第01章照相机

第一章照相机第一节照相机的原理及其结构一针孔成像原理和摄影术的发明紧密相关的第一门学科应是光学，就是针孔成像的原理。1针孔成像原理，光的重要特性之一是直线传播。当来自景物的反射光或发光体的光线通过一个小孔时，在与景物或发光体相对应的相反方向的一定位置上便会形成一个和景物或发光体的影像上下颠倒、左右相反的清晰影像。2针孔成像的原理，最早是中国古代科学家首先发现并加以记录和阐述的。战国时的科学家墨子在其著作《墨经》中对针孔成像原理曾有明确的记载。3照相机镜头成像与针孔成像的差别。1）针孔大小直接影响通光量，针孔大时影像会变虚，针孔小了又无法获得充足的光线；2）镜头利用光的折射原理，通过凸透镜效果聚光获得摄影所需光线的量；3）镜头能使景物影像汇聚于焦点平面形成清晰影像。针孔成像摄影针孔成像摄影二照相机的基本结构照相机的基本结构，包括：镜头、快门、取景器、测距器、卷片装置、暗箱和机身等。（一）镜头镜头的作用，在于让景物在焦点平面位置形成清晰的影像，也就是汇集来自外界景物的反光或发光体的光线，并使被摄景物在感光片上形成清晰的潜影。1，镜头的构造现代相机的镜头均由多组凸透镜和凹透镜结合而成，是一个复式透镜组。其中的凹透镜主要用于校正镜头在成像时所存在的像差及其他缺陷，而整个镜头则是个凸透镜，能够聚光于焦点平面。镜头镜面的“镀膜工艺”：在镜面镀上一层或多层薄膜，减少光线反射，通过通光能力，削弱光线反射造成的光晕现象，大大提高影像质量。非球面镜片，可消除园形镜片的“球形折光差”，提高成像质量。镜头构造球面镜片非球面镜片2，镜头成像的原理镜头成像的原理是利用凸透镜聚光成像的原理。在镜头成像中，从被摄物体到镜头中心的距离，称为物距；从镜头中心至所成影像间的距离，称像距。物距和像距相互制约：物距远则像距近，物距近则像距远。这便是物与像的对应关系----共轭关系。3，镜头的焦距焦点，来自无限远处的平行光线经过镜头的折射在镜头主轴上会聚成一个清晰的点，这个清晰的点，就是焦点。焦距，由焦点到镜头中心的距离。镜头焦距的长度单位一般为毫米，英语用“f”来表示焦距。镜头焦距的长短影响其成像的大小。在相同的距离上拍摄时，焦距长的镜头成像大，焦距短的成像小。4，镜头的口径和光圈系数镜头通光孔的大小，是影响通光量的直接因素之一。相机镜头通光量与镜头通光口径的大小成正比；随着镜头焦距的增加，感光片所在焦点平面的位置所获得的光量则减小。光圈，相机镜头上能根据外界光线变化来调节通光孔大小的装置。光圈系数F，表示焦距与镜头相对口径的比值。F系数=焦距：相对口径F系数的标法：1，1.4，2，2.8，（3.5)，4，5.6，8，11，16，22，32光圈系数F/2.0F/4.0F/8.0F/16光圈系数的特点（1）光圈系数的数字大小与镜头相对口径的大小成反比。光圈系数的数字越大，其实际口径越小，通光量就越少；数字越小，则实际口径越大，通光量越多。（2）每相邻两级光圈系数之间的通光量相差一倍。f/2.8的通光量为f/4的两倍，为f/5.6的4倍。（3）每相应两级光圈系数之间的关系是√2倍的关系。镜头的光圈系数标在镜头的光圈调节环上。5，镜头的视角镜头和人眼一样，其视野有一定的角度，称为视角。视角的大小，取决于镜头焦距的长短和所拍摄底片的大小。焦距长的镜头视角小，焦距越短，视角越大。镜头视角的测定方法：当镜头与底片保持在焦点距离时，由镜头中心至底片对角线两端引一直线，其所形成之夹角，便是该镜头的视角。标准镜头，镜头焦距和底片对角线长度相等的镜头，其视角接近于人眼的正常视角，约为50度，所拍摄到的影像最接近人眼正常视觉效果，没有明显的变形现象。长焦距镜头，镜头焦距长于所用胶片对角线长度，其视角小于人眼正常视角，所拍摄到的影像比人眼看到的范围要小。广角镜头，镜头焦距短于所用胶片对角线长度，其视角大于人眼正常视角，拍到的画面比人眼所能看到的范围大。标准镜头长焦镜头广角镜头（鱼眼镜头）镜头分类依据之一是，所用胶片的对角线长度与镜头焦距长度的关系。135相机所用胶片画幅为24×36毫米，对角线长43毫米，其标准镜头焦距为43毫米左右；120相机使用60×60毫米画幅的胶片时，底片对角线长79.2毫米，其标准镜头焦距为80毫米左右。135相机的，24毫米焦距的广角镜头，视角为84度；35毫米焦距的广角镜头，视角为63度；（标准镜头的视角约为50度；）135毫米焦距的长焦镜头，视角为18度；300毫米焦距的望远镜头，视角只有8度。镜头的视角与焦距（注意：24、35、135、200焦距的不同视角）15mm，超广角镜头21mm，广角镜头35mm，广角镜头50mm，标准镜头90mm，中焦镜头135mm，中焦镜头180mm，长焦镜头400mm，望远镜头800mm，望远镜头（二）快门快门的作用，控制光线在感光片上停留时间的长短。对动体摄影而言，还是用来抓取动态、使动体在胶片上形成清晰影像的保证。快门的速度单位是秒。快门速度的标法：B，1，2（1/2)，4(1/4)，8(1/8)，15，30，60，125，250，500，1000，2000(1/2000),....在光圈不变的情况下，快门打开的时间越长，胶片接受的曝光量越多；打开的时间越短，则胶片接受的曝光量越少。相邻两级快门速度的曝光量相差一倍。快门速度盘和快门按键B门，用于长时间曝光，按住打开，松手关闭。A档快门，自动快门选择。P档快门，程序自动，自动按程序设定来选择快门和光圈。快门的分类：按快门在相机所在位置来分，相机的快门有镜间快门和焦平快门两种。按快门的构造和操作方式不同，又可将相机快门分为机械式、电子式和程序式三种。电子快门，利用电子线路控制快门速度。常有两种：一是机械快门加电子快门延时器；二是全电子快门。程序快门，光圈和快门的组合按一定程序排列好，易使用。（1）镜间快门，位于镜头中间，在光圈前。一般由3-5片薄钢片组成，通过开合快慢来控制曝光时间。，一般快门速度不很高，不超过1/1000秒。好处是使用任何一级快门速度都能使胶片画面同时曝光，不受闪光同步限制。拍摄动体不会产生变形现象。缺点是，使用大光圈、高速度曝光组合时，其实际通光量减少。（2）焦平快门，位于焦点平面位置，紧挨在感光片前。由不透光的帘布或金属帘片组成，通过帘片间裂口的大小变化来控制曝光的时间。优点一是可以达到较高的快门速度，一般可达1/1000秒以上，最高可达1/10000秒以上。在任何快门速度都能获得均匀的感光。二是因其快门速度高，可以用来抓拍极高速的动体。缺点一是使用高速快门时，动体的影像会变形，二是闪光连动的快门速度有一定限制。镜间快门焦平快门（三）测距（对焦）系统对焦，被拍摄的景物有时离得远，有时离得近。为了使被摄景物能在感光片上形成清晰的影像，就要根据被摄景物的远近来调整镜头至感光片之间的距离，这种调整过程即是对焦或测距。测距系统，利用物、像之间的共轭关系的原理，通过调整镜头中心至感光片之间的距离来实现对焦，感光片所在位置即为焦点位置。镜头上设有调焦环，通过转动调焦环，即可改变镜头中心至感光片之间的距离。镜头调焦环上常用米（m）和英尺（ft）两种制式标示。∞表示“无限远”，micro表示微距对焦。镜头的调焦环测距装置，有连动测距式、反光式、后部磨沙玻璃测距式、自动测距式等多种类型。1，连动测距式。相机的测距系统与镜头伸缩连动，通过镜头的伸缩来调节距离，以测距器中所见物体的虚实二影重合（重影式）或物体上下两截接合（截影式）来作为判断对焦准确的依据。2，反光式。采用反光式测距系统的相机称为反光式相机（又有单反和双反两种）。用与镜头成45度角的反光镜，把被摄景物影像反射到取景器上，调整镜头伸缩距离使反射来的影像变清晰，表明测距准确。3，后部磨沙玻璃测距式。多为大型相机。在感光片位置装磨沙玻璃片，调整镜头伸缩距离，在磨沙玻璃片看到的影像清晰时，测距准确。虚实二影重合重影式对焦反光式测距4，自动测距式。现代自动测距系统，有电子视测系统、超声波系统、红外线测距系统、眼控自动测距等。眼控自动测距技术由佳能公司率先发明，并首先在佳能EOS5相机上采用。佳能EOS5型相机是世界上第一部眼控五点自动对焦的单反相机。多点自动对焦（四）取景器取景器的作用：一是观察被拍摄景物；二是用于界定拍摄景物的范围；三是用来确定对景物的取舍和安排画面的布局。视差现象，通过取景器观察到的景物和通过镜头拍摄的景物范围不一致的现象。这种单设取景器的相机，称为“旁轴取景器相机”。现代相机的取景器种类：1，单镜头反光俯视取景器2，单镜头反光平视取景器3，框式平视取景器4，光学直透式取景器框式平视取景器（旁轴取景器）视差现象单镜头反光平视取景器单镜头反光平视取景器（五）卷片装置主要有：扳把式、摇把式、旋钮式、电动输片式等。（六）暗箱和机身暗箱是用来连接镜头和机身的部分，起到将通过镜头的光线与其他外界光线隔开的作用。机身后壁的焦平面位置是装感光片的地方。扳把式卷片旋钮式卷片摇把式卷片（七）其他装置：1，闪光连动装置其作用是使闪光与快门连动。有连线式和插座式两种。2，自拍装置其作用：一是在无人帮助时，可让相机自动为你拍摄；二是在长时间曝光时，可用自拍功能保证开闭快门时相机的稳定。自拍装置，有的相机设在机身外面，现代相机的自拍功能设在相机内。3，测光装置测光装置由光电测光器与曝光计算器结合而成，有外置式和内藏式两种。自拍装置第二节现代照相机的基本类型一，135相机135相机因使用135底片而得名，又称为35毫米小型相机，是报纸、通讯社摄影记者最常用的相机。135相机的特点（P49）优点：（1）体积较小，分量较轻，便于携带；（2）所用胶卷为画幅36毫米X24毫米的135底片，常用的可装36张胶片，省去换片时间；（3）现代135相机多配有多种可置换镜头，从广角、中焦、长焦到各种变焦一应俱全，可根据不同拍摄需要随时更换；（4）相对其他类型相机，135相机的镜头有效口径大，感光力强，对不同光线适应能力强；（5）135相机多采用焦平面快门，最高速度可达数千分之一秒，能满足新闻摄影拍摄高速动体的特殊需要。缺点：（1）焦平面快门带来的闪光同步速度的限制，在使用闪光灯时不能达到很高的快门速度；（2）在拍摄高速动体时，如快门速度过高，会出现影像变形现象。二，120相机120相机使用120底片，其画幅包括有60毫米X60毫米、60X45毫米、60x70毫米、60X90毫米等多种。由于其底片画幅大，所拍底片放大到较大尺寸，仍能获得较高质量的照片。画报社记者、广告摄影和其他需拍大底片的摄影工作者，多用120单反相机。优点：（1）与120双镜头反光相机相比，单镜头既用作取景、测距，又用作拍摄，没有视差现象。（2）现代120单反相机也有各种不同焦距的镜头，以适应各种不同的拍摄需要。（3）有可置换后背的特点。在不同后背里装有不同的胶卷。如拍摄时需换用不同胶卷，换后背即可，十分方便。缺点是机身和镜头较大较重，携带不便。快门震动大。120单镜头反光相机可置换后背各种不同焦距的镜头120双镜头反光相机视差现象三，数码相机和数码摄影数码相机的出现，是因为人们发明了新的记录景物影像的材料－－数字式存储器和数字式存储卡。数码相机，也叫数字式相机，是数字技术与照相机原理相结合的产物。数码相机采用电子耦合器（CCD）作为图像传感器，把光线转变为电荷（光电转换），再通过模（拟）－数（字）转换器芯片将模拟信号转换成数字信号，并经压缩后，储存在相机内的存储器内或储存卡上。数码相机集成了影像信息的转换、存储、传输等部件，采用数字化存取模式，可在电脑上直接处理，是光、电、机一体化的高科技产品。数码相机有专业型和民用普及型两大类。高档专业型数码相机既保留了传统单反相机的摄影功能的多样性，又增添了数码相机的一系列新功能。新型专业型数码相机的特点：综合性、多功能，成像质量高，操作简便。普及型数码相机的像素正以每6个月左右翻一番的速度迅速发展。专业型数码相机专业型数码相机民用半专业型数码相机民用普及型数码相机•1，数码摄影与传统摄影的不同点•1）存储影像的介质不同。