成对影像清晰度的影响。o光学防抖动技术光学防抖动技术oCCD防抖动技术防抖动技术o如尼康如尼康AF-S VR ZOOM NIKKOR ED 70-300 f4.5-5.6 G(IF) 第四节第四节 镜头的像差镜头的像差第二讲第二节镜头的性能与种类o理想的摄影镜头在成像时，必须具备理想的摄影镜头在成像时，必须具备下列几点特性：下列几点特性：o点必须成像为点。点必须成像为点。o正前方的面必须与光轴垂直成像为正前方的面必须与光轴垂直成像为正的面。正的面。o被摄体与镜头的成像必须是相似形。被摄体与镜头的成像必须是相似形。 第四节第四节 镜头的像差镜头的像差o此外，从映像表现面来看，忠实

19、的色此外，从映像表现面来看，忠实的色彩再现性也不容忽视。如果只注意到彩再现性也不容忽视。如果只注意到靠近光轴的光线，那么，单色光（特靠近光轴的光线，那么，单色光（特定波长的光）的场合就可以获得接近定波长的光）的场合就可以获得接近理想镜头的描写性能。理想镜头的描写性能。第四节第四节 镜头的像差镜头的像差o然而，对于必须使用大光圈以获取充然而，对于必须使用大光圈以获取充分的光量，对焦也不只限于近光轴区分的光量，对焦也不只限于近光轴区域，而是画面的每一个角落的摄影镜域，而是画面的每一个角落的摄影镜头而言，只要下列各项障碍因素存在，头而言，只要下列各项障碍因素存在，满足理想条件的完美镜头是不存在的满足

20、理想条件的完美镜头是不存在的: 第四节第四节 镜头的像差镜头的像差o1.几乎所有的镜片面都是球面构成的，几乎所有的镜片面都是球面构成的，因此，以点呈现出来的光，无法结成因此，以点呈现出来的光，无法结成理想的点。理想的点。o2.光的波长的不同，焦点位置也不同。光的波长的不同，焦点位置也不同。 o3.广角、变焦、望远等，改变画角时广角、变焦、望远等，改变画角时所衍生的各色各样的需求。所衍生的各色各样的需求。 第四节第四节 镜头的像差镜头的像差o包括这些因素在内的成像，和理想的包括这些因素在内的成像，和理想的像之间的差异，总称为像差像之间的差异，总称为像差（aberration）。）。o总之，为了实现高性能镜头的目标，总之，为了实现高性能镜头的目标，如何全力减少像差，以及如何尽量接如何全力减少像差，以及如何尽量接近理想成像，将是最关键性的课题。近理想成像，将是最关键性的课题。 第四节第四节 镜头的像差镜头的像差第四节第四节 镜头的像差镜头的像差o即即“失真失真”。o球差、色差、慧差、场差、场曲、球差、色差、慧差、场差、场曲、像散和畸变。像散和畸变。1、球差、球差o由于透镜是球面而引起的一种像差。由于透镜是球面而引起的一种像差。n见图见图1-5 球差示意图球差示