第04课：镜头的类型与成像特点

f f
相当35mm镜头焦距 （非全画幅数码相机）
不同数码相机的感光元件尺寸大小各 不相同，所以使用相同焦距镜头所产 生的视角也会发生变化。
由于胶片时代长期形成的使用习惯， 人们对35mm胶片相机的各类镜头较 为熟悉，将数码相机焦距转换为相当 于35mm胶片时更便于理解和使用。 相机镜头或使用说明中一般会标注转 换系数或换算后的焦距。
相对口径：镜头的光圈直径与镜头焦距的比值。表示各级光圈
的通光能力。
有效孔径=
Dmax
f
D
相对孔径=
f
光圈系数
镜头各级相对孔径的倒数称光圈系数或F系数 光圈系数的分布通常为 2 倍级数排列，每档光圈曝光量相差一倍， 如：
1、1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、 22、32 等。
更细致的划分，光通量相差1/3档： 1（1.12；1.26），1.4（1.6；1.8）， 2（2.2；2.5），2.8（3.2；3.5），4（4.5；5）， 5.6（6.3；7），8（9，10），11（12.7，14）， 16（18；20），22（25；28），32（36，40）
视场与视场角
焦距与视角的关系
通常在拍摄位置与被摄对象距离不 变的情况下： 镜头的焦距越短，则其视角越宽， 拍摄范围越大，物体所形成的影像 越小； 镜头的焦距越长，视角越窄，拍摄 范围越小，镜头所成的影像则越大。
视角与焦距、画幅尺寸的关系
镜头的视角与焦距长短和感光元件的画幅尺寸有关 当画幅一定时：焦距越短，视角越大， 焦距越长，视角越小 当焦距一定时：画幅越大，视角越大， 画幅越小，视角越小。
F系数通常也用f/表示，如f/ 2，f/2.8， f/5.6等。
光 圈 孔 径 与
焦距
F
系 数 的
关 系
光圈的类型
停滞式光圈：光圈调节至某一F系数级档或两档中间位置时，有明 显的定位手感。便于在暗弱的光线条件下，凭手感调整光圈设置。 光圈调节宜逐档进行，不宜过快过猛。 非停滞式光圈无极可调，没有定位手感。 预制式自动光圈：设定光圈系数时，光圈始终处于最大孔径状态， 只有当按下快门曝光的瞬间，光圈才收缩到预制大小，曝光完毕 又恢复到最大孔径状态。采用预制式光圈可有效提高取景时的观 察亮度。
现代相机镜头大多经过加膜处理，加膜后的镜头表面呈现蓝紫色 或紫红色等，未经加膜处理的镜头表面反光呈白色。
镜头加膜处理不仅能增加通光量，还能防止反射光漫射而产生的 光晕，改善图像反差和清晰度，同时对色彩的还原能力也有所提 高。此外，还有防止镜片霉变的作用。
焦距和视角
镜头焦距：无限远景物在焦平面上结成清晰影像时，镜头光
为什么是 2 倍级数？
通光量与光孔面积成正比 圆面积与光孔直径D（D/2）的平方成正比
光圈系数 F=f/D
光圈相差一档 2 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，光孔面积相差1倍，镜 头通光量相差1倍。
相邻光圈的通光量相差2倍，例如F4光圈的通光量是 F 5.6的2倍。 通光量关系也可用2n 来计算。如F4和F11相差3级， 通光量相差23，即8倍。 F系数的表示方式 F2，F2.8，F4，F5.6，F8，F11 等
■35mm(换算为35mm规格约56mm)
■70mm(换算为35mm规格约112mm
■100mm(换算为35mm规格约160mm)
学中心到焦平面的垂直距离。即镜头光学中心到胶片或感光元 件平面的距离。 简单地说，是指镜头中心（透镜的光学中心）到胶片平面或感光 元件（焦平面）的距离。 通常标于镜头前压圈上，如：f=50，表示镜头焦距50mm； f=18-55mm表示变焦距镜头，变焦范围从18mm到55mm
视场与视场角
镜头的视角：由视点与观察范围边缘所构成的角度称为视 角（在像方称像角）。视角与镜头焦距长短和底片画幅尺 寸有关。 视场（视野）：由视点（即镜头）与观察范围边缘所构成 的角度称为视角。即由视角所决定的观察范围。
大孔径镜头的优点：
便于暗弱光线下手持相机拍摄，不至于产生抖动模糊 便于获取较小的景深，虚化背景，突出主体 拍摄运动景物，便于使用较高快门速度，捕捉动体清晰影像
快镜头：一般把有效孔径大于1:2的镜头称为快镜头（或强光
镜头）。其优点是便于在暗弱的光线下拍摄以及获得较小的景深。
镜头的镀膜
镜头镀膜又称加膜，目的是为了增加通光量。一只大口径的七片 六组标准镜头，不加膜的通光率只有40%左右，单层镀膜后，通 光率可达81%，多层镀膜后，可提高至97%。
镜头
镜头是照相机的光学成像系统，其作用是使外界景物
在胶片或感光元件上成像。 照相机的性能与质量在很大程度上取决于镜头的质量 与性能。 镜头由透镜组和部分机械装置构成，透镜数目由二至 十几片不等，二或三片透镜胶合在一起称一组。多片 透镜的作用是为消除各种像差，提高成像质量。
现 代 照 相 机 的 镜 头 结 构
光圈的结构
光圈位于镜头的透镜组中间，由多片叶片组成，是调
节和控制镜头通光孔径大小的装置，它与快门的不同速度 配合，可使曝光正常。
圆形光圈
常规光圈
f/2
f/8 f/16
镜头的孔径
有效孔径：表示镜头的最大通光能力，也是镜头的最大光圈值。
通常采用镜头最大光孔直径与镜头焦距之比表示。如：1:2, 1:3.5等。 一般标于镜头前压圈上。
例如镜头倍率1.6x
又如：镜头f=6.3-63mm，转换为 35mm相当于38-380mm
不同画幅（感光元件尺寸不同） 相同视角，则“焦距”不同
拍摄位置相同，画面视角的不同，导致拍进画面的景物 范围产生变化，被摄体的大小也会随焦距的变化而改变。
■10mm(换算为35mm规格约16mm)
■20mm(换算为35mm规格约32mm)
剖 面 图
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28—200mm变焦镜头光学结构示意图
光圈的作用
1、光圈的基本作用是控制镜头的曝光量。光圈开大，镜头的通光能力 增强；光圈缩小，镜头的通光能力减弱。 2、调节光圈，可以控制景深效果。光圈开大，景深减小；光圈缩小， 景深增大。 3、调节光圈，控制镜头成像质量。任何镜头都有某一档光圈的成像质 量是最好的。即“最佳光圈”。 不同镜头的“最佳光圈” 不尽相同，一般位于最 大光圈缩小3-4档处。 如对成像质量有较高要求， 应考虑使用“最佳光圈”。