攝影學習筆記(03)——關于鏡頭之一

消費級數碼相機不可更換鏡頭,鏡頭機身一體;數碼單反相機機身與鏡頭可以分離,一般說相機主要是指機身,鏡頭單獨作為一個元素來研究。
數碼單反的成像質量與機身有關,但更取決于鏡頭;同時,也有錢的問題。機身之間價格有不小差距,鏡頭之間差距更大。
玩單反應該對鏡頭有個大致的了解,研究研究如何把手頭鏡頭用好,有時候也可以考慮一下換與不換的問題。

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一、鏡頭的基本知識
1.鏡頭是相機的主要部件

不是所有的相機都需要鏡頭,小孔相機沒有鏡頭,我們使用的相機,不管是單反、卡片機還是手機,都有鏡頭。

2.鏡頭的作用

讓更多的光線進入相機聚焦,在CCD傳感器上產生清晰的影像。

3.鏡頭的光圈

①基本概念
說簡單一點,鏡頭的光圈就是光線通過鏡頭進入相機的圓孔;光圈大小,就是孔徑的大小。
鏡頭光圈是可調的。有人比喻,光圈就是水龍頭,開得大,進的光就越多;開得小,進的光就越多。


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②光圈大小對攝影的影響
對鏡頭來說,最重要的參數,應該是其最大光圈。
光圈越大,在同一時間內進光量越多,照片越亮;反之,則反之。
最大光圈大,在光線不足的時候,使用大光圈,在光線充足的時候,調小光圈使用,可以滿足多種光線情況下拍攝需要;最大光圈太小,則無法滿足光線不足的環境使用。
理論上,鏡頭最大光圈越大,越好。

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同時,受制造技術和制造成本的影響,同等情況下,鏡頭最大光圈越大,其體積也越大,價格也越高。

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(佳能的三支ef70-200,小白,小白兔和小小白,前兩只光圈2.8,明顯比光圈是4的小小白要威猛)
③光圈的標定
鏡頭光圈一般用f值表示,一般鏡頭上都能找到。有些標注為f n,有些標注為1:n。

人像王ef 85 1.2.jpg
二代 ef 16-35 2.8.jpg

完整的光圈值系列如下:
f/1.0,f/1.4,f/2.0,f/2.8,f/4.0,f/5.6,f/8.0,f/11,f/16,f/22,f/32,f/44,f/64
光圈的檔位設計是相鄰的兩檔的數值相差1.4倍(2的平方根1.414的近似值),相鄰的兩檔之間,透光孔直徑相差1.4倍左右,透光孔的面積相差一倍左右, 底片上形成的影像的亮度相差一倍,維持相同曝光量所需要的時間相差一倍。
有些鏡頭最大光圈也不在上述序列之內,比如佳能就有EF 85mm F1.2L和EF 50mm F1.2L兩只鏡頭,號稱佳能雙雄。

4.鏡頭的焦距

鏡頭的另一個重要參數就是焦距。焦距決定了被攝物在成像介質(CCD感光器等)上成像的大小。對同一距離、同一個被攝物體拍攝時,焦距長的成像大,焦距短的成像小。
①焦距的概念
有些資料關于鏡頭焦距的介紹有點復雜,容易把人看暈。下面的說法不一定準確,但能讓大家大體看明白。
相機鏡頭就是容納了一組兩邊或一邊有弧度(凸或凹)的透鏡的金屬或者其他材料的筒,組成一個綜合透鏡。從物體不同部分射出的光線,通過鏡頭之后,聚焦在底片或者ccd感光器上的一個點上,使影像具有清晰的輪廓與真實的質感,這個點就叫焦點,所謂焦距,就是從鏡頭的綜合鏡片的光心到光線能清晰聚焦的那一點之間的距離。

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光心:透鏡中的一個特殊點,凡是通過該點的光,其傳播方向不變。
②焦距對攝影的影響
實際上,要完全準確弄懂鏡頭焦距問題還是比較難的,一大堆概念,什么物距,相距,光點,焦平面、像平面等等,其實我們一般人也沒有必要非要搞清楚不可。

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我們需要清楚的是,通過變焦,就能改變物體在照片上的大小,離拍攝者同樣距離的物品,使用小焦距(大廣角)拍攝,拍出的照片涵蓋的場景大,元素多,物品小;反之,則反之。
所以,使用長焦鏡頭,能把遠處的物品拉近,拍攝高空飛翔的鳥,需要300、400甚至更長較短的大炮,才行;一般鏡頭拍鳥,只有天空沒有鳥。
焦距還影響到攝影的景深(清晰的范圍),影響景深的因素還涉及光圈等其他元素,以后專門學習。
一般來說,同樣最大光圈下,變焦鏡頭比定焦鏡頭尺寸要大,焦段長的鏡頭,尺寸更大。
③等效焦距
不同數碼相機,其成像傳感器尺寸不同,同距離物品成像不同。使用小尺寸傳感器,成像對取景的范圍有所截取,視角就變窄了,給人的感覺焦距變長了。

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同樣焦距的鏡頭在不同尺寸感光元件的數碼相機上,成像的視角也不同(見下圖)。比如,50mm焦距的鏡頭用全畫幅機器上,視角大約是46度;用在APS-c畫幅(感光元件對角線長度是全畫幅機器的2/3)的機器上,視角就是大約30度。50mm鏡頭在APS-c的機器上的視角大概與75mm鏡頭在的全畫幅機器上成像的視角相當。所以,以鏡頭的真實焦距無法比較不同相機的拍攝范圍(成像視角)。

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對用戶來說,真正有意義的是相機的實際拍攝范圍(視角大小)。而由于一直以鏡頭標稱焦距來界定拍攝視角,大家習慣于將不同尺寸感光元件上成像的視角,轉化為全畫幅同樣成像視角所對應的鏡頭焦距。這個轉化后的焦距就是等效焦距。
EOS全畫幅佳能鏡頭用在APS-C機器上,其等效焦距=標稱焦距x1.6,1.6就是轉化系數;尼康等機器,全畫幅鏡頭用于APS-C機器,轉化系數為1.5。

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④定焦與變焦
相機的鏡頭是一組透鏡,通過轉動變焦環,有些鏡頭的焦距(光點)可以變化,導致鏡頭焦距發生變化,位置變焦鏡頭;焦距不變的鏡頭,位置定焦鏡頭。
定焦鏡頭與變焦鏡頭可從鏡頭標識上予以識別。
佳能的大三元、小三元都是變焦鏡頭,焦距范圍分別是16—35,24—70,70—20。
佳能有名的大眼睛(85 1.2)、百微(100 2.8)456(400 5.6)等則都是定焦頭。

5、鏡頭的卡口

鏡頭卡口,或者說相機卡口,就是數碼單反鏡頭與機身連接的螺紋口,是個非常煩人又無可奈可的問題。
如果所有相機都設計成相同的卡口,那么所有的鏡頭就能通用了,什么尼康佳能索尼,拿過來擰上就行,省錢又方便,多好。
現在不行,佳能相機只能使用佳能卡口的鏡頭,尼康相機只能使用尼康卡口的鏡頭,索尼只能使用索尼卡口的鏡頭;更過分的是,就是一家,因為產品定位不同,也使用不同的卡口,佳能就有EF卡口和EF-S卡口,EF卡口鏡頭既可以用在全畫幅機器上,又可以用在APS-C畫幅機器上,而EF-S鏡頭則只能用價格便宜的在APS-C機器上。索尼的數碼相機似乎也有這方面的問題。
其他廠家的機器也都有各種不同的卡口,很多很多,看的頭昏腦漲。因為卡口不同,就誕生了一種名曰接轉環的東西,通過接轉環把一家的鏡頭接到另一家機器上,因為制造精度的問題,估計效果會打折扣。
非常可恨,不過也可以理解,不同的手機使用不同的電池,也是同樣的道理,什么都標準化了,估計廠家會少賺很多錢,賣相機的機身賺錢,鏡頭更賺錢,發燒友也主要是燒鏡頭。

6.鏡頭的畸變、暗角和紫邊

鏡頭拍攝照片,有時會出現明顯的畸變、暗角和紫邊,影響著照片質量。
①畸變
鏡頭畸變就光學透鏡因為透視原因造成的失真,這是透鏡的固有特性(凸透鏡匯聚光線、凹透鏡發散光線),只能改善,無法消除。高檔鏡頭光學設計以及用料考究,利用鏡片組的優化設計、選用高質量的光學玻璃(如螢石玻璃)來制造鏡片,可以使透視變形降到很低的程度,但是完全消除畸變是不可能的。
畸變分為枕形畸變、桶形畸變和線性畸變。

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桶形畸變.jpg
線性畸變.jpg

②暗角
拍攝亮度均勻景物,照片畫面四角有變暗的現象,叫做“失光”,俗稱“暗角”。任何鏡頭都不可避免暗角。

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③紫邊
使用數碼相機或者數碼攝像機,在拍攝高反差大背光物體的照片中,物體邊緣出現了刺眼的“紫邊”,這一點,幾乎絕大部分DC和DV都存在此問題,無一幸免,差別只是程度問題。

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(沒說完,待后續)
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