12 第十二章摄影镜头的性能与调节解析.docx

第一节第二节第三节第十二章摄影镜头的性能与调节镜头焦距与视角焦距是摄影镜头的主要性能指标，它与摄影造型有着密切的关系相对孔径与光圈系数摄影镜头的相对孔径，是指该镜头的景深与超焦距当摄影镜头对准某一被摄体平面准确调焦之后第四节调焦与跟焦点调焦是调整焦点的简称，又称为"对焦"、"聚焦"、"对距离"在电视、电影摄制中，摄影人员在应用不同焦距的摄影镜头时，应熟悉和了解它们的基本性能，并能正确的进行调节和运用，以确保画面的成像质量第一节镜头焦距与视角（一）镜头的焦距焦距是摄影镜头的主要性能指标，它与摄影造型有着密切的关系焦距的英文为FOCALLENGTH,所以镜头的焦距用符号表示常用"f"或"F"为标志焦距的长短用单位表示为毫米（mm）摄影镜头焦距的长度都在镜头的聚焦环上有明显的标示，如，标示有"f=50"或"50mm"时，即表示摄影镜头的焦距为50毫米摄影镜头焦距的长短，决定着被摄对象在胶片乳剂平面或摄像管光电靶面上成象的大小当对同一距离上的同一物体进行拍摄时，镜头焦距愈长，像平面上物体成像的面积愈大，放大倍率愈高；反之，镜头焦距愈短，象平面上景物成像的面积愈小，放大倍率愈低照相机和电影摄影机、摄像机使用的摄影镜头，其焦距的种类繁多，短至几毫米，长至上千毫米不等。

而且不同国家、不同厂家有不同的系列标准我国部分JB745-65标准，对照相机用摄影镜头的焦距系列规定如下（单位为毫米）：25、35、40、45、50、58、75、80、90、105、135、180、210、300、400、500、600、1000．我国部分JB2384-78标准，对电影摄影用摄影镜头的焦距系列作了明确规定，见下表所示电影定焦距摄影镜头系列35毫米电影摄影镜头（单位毫米）16毫米电影摄影镜头（单位毫米）优选系列非优选系列81618102025162835254050508575100150100300300800500600150010001000200035毫米电影摄影用16毫米电影摄影用8.75毫米电影摄影用变焦距范围变焦倍率变焦距范围变焦倍率变焦距范围变焦倍率20-1005X9.5-576X6-6010X25-1255X12.5-756X9-364X20-1206X12.5-1008X9-546X25-2509.5-9510X10X25-50020X12-12010-15020-20010X12-240注：表中X表示变焦倍数10X15X20X在供电影摄影机使用的镜头中，一般将所摄画幅对角线与人眼视角接近的摄影镜头，称为标准镜头。

因此，35毫米电影摄影机的标准镜头的焦距为50毫米，16毫米电影摄影机的标准镜头的焦距为25毫米又因为电影摄影机的标准镜头的焦距值刚好接近电影所摄画幅对角线的2倍，所以，又称焦距值为画幅对角线长度2倍的电影摄影镜头为标准镜头另外，目前电视节目制作中使用的电视摄像机镜头，是根据摄像管光电靶面的成像面积相差不多因此，摄像机标准镜头的焦距约为25毫米比25毫米焦距长的称为长焦距镜头，镜头焦距长度小于25毫米的称为短焦距镜头把不同焦距的镜头，用同一台照相机，在同一位置拍摄同一物体，镜头焦距越长，被摄体的影像放大率越大如果以影像的高度相比，镜头焦距相差一倍，则影像的高度也相差一倍，所以影像的放大率与镜头焦距的长短成正比假设使用135照相机镜头焦距为50毫米，拍摄景物的影像高度为10毫米，那么，当换用镜头焦距为100毫米时，再拍摄该物体、影像高度就会达到20毫米所以，要了解同一相机用不同焦距的镜头所摄景物影像高度的比例，只要用不同焦距的镜头进行拍摄比较，就能了解影像效果当影像的放大率确定后，摄影镜头的焦距越长，所拍摄的距离就应加大；反之，镜头的焦距越短，距被摄体的距离就应越近由此可以知道，在影像放大率不变时，拍摄距离的远近与镜头的焦距的长短成正比关系。

从上面两组照片中可以看出，镜头焦距的长短与影像放大率的关系，镜头焦距与拍摄距离的关系另外镜头的焦距还直接影响着画面的透视效果当使用两个焦距相差很大的镜头拍摄后，取得相同放大率的被摄景物的影像时，拍摄距离也相差很大，因此前后景物在画面中所形成的影像比例也有很大的不同，即两个不同焦距的镜头，所摄画面的透视效果有很大不同使用28毫米的摄影镜头拍摄人像，由于距被摄人物距离过近，加大了远近物体影像的大小对比，使人像出现变形当换用200毫米长焦距镜头拍摄该人物时，进行远距离拍摄，影像间的透视没有任何差异，而是完全相同的第一节镜头焦距与视角（二）镜头的视角把摄影镜头安装在一很大的伸缩暗箱前端，并在该暗箱后端安装一块很大的磨砂玻璃当将镜头光圈开至最大，并对准无限远景物调焦时，在磨砂玻璃上呈现出的影像均位于一圆形面积内，而圆形外则漆黑，无影像此有影像的圆形面积称为该镜头的最大像场在这个最大像场范围的中心部位，有一能使无限远处的景物结成清晰影像的区域，这个区域称为清晰像场照相机或摄影机的片窗一般都位于清晰像场之内，这一限定范围称为有效像场当把镜头对准无限远调焦时，凡是通过镜头主轴的平面，必与有效像场的边缘相交于两点，从这两点引两条直线相交于镜头的像方主点，所形成的夹角被称为有效像角。

由于有效像场通常是长方形或正方形，因此有效像角可归纳为三种，即水平像角、垂直像角和对角线像角像场所对应的景物范围被称为视场，凡通过镜头主轴的平面，从与视场边缘相交的两点引直线至物方主点，同样形成三种视角，即水平视角、垂直视角和对角线视角当镜头位于空气介质中时，普通镜头的水平视角、垂直视角、对角线视角的数值，一般分别与该镜头的水平像角、垂直像角、对角线像角相等（某些鱼眼镜头除外）因此，相应的像角与视角总是相等的如图13-4所示：摄影镜头的视角的大小，主要取决于画幅的尺寸和镜头焦距的长短如果画幅的尺寸已固定，那么视角的大小完全决定于镜头焦距的长短即焦距与视角成反比关系镜头的焦距愈短，则该镜头的视角就愈广；反之，镜头的视角就愈窄镜头的焦距与视角之间的关系如图13-5所示：为了掌握和熟悉各种规格的摄影镜头的视角变化，下面分别列举135照相机摄影镜头的对角线视角和35毫米电影摄影机、16毫米电影摄影机以及2/3英寸电视摄像机的摄影镜头，不同焦距与视角之间的关系由于视角是镜头摄取景物的清晰范围的空间角度，所以，镜头的视角越大，所包容的画面空间也越大还有，因为影像放大率与镜头焦距的长短成正比，而且镜头焦距的长短与镜头的视角成反比，所以景物影像的放大率也与镜头视角的大小成反比。

镜头的视角越小，影像放大率越大，镜头的视角越大，而影像放大率也就越小一般规律是镜头视角缩小二分之一，影像的高度增加一倍第二节相对孔径与光圈系数摄影镜头的相对孔径，是指该镜头的入射光孔直径（用D表示）与焦距（用f表示）之比，即相对孔径二D/f调节镜头上的光圈调节环，使光孔开至最大位置时，最大入射光孔直径与该镜头焦距的比值，称为该镜头的最大相对孔径它往往标示在镜头上，如1:1.2或f/1.2，即表示该镜头的最大相对孔径为1:1.2，这一比例数只表示最大入射孔光直径与焦距的比值镜头相对孔径的大小直接决定着由景物投射来的光线，在通过镜头时的光通量大小，从而决定着象平面处所得照度的高低镜头的相对孔径愈大，透光能力愈强，影像的密度（或光电信号）值愈大；反之，相对孔径愈小，透光能力愈弱，影像的密度（或光电信号）值愈小相对孔径的倒数称为光圈系数，又称为f/制光圈系数或光孔号码当摄影镜头的焦距不变，而改变镜头的入射光孔直径，可得到下列f/制光圈系数：1、1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22，这些光圈系数一般刻在镜头光圈环的外围光圈系数相邻两级之间数值上相差一倍，曝光量相差一级光圈系数的数值愈大，表示投射到成像平面上的照度越小；反之，光圈系数的数值每减小原数值的1/2，摄影镜头纳入的光量就增大原数值的2倍，平时摄影中所说的开大光圈，实际上是减小光圈系数值；而收小光圈，即是光圈系数值加大。

目前，使用的摄影镜头由于型号不同、光学结构不同以及制造工艺上的差异，不同焦距的镜头对光线的透过率也不相同在实际拍摄中，使用不同焦距的镜头进行拍摄，如果不考虑镜头透光率对画面的影响，将会造成曝光不准为了保证画面的技术质量，实现准确地控制曝光，有些新型的摄影镜头，除标出f/制光圈系数外，还标有T/值光圈系数在光圈调节环上，T/值光圈系数值与f/制光圈系数值在数字上彼此相对应，但T/值光圈系数考虑了光线通过镜头时，该镜头通过率对像平面处照度的影响幵制光圈系数镜头透过率总之，T/值光圈系数比f/制光圈系数更科学，更便于对摄影进行准确的曝光控制尤其对长焦距镜头和变焦距镜头更为有利因此，目前常用的电影摄影机和电视摄像机都采用T/值光圈光圈的主要作用是：控制进入镜头光通量的大小，使所摄画面获得适当的曝光量，同时它又是控制画面景深范围的重要手段在拍摄同一景物时光圈越大，景深范围越小；光圈越小，景深范围越大现在使用的电视摄像机上的光圈，通常有手动、自动等方式手动范围一般应用在拍摄一些高质量的电视节目中为了使不同的景物亮度变化按创作者的主观意志在画面中得到充分的体现，拍摄时可采用调节镜头上的光圈，有意地让某些景物的亮度在画面中形成最佳效果，以实现有目的的控制曝光量。

当采用自动光圈拍摄时，光圈的大小是根据摄像机机内安装的自动检测量设备，并按光线的强弱自动调节镜头光圈，保证适当的曝光量需要说明的是自动光圈对光线变化不能做艺术意大判断，只能做出技术处理因此，在实拍中，自动光圈非常适合于拍摄镜头把视场角内所包容的景物亮度较为均匀，亮度间距不大，画面中主体物不十分突出等场景有些场景摄制人员为了更好地控制景物亮度，实现准确地曝光，常采用自动、手动结合方法是先用自动光圈进行测光，然后根据不同的景物亮度按创作者的主观意图去控制，使画面得到最佳的效果第三节景深与超焦距（一）景深当摄影镜头对准某一被摄体平面准确调焦之后（该物平面称为调焦物平面或被摄主体平面），在像平面（即胶片平面或光电靶面）上，只有该调焦物平面处的物体才能结成最清晰的影像而位于调焦物平面前、后的景物的影像都不是最清晰，其中离调焦物平面越近者，其清晰度相对就越高，而离调焦物平面越远者，其清晰度相对也就越差也就是说，随着物体逐渐远离调焦物平面，其影像清晰度逐渐降低当物体远离至一定程度后，甚至会使人的视觉上产生逐渐模糊的影像显然，在景物空间中，位于调焦物平面前后一定距离内的景物，还能够结成相对清晰的影像上述位于调焦物平面前后的能结成相对清晰影像的景物间之纵深距离，也就是能在实际像平面上获得相对清晰影像的景物空间深度范围，称为景深。

摄影中，纵深距离大的，称为景深大，纵深距离小的，称为景深小景物中能够结成相对清晰影像，又距镜头最近和最远的物平面，分别称为景深近界或景深远界调焦物平面至景深近界和景深远界的距离，分别称为前景深和后景深景深近界与景深远界之间的距离，称为全景深如图所示：景深反映在焦点平面上，清晰的像点形成像空间的纵深距离，这就是焦深景深和焦深，是分别说明物方和像方结成清晰影像的纵深范围形成景深和焦深的依据，关键在于可容许模糊圈直径如图所示：由图《景深，聚焦与模糊圈》可知，当对被摄主体A准确调焦后，则A点的光线通过镜头会聚成像点A，正好落在胶片平面P上,其影像清晰度最高但是，物体B和C的结成的影像与物体。