數碼攝影技術數碼單反相機的鏡頭ppt課件

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鏡頭是相機的重要部件之一。鏡頭的作用在于提供高素質影像結成能力，其質 量的優(yōu)劣直接關系到照片成像質量的好壞。外界的景物只有通過鏡頭，才能在照相 機機身內的焦平面上聚焦成清晰的影像。 鏡頭的功能跟人眼很相似：瞳孔好比光圈，視點仿佛焦點，視力的好壞猶如鏡 頭的質量。沒有鏡頭，就無法成像，相機的性能與拍攝質量在很大程度上取決于鏡 頭的性能與質量,序言,目錄,CONTENTS,1,鏡頭的組成,凸透鏡,凹透鏡,鏡頭的光學片組,鏡頭的鍍膜,,鏡頭是一個由多片凸凹透鏡組成的筒狀物體。鏡片大多采用光學玻璃制造。 凸透鏡是中間部分比周圍邊緣厚的透鏡，又稱“正透鏡”、“匯聚透鏡”，有雙 凸、平凸和凹凸三種類型。它的主要功能是匯聚光線，如圖左。,凸透鏡,,鏡頭的組成,,凹透鏡是指中間部分比周圍邊緣薄的透鏡，又稱“負透鏡”、“發(fā)散透鏡”， 分為雙凹、平凹和凹凸透鏡。它的主要功能是發(fā)散光線，如圖左。,凹透鏡,,鏡頭的組成,,攝影鏡頭的光學系統(tǒng)亦稱“光具組”，一般由正、負透鏡組成?！肮饩呓M”按 照某種方式排列，互為補充，其數目有“單片一組、雙片一組、三片三組、五片三 組、六片三組”等等?！捌笔峭哥R的數目，“組”則是透鏡的組合。一般來說， 同一性質的鏡頭，片組多的比片組少的成像好。透鏡的片數多，消除各種光行像差 的效果就好，成像品質就高，影像層次就更豐富，如圖右。,鏡頭的光學片組,,鏡頭的組成,,光線在透過鏡頭到達影像傳感器CCD或CMOS平面的過程中，除了有一部分可 通過透鏡折射到CCD或CMOS平面上外，另一部分光線會被鏡片表面反射掉。給鏡頭 加膜的目的就是為減少光線的損失和增加鏡頭的透光率，增強影像反差和提高影像 品質。,鏡頭的鍍膜,,鏡頭的組成,,所謂鏡頭加膜就是在鏡頭表面敷上一層透明度極高的氟化物，且有單層加膜和 多層加膜兩種，多層加膜的透光率比單層加膜的透光率高。一個有多個空氣面的鏡 頭不加膜時透光率約為60％，單層加膜透光率為80％左右，多層加膜透光率則高達 96％?？梢?，多層加膜的鏡頭損失光線最少，因此，好的鏡頭多采用多層加膜。 鏡頭加膜的鑒別：把鏡頭光圈開到最大，對著亮光觀察，表面有一層淡綠色或 淡藍色且平視觀察有輕微反光的為加膜鏡頭，如圖3-7；若為白色或反光太強則沒 有加膜。,鏡頭的組成,鏡頭的鍍膜,,2,焦距與等效焦距,焦距,等效焦距,,鏡頭的焦距是指鏡頭聚焦在無限遠處時，鏡頭中心“第二節(jié)點”到CCD平面之 間的距離。通常用小寫的英文字母f來表示，長度單位為mm，如圖右。 鏡頭焦距的長短不一，短的只有幾毫米，長的可達數千毫米。比如，某款 鏡頭的焦距標示為“f=24 mm”，就表示該鏡頭的焦距為24 mm；假如標示為 “f=70~300 mm”，就表示這只鏡頭的焦距范圍可以在70~300 mm范圍內變化。,焦距與等效焦距,焦距,,,由于多數數碼相機的影像傳感器未能像傳統(tǒng)相機那樣趨于統(tǒng)一，其大小不 一，懸殊很大，尚處于“戰(zhàn)國群雄紛爭”的局面。由于影像傳感 器面積大小不一，在同樣的焦距段覆蓋影像傳感器所需視角就會發(fā)生變化。影像傳 感器面積越小，所需要的視角也就越??；影像傳感器面積越大，所需要的視角也就 越大。換句話說，小面積影像傳感器如果要達到和傳統(tǒng)相機同樣的視角，焦距長度 要短很多，如圖右。,焦距與等效焦距,等效焦距,,為統(tǒng)一起見，業(yè)界引入了等效焦距的概念，規(guī)定以傳統(tǒng)135相機的焦距段為參 照，不管何種類型的影像傳感器，各自分別乘以一個不同的系數，使之與傳統(tǒng)135 相機焦距段的視角大致相同，這就是所謂的等效焦距。 目前較為流行的數碼單反相機等效焦距的系數可參見下表：,焦距與等效焦距,等效焦距,,3,鏡頭的焦距與成像效果,焦距與影像放大率成正比,焦距與攝距成正比,焦距與景深成反比,焦距與畫面面積成反比,鏡頭的焦距與視角成反比,,將不同焦距的鏡頭安裝在同一款相機上，并在同一拍攝距離下拍攝同一景物，焦距越長，影像尺寸的放大率也就越大；焦距越短，影像尺寸的放大率也就越小。比如，用一只焦距為50 mm的鏡頭拍攝某一物體的影像，高度是10 mm，換用焦距為100 mm的鏡頭在同一距離拍攝該物體的影像高度就是20 mm。這說明影像的放大率與鏡頭焦距的長短成正比，如左圖上與左圖下。,焦距與影像放大率成正比,,鏡頭的焦距與成像效果,,設定影像的大小之后，鏡頭的焦距越長攝距就應該越遠。反之，焦距越短，攝距就應該越近。可見，在影像放大率不變的情況下，攝距的遠近和鏡頭焦距的長短也是成正比的。,焦距與攝距成正比,,鏡頭的焦距與成像效果,,鏡頭焦距越短，景深范圍就越大。反之，鏡頭焦距越長，景深范圍則越小。景深的大小與鏡頭焦距的長短有著密切的聯系，如圖上與圖下。,焦距與景深成反比,,鏡頭的焦距與成像效果,,在相同攝距的情況下，鏡頭焦距的不同，所拍攝景物的范圍也不相同。鏡頭焦距越長，所攝畫面的面積就越?。荤R頭焦距越短，所攝畫面的面積就越大。 兩只鏡頭焦距數值相差倍數的平方就是它們所攝畫面面積相差的倍數。 所以，不同焦距的鏡頭所拍攝的畫面面積，與鏡頭焦距的平方成反比，如圖上與圖下。,焦距與畫面面積成反比,,鏡頭的焦距與成像效果,焦距是數碼單反鏡頭的重要參數，每個焦距段又有與之相對應的視角。視角又稱景角、攝角，是鏡頭可攝取的畫面范圍角度。它是CCD或CMOS平面上能夠形成清晰影像的最大目標與鏡頭之間的對頂夾角，如圖左、圖下。,鏡頭的焦距與視角成反比,,鏡頭的焦距與成像效果,,視角的大小主要取決于所攝畫幅尺寸的大小和鏡頭焦距的長短。焦距越短，有效拍攝視角就越大；反之，有效拍攝視角就越小。視角與焦距成反比，視角大小也是鏡頭中的一項重要指標，它對影像的許多方面有著較為廣泛的影響，如左圖。,鏡頭的焦距與視角成反比,,鏡頭的焦距與成像效果,4,鏡頭的種類,標準鏡頭,長焦距鏡頭,短焦距鏡頭,變焦距鏡頭,IS（影像穩(wěn)定系統(tǒng)）鏡頭,,攝影鏡頭的種類繁多，發(fā)展至今大約有數百種。究竟選用什么鏡頭，在很大程 度上取決于其用途，圖3-24是佳能L系列鏡頭的一部分。 按不同的標準，可將鏡頭分為許多種類。如按照焦距的長短劃分，常用的鏡 頭主要有標準鏡頭、廣角與超廣角鏡頭、遠攝與超遠攝鏡頭等；按鏡頭的功用又可 劃分為常用鏡頭、特殊鏡頭。另外還有按照品牌、生產廠家等不同分法。一般情況下，可按鏡頭的焦距與視角來劃分。,鏡頭的種類,,1. 標準鏡頭的含義及樣式：標準鏡頭通常是指短效焦距在40~58 mm之間，拍攝視角在45°～55°的攝影鏡 頭。又稱標準物鏡，是指鏡頭焦距的長度與所攝畫幅對角線長度相近的 鏡頭。 所謂標準鏡頭并不是說鏡頭本身是否標準，而是其成像效果、景物范圍、前后景物的大小比例、透視感，均與人的眼睛視角相接近。所以采用標準鏡頭焦距段拍攝的照片顯得真切、自然，給人以紀實性的視覺效 果，如左圖。,標準鏡頭,,鏡頭的種類,,2. 標準鏡頭的主要特點及使用范： （1）拍攝畫面質量好，由于標準鏡頭的各種光行像差皆經過校正，特別是縱橫像差，校正得近乎完美。正因為此，標準鏡頭特別適合拍攝接片。 （2）標準鏡頭的有效口徑一般較大，大多在F/1.4左右。所以，其通光量相當 大，適合在較暗的光線下使用。 （3）兼容了廣角與長焦拍攝的景深效果：遠距離小光圈拍攝景深大，近距離大 光圈拍攝景深小，但不適合近距離拍攝人物特寫。,標準鏡頭,,鏡頭的種類,,1. 長焦距鏡頭的含義及樣式 我們把焦距大于標準鏡頭的鏡頭統(tǒng)稱為長焦距鏡頭，如圖3-28。長焦距鏡頭又 稱望遠鏡頭或遠攝物鏡，鏡頭視角隨著焦距的增加而不斷變小。 （1）等效焦距在100 mm左右，為普通長焦距鏡頭。 （2）等效焦距在500 mm左右，為中長焦距鏡頭。 （3）等效焦距在1 000 mm左右，稱為超長焦距鏡頭。,長焦距鏡頭,,鏡頭的種類,1. 長焦距鏡頭的含義及樣式 （4）等效焦距在2 000 mm左右，為巨型超長焦距鏡頭。 用長焦距鏡頭拍攝景物時，可將距離較遠的被攝主體拍攝成影像較大的畫面 效果。超遠攝鏡頭大多用于遠距離拍攝體育比賽、新聞事件、野生動物及昆蟲等畫 面，如左圖。,長焦距鏡頭,,鏡頭的種類,,2. 長焦距鏡頭的主要特點及使用范圍 長焦距鏡頭，特別是超遠攝鏡頭有以下主要特點：一是視角小，拍攝時便于避 開雜亂無章的物體，使主體影像不受干擾；二是景深小，影像畸變小，有利于虛化 前后景物，突出主體；三是能使前后景物視覺距離縮短，起到壓縮空間的作用，便于遠距離抓拍到人物或動物生動表情和最佳形體動態(tài)。,長焦距鏡頭,,鏡頭的種類,1. 短焦距鏡頭的含義及樣式 短焦距鏡頭又稱廣角鏡頭，是指焦距的長度短于所攝畫幅對角線長度的鏡頭。這種鏡頭的主要特點是夸張、變形，改變景物的透視關系。其典型特征是視角寬 闊，一般在75°以上。超廣角鏡頭的視角寬度甚至高達120°。,短焦距鏡頭,,鏡頭的種類,有效視角在55°~80°的廣角鏡頭，其視角大于標準鏡頭，畫面的縱深感較大， 是最常用的攝影鏡頭，如左圖上。 超廣角鏡頭又稱特廣角鏡頭或超廣角物鏡，有效視角一般在110°~135°。拍攝范圍極大，能較大地夸張景物的空間透視關系，魚眼鏡頭視角達180°。拍攝出一種異乎尋常的透視效果。在進行攝影創(chuàng)作時，攝影工作者會有意采用這種鏡頭，刻意以變形的手法表現 整個畫面，拍攝出富于想象空間的特殊效果，如左圖下。,短焦距鏡頭,,鏡頭的種類,,2 短焦距鏡頭的主要特點及使用范圍 廣角鏡頭便于在狹小的地域拍攝較大面積的空間，給人以深遠、遼闊的感覺， 形成視覺擴張；景深范圍大于標準鏡頭，景物清晰度較高；畫面空間透視關系在某 種程度上得到一定的夸張和畸變，景物近大遠小效果明顯，會產生某種特殊的藝術 效果。焦距越短，這種夸大空間透視效果就越顯著。缺點是被攝主體容易在畫面邊 緣產生枕形或桶形畸變，且視角不均勻；不適合近距離拍攝肖像、特寫。,短焦距鏡頭,,鏡頭的種類,鏡頭的種類,1. 變焦距鏡頭的含義及樣式: 變焦距鏡頭簡稱變焦鏡頭，是在規(guī)定的焦距范圍內，可通過改變鏡組之間距 離，使鏡頭的焦距發(fā)生變化的鏡頭。變焦鏡頭既有固定透鏡組，又有可移動透鏡 組。在變焦過程中，由于改變了鏡頭的焦距，從而改變了畫面所包含的景物范圍， 這就意味著攝影師在攝距不變的情況下，能在焦距段范圍內最大限度地調節(jié)畫面的 成像比例。 從變焦的范圍來看，變焦鏡頭又可分為小變焦、中變焦、大變焦鏡頭，變焦倍 率在2～12倍之間，但隨變焦倍率增大，成像畫質會相應下降。 2. 變焦鏡頭的主要特點及使用范圍 :變焦鏡頭在其變焦范圍內可根據拍攝者的需要自行選擇，其操作簡單靈活，方 便攜帶。一只變焦鏡頭能夠替代若干個定焦距鏡頭，起到一鏡多用的效果，減少了 攜帶鏡頭的數量，且在拍攝過程中不必頻繁更換鏡頭，也不必在拍攝同一被攝主體 時，為體驗不同焦距段畫面效果而來回奔跑。 但變焦鏡頭的有效口徑相對較小，成像質量不如定焦鏡頭好，有時還會產生視 角與閃光燈光角不相匹配的情況。盡管如此，變焦鏡頭還是越來越受廣大攝影愛好 者追捧，至少在普及型數碼相機上目前是清一色配備有變焦鏡頭，有的變焦倍率甚 至達十倍以上。,變焦距鏡頭,,,影像穩(wěn)定鏡頭配備了兩個振動檢測陀螺傳感器，為拍攝到靜止的圖像，該傳感 器已經過優(yōu)化。陀螺傳感器可以檢測到相機振動的方向和大小，并把這個信號傳遞 給安裝在鏡頭里的微處理器（CPU）。CPU把收到的信號轉換成命令，以驅動一個 補償光學系統(tǒng)來抵消振動，從而把影像穩(wěn)定在CCD平面上。當影像穩(wěn)定器的開關關 閉時，影像穩(wěn)定器的光學系統(tǒng)就被鎖定在它們的正常位置，繼續(xù)發(fā)揮高質量鏡頭的 功能，如左圖。,IS（影像穩(wěn)定系統(tǒng)）鏡頭,,鏡頭的種類,5,數碼攝影常用濾鏡,UV鏡（紫外線濾色鏡）,偏振鏡,星光鏡,ND濾光鏡,濾鏡又稱“濾光鏡”、“濾色鏡”， 是一種由光學玻璃或透明的塑料片做成的有 色或無色鏡片。拍攝時置于照相機鏡頭前端，使攝影光線在進入相機鏡頭前經過特 殊處理，從而達到特定的效果，是常用攝影附件。 濾光鏡有兩種基本形式：一種是鑲在圓形金屬框內的透明光學玻璃片或塑料 片，通過金屬框上的螺紋可將濾光鏡擰到鏡頭上；另一種是在鏡頭前端附加一個方 形的框架，把濾光鏡通過滑槽嵌在框架上。 濾光鏡的功用是過濾光線。光線經過濾光鏡后發(fā)生改變，使之投射到膠片 （或CCD）上的圖像也跟著發(fā)生變化，這在傳統(tǒng)攝影中的確是一項不可或缺的技 術。但隨著數碼技術的不斷完善及對后期數字圖像處理軟件的開發(fā)、運用，許多 曾經風靡一時的濾鏡已成昨日黃花，逐漸退出歷史舞臺，只有為數不多的幾款濾 鏡尚在繼續(xù)使用。,數碼攝影常用濾鏡,,UV鏡也稱紫外線濾色鏡，如左圖，由氧化鎳玻璃制成。UV鏡的主要功能是吸收或減弱紫外線對攝影的影響。 由于紫外線的存在，常使室外拍攝的照片發(fā)灰，景物總象是被蒙上一層藍紫色 薄霧，從而影響到影像的清晰度。使用UV鏡后，可吸收或減弱空中的紫外線，提高 遠處景物的清晰度并改善色彩的還原程度。 由于UV鏡只會吸收或減弱紫外線，對可見光并無影響，所以拍攝時不會影響被 攝物的色彩再現，也無需作曝光補償，因而可長期加裝在鏡頭前。,UV鏡（紫外線濾色鏡）,,數碼攝影常用濾鏡,,（1）偏振鏡的類型與工作原理: 偏振鏡也稱偏光鏡，簡稱PL鏡，如左圖，是由兩片光學玻璃夾著一片有定向 作用的微小偏光性質晶體（如云母）組成，呈青灰色。偏振鏡只對偏振光起作用。 偏振鏡分為線偏振鏡（PL）和圓偏振鏡（CPL）。線偏振鏡通過旋轉，可以濾 掉某些方向的偏振光，但也會讓某些相機的AF功能失效或產生錯誤，而圓偏振鏡對 相機的AF系統(tǒng)則無影響，所以最常用的是圓偏振鏡。,偏振鏡,,數碼攝影常用濾鏡,（1）偏振鏡的類型與工作原理: 圓偏振鏡由兩個可以旋轉360°的鏡圈組成。其工作原理是通過旋轉讓與光柵 平行的光線順利通過，而垂直的光線被阻隔，斜向的光線被減弱，達到糾偏作用。 因此，在使用偏振鏡時一定要邊旋轉邊觀察，只有當偏振鏡旋轉至合適位置時，效 果才會顯現出來。,偏振鏡,,數碼攝影常用濾鏡,,（2）偏振鏡的主要作用圓偏振鏡 ① 突出藍天白云 。 ② 消除水面反光 偏振鏡還能消除水面產生的反射光。 ③ 消除或減弱玻璃、金屬物反光 在拍攝櫥窗后的物體時，玻璃的反光常常影響櫥窗內物體的成像。偏振鏡能消除非金屬表面的強反光，使之產生似乎無玻璃阻隔的感覺，如左圖。對不銹鋼等 反光極強的金屬制品也會產生同樣的效果，如左圖。,偏振鏡,,數碼攝影常用濾鏡,星光鏡是一塊表面刻有許多交叉米字或十字狀細線的無色透明玻璃鏡片。 這些交叉的細線會讓明亮的光線產生折射，在拍攝陽光、車燈、路燈、水面反 光等點光源時，會產生明顯的星狀閃光般眼花繚亂的效果。旋轉星光鏡，還可改變 星光圖案中光軸的方向。 星光的大小受拍攝時所使用的光圈大小的影響。光圈越小，星光效果越明顯； 反之，則星光越小，線條越短 ，如左圖。,星光鏡,,數碼攝影常用濾鏡,ND濾光鏡又叫減速鏡或灰鏡，能有效降低由被攝主體反射后進入相 機鏡頭的光量。它包括 ND4、ND8、ND64等 多種類型，字母后面的阿拉伯數字決定了減 光量。如對ND4來說，可以把光量減至1/4， ND8則減至1/8。 ND濾光鏡的作用主要有：在環(huán)境非常明 亮時，可開大光圈拍攝，以達到淺化被攝主 體景深，模糊處理前景或背景，突出被攝主 體的效果，如左圖。 在使用了最小光圈后快門速度仍然太快時，可降低快門速度，達到虛化影像的目 的，如左圖。,ND濾光鏡,,數碼攝影常用濾鏡,THANK YOU,謝謝觀看,