數碼相機鏡頭的選擇知識

06-22

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p77589 發表於 2010-10-10 05:55:29 [此帖被瀏覽 1667 次,回復 4 次] 最後由 p77589 於 2010-10-10 05:56:21 修改

　　目前，數字相機的鏡頭所採用的材質有磨光玻璃和透明塑料兩種。這兩種材質各有特點，磨光玻璃的透光程度略好，而透明塑料有重量輕的優勢。一般人可能都會認為選用玻璃材質作為鏡頭的數字相機一定會比透明塑料鏡頭的相機投影更清晰，性能更優良，其實不然，由於數字相機鏡頭的結構非常複雜，因此，所採用的透鏡組合、設計方案及製作工藝才是鏡頭質量優劣的關鍵。如果製作工藝考究，磨光玻璃和透明塑料在透光性方面不會有太大差別。　　雖然從理論上講，數字相機的CCD只需要一片透鏡就可以，但在實際的應用中由於透鏡的球差、色差等諸多原因，嚴重影響成像的質量。為了提高圖像質量，在數字相機的鏡頭中需要設計有不同功能的透鏡組合，但如果透鏡過多勢必會影響景物投射到CCD時的清晰度。所以說，透鏡的製作工藝和透鏡組合的設計方案十分重要。除了材質方面的因素外，還要注意鏡頭其他方面的因素，例如焦距、變焦、光圈和快門等方面。　　1．焦距　　焦距是鏡頭的另一項重點因素，首先，了解什麼是焦距。可以把數字相機的鏡頭看作是一組透鏡，當平行光線穿過透鏡時，將會聚到一點上，這個點叫做焦點，而焦點到透鏡中心的距離，稱為焦距。　　焦距固定的鏡頭，即為定焦鏡頭；焦距可以調節變化的鏡頭，就是變焦鏡頭。在攝影領域中，焦距主要反映鏡頭視角的大小。對於傳統135相機而言，50mm左右的鏡頭的視角與人眼接近，拍攝時不變形，稱為標準鏡頭。一般涵蓋40mm-70mm的範圍，18mm-40mm．的鏡頭被稱為短焦鏡頭也叫廣角鏡頭，70mm-135mm稱為中焦鏡頭，135mm-500mm稱為長焦鏡頭，500mm以上稱為望遠鏡頭，18mm以下則稱為超廣角鏡頭或魚眼鏡頭。這種範圍的劃分只是人們的習慣，並沒有嚴格的定義。數碼相機的CCD一般比135膠片小得多，所以，相同視角，其鏡頭焦距也短很多，例如，使用0.33"CCD的數碼相機，使用約13mm的鏡頭，其視角大概相當於135相機50mm的標準鏡頭。由於各數碼相機生產廠商所採用的CCD規格型號不同，所以，大家都採用「相當於35mm相機(即135相機)焦距」的說法。　　通常，在數字相機的技術參數中會有F和f的表示，其中F代表最大光圈值，f則代表焦距長度。例如，標有f=8-24，相當於35mm相機的38mm-115mm。　2．變焦　　變焦能力也是數字相機鏡頭的設計重點。數字相機的變焦一般分為光學變焦和數字變焦兩種。光學變焦就是和傳統的光學成像相機一樣，通過鏡頭的伸縮組合來實現變焦，這也是真正意義上的變焦。　　但光學變焦鏡頭的成本較高，而且非常複雜。複雜的變焦鏡頭體積一般都過於龐大，這一點對於體積趨於小型化的數字相機來說，並不適用。因此，目前市場上主流的數字相機的光學變焦大多為3倍左右。　　數字變焦可以說是數字相機所專有的，是一個嶄新的概念。它的基本原理是通過數字相機里的運算器對所拍攝的景物數據進行插值計算，從而對被攝物放大，達到變焦的效果。這種變焦方式似乎可以呈現更多的細節，其實只是對原先所拍攝影像做單純的放大，並不會增加圖像的清晰度。因為所多出來的像素數並不是鏡頭實際攝入的，而是通過軟體插值計算出來的。數字相機的數字變焦現在市場上多見的是2倍、3倍或4倍。可以在數字相機的性能指標欄中很容易發現標有「此數字相機具有3倍光學變焦以及2倍數字變焦功能」的字樣，可見，它們是數字相機鏡頭性能的一個重要指標。好像現在的數字相機廠商為了吸引更多的注意，常常是強調其產品的變焦能力可達6倍，有的甚至宣稱可以達12倍。這其實是將光學變焦與數字變焦相乘的結果，例如具有6倍變焦能力的數字相機其實是用3倍的光學變焦X2倍的數字變焦而達到所謂的6倍變焦；12倍變焦能力則是相當於3倍的光學變焦X4倍的數字變焦，畫面的確可以達到放大6倍、或12倍的效果，但影像的實際清晰度還是依賴於3倍的光學變焦能力。3．快門和光圈　　在攝影技術中，拍攝影像的最原始的質量來源於曝光的控制，而曝光量則是受光圈和快門的雙重影響。曝光即允許光線照射到感光底片或膠片上，將圖像捕捉下來的過程。曝光量即是在照相感光材料的感光面上照度的時間積分值。如果曝光過度，會使拍出來的影像變得很亮，失掉了許多細節和色調；而如果曝光不足，相片的色調則會非常暗，仍然分不清所拍攝的景物影像。　　數碼相機與傳統相機一樣，就是讓所攝影像透過鏡頭後投影到數碼相機的CCD感光器上，感光器再通過數模轉化器，將圖像的信息在相機的存儲卡上記錄下來這個過程與傳統相機的曝光過程一樣。要相得到層次豐富的影像就要控制投射在CCD感光器的光量值。用來控制曝光量的就是光圈和快門。　　1）快門　　快門(shutter)是用來調節、控制光線透過鏡頭到達感光面時間的裝置。通俗地講，快門決定了拍攝影像的時間，它遮擋在感光元件的前面，一般情況下處於關閉狀態。只有在按動快門按鈕的時候才會打開，其打開的時間就是根據設定的快門速度決定的。通常相機的快門速度範圍有：4秒、2秒、1秒、1／2秒、1／4秒、1／8秒、1／15秒、1／30秒、1／60秒、1／125秒、1／500秒和1000秒。　　如果在快門打開期間，相機因不穩而產生晃動，則拍攝所得的影像就會變得模糊不清。這就是為什麼在拍攝時要保持機身的穩定，也正是為什麼快門速度過慢更容易使相機產生晃動的原因。因此，在快門速度方面有一個安全快門的概念。選擇快門速度一般情況下不可慢於安全快門：安全快門=1／鏡頭的焦距。　　例如鏡頭的焦距是50mm，安全快門就是1／50秒，即要選1／60秒以上的快門速度才可避免因手震而造成影像模糊，當然安全快門只是一個僅供參考參數。快門的速度範圍也是越大越好，這樣，相機就能適應更多的拍攝範圍。　　2）光圈　　光圈(Aperture)是機械裝置，是一個用來控制光線透過鏡頭，進入機身內感光面的光量的裝置，它通常在鏡頭內，通過控制鏡頭光孔的大小來達到這一作用。當外界光線較弱時，就將光圈開大；反之，就將光圈關小。表達光圈大小通常是用F值表示的。公式為：光圈F值-=鏡頭的焦距／鏡頭口徑的直徑。　　完整的光圈值由小到達依次為：F1．F1.4，F2.8，F4，F5.6，F8，F11，F16，F22，F32，F44和F64。　　光圈F值愈小，光圈開得愈大，在同一單位時間內的進光量便愈多，而且上一級的進光量剛好是下一級的一倍，例如光圈從F8調整到F5.6，進光量便多一倍，也可以說光圈開大了一級。對於普及型的數字相機來說，光圈F值常常介於F2.8~F16之間，此外許多數字相機在調整光圈時，可以做1／3級的調整。　　相機的光圈值範圍愈大，適應不同光線環境的拍攝能力愈強。但通常在光圈範圍中都比較注意最大光圈值，而小光圈值較少注意，這是因為如果拍攝環境的光線太強，除了收小光圈外，也可以把快門速度加快，縮短曝光時間。但如果拍攝環境的光線太弱時，不能夠把快門速度隨意減慢，因為一旦快門速度慢於安全快門速度，相機很容易因手的震動造成影像模糊。舉例來說，相機的焦距是50，則它的安全快門速度即為1／50秒，如果在光線好的情況下，選擇的快門速度為1／125秒，與之對應，相機的光圈值為F8，但如果拍攝的光線變弱，為了維持曝光量，保證拍攝影像的質量，就需要延長拍攝的時間(即曝光時間)，就必須降低快門速度，由1／125秒降到1／60秒。對應的相機的光圈值也要從F8調節至F11。這時，就要考驗鏡頭的透光性能。所以相機的光圈值越大，說明鏡頭的透光率越好。　　由此可以看出，快門和光圈直接影響曝光量，它們所能達到的特性直接反應出鏡頭製造的水平及特點，是衡量鏡頭優劣的重要因素。同樣也是衡量數字相機的一項重要參數指標。二、數碼相機鏡頭的分類及特點　　數碼相機鏡頭品種繁多，但其基本型式大體有如下幾種：　　1．標準鏡頭　　標準鏡頭的視場角為40度-60度，其相對孔徑從F2.8-F3.5，若增加相對孔徑，可提高成像質量。　　固定焦距的標準鏡頭在攝影創作中應用得最多、最廣泛。標準鏡頭在拍攝中像差較小，成像質量優於一般同檔次的鏡頭，最大相對孔徑較一般同檔次的鏡頭大，如有的數碼相機，採用固定焦距的標準鏡頭的最大相對孔徑達到了0.9,1,1.2等，從而保證了在低照度的照明條件下有足夠的光圈。同時，標準鏡頭的體積小，攜帶方便。　　在攝影創作中可以根據不同的創作意圖，運用不同的手段，使用D10標準鏡頭拍攝出具有廣角鏡頭或中長焦鏡頭的效果。當我們將照相鏡頭對著很近的被攝主體，使用大光圈拍攝特寫或近景時，就可以獲得背景虛糊，類似中長焦鏡頭的效果。當我們將標準鏡頭對著處於中景或全景的景物對焦，並使用小光圈拍攝，則可以使畫面中的遠近都很清晰，獲得廣角鏡頭的拍攝效果，標準鏡頭在攝影創作中具有不可低估的作用。　　2．廣角鏡頭　　廣角鏡頭的視場角為60度-80度，單鏡頭反光數碼相機的廣角幾乎都採用反攝遠型結構，其基本型式是由一個負的前組和一個正的後組組成，它的後主點在鏡頭之外，後截距有可能等於或者超過系統的焦距。　　廣角鏡頭是一種焦距短於標準鏡頭、視角大於標準鏡頭、距長於魚眼鏡頭、視角小於魚眼鏡頭的攝影鏡頭。廣角鏡頭又分為普通廣角鏡頭和超廣角鏡頭兩種。135照相機普通廣角鏡頭的焦距一般為38-24mm，視角為60度-84度；超廣角鏡頭的焦距為20-13mm，視角為94度-118度。由於廣角鏡頭的焦距短，視角大，在較短的拍攝距離範圍內，能拍攝到較大面積的景物。所以，廣泛用於大場面風景攝影作品的拍攝。在攝影創作中，使用廣角鏡頭拍攝，能獲得以下幾個方面的效果：　　(1)能增加攝影畫面的空間縱深感；　　(2)景深較長，能保證被攝主體的前後景物在畫面上均可清晰的再現。所以，現代大多數的袖珍式自動照相機(俗稱傻瓜照相機)採用38～35mm的普通廣角鏡頭：　　(3)鏡頭的涵蓋面積大，拍攝的景物範圍寬廣；　　(4)在相同的拍攝距離處所拍攝的景物比使用標準鏡頭所拍攝的景物在畫面中的影像小；　　(5)是在畫面中容易出現透視變形和影像畸變的缺陷，鏡頭的焦距越短，拍攝的距離越近，這種缺陷就越顯著。所以在拍攝人像時，不宜近於0.6m，以免產生透視畸變，假如使用普通廣角鏡頭拍攝貼證件用的標準人像照片時，最好拍成半腰或齊膝像：使用超廣角鏡頭拍攝這種人像照片時，最好拍成全身像，然後在放大過程中進行剪裁，以獲得標準的人像照片，這樣就可以避免透視畸變。當然，有時在拍攝人物肖像時，為減緩被攝者臉部的某些缺陷，也可以有意識地利用這種透視畸變。如被攝者上額窄下顎寬，採用略高的俯視角度拍攝，可以使其缺陷抵銷；反之，則可以採用低角度仰攝。　　在使用廣角鏡頭拍攝全身人像時，如果採用低角度拍攝，仍然會產生畸變，但有時可以利用這一特點來彌補被攝人物本身的某些缺點，如有個別的被攝者的腿較短，上身較長，採用這種角度的拍攝，會使腿在畫面上表現出一種修長的效果，增加其美感。　　目前商用級的數碼相機中多使用與普通35mm相機相同的普通廣角鏡頭，由於其在景深，拍攝範圍廣等優點，因而在選擇數碼相機時，同樣性能的數碼相機，能夠具有廣角和遠距的數碼相機性能將會更好一些。　3．長焦距鏡頭和遠攝鏡頭　　長焦距鏡頭是比標準鏡頭的焦距長的攝影鏡頭。長焦距鏡頭分為普通遠攝鏡頭和超遠攝鏡頭兩類。普通遠攝鏡頭的焦距長度接近標準鏡頭，而超遠攝鏡頭的焦距卻遠遠大於標準鏡頭。鏡頭焦距從85-300mm的攝影鏡頭為普通遠攝鏡頭，300mm以上的為超遠攝鏡頭。　　長焦距鏡頭按其光組結構的不同，又可分一般遠攝鏡頭、倒置遠攝鏡頭和反射式遠攝鏡頭三種。　　使用長焦距鏡頭拍攝具有以下幾個方面的特點：　　(1)視角小。所以，拍攝的景物空間範圍也小，在相同的拍攝距離處，所拍攝的影像大於標準鏡頭，適用於拍攝遠處景物的細部和拍攝不易接近的被攝體。　　(2)是景深短。所以，能使處於雜亂環境中的被攝主體得到突出。但給精確調焦帶來了一定的困難，如果在拍攝時調焦稍微不精確，就會造成主體虛糊。　　(3)透視效果差。這種鏡頭具有明顯地壓縮空間縱深距離和誇大後景的特點。長焦距鏡頭在使用時，一般都是用來拍攝較遠的景物。由於空氣的吸收及漫散射光線的影響。所以，拍攝的影像反差較小，加之塵粒消光較嚴重，要達到十分精確的調焦是不容易的。使用300mm以上的超遠攝鏡頭拍攝，還難以將各色光聚於一點，因而產生副光譜問題。　　基於上述情況，所以，有時所拍攝的作品的成像質量不高。　　雖然使用長焦距鏡頭要受到不少因素的影響，但其優點卻是主要的。在遠距離拍攝風光人物、旅遊攝影、人物肖像攝影(在拍攝貼證件用的標準照片時，應用lOOmm左右的普通遠攝鏡頭拍攝，以減少影像畸變，如果用105mm的鏡頭其效果最好)，在看台拍攝體育比賽等照片，在動物園拍攝動物，在野外拍攝禽獸，加輔助鏡進行近拍等等，在這些眾多的領域中，無處不是它的用武之地。　　如使用200mm的長焦距鏡頭拍攝，其快門速度應在1／250s以上，以防止手持相機拍攝時照相機震動而造成影像虛糊。　在一般情況下拍攝，為了保持照相機的穩定，最好將照相機固定在三腳架上。　　超遠攝鏡頭一般只有在特殊的情況下才使用，使用時不能單用普通的三腳架固定照相機，否則，超重的鏡頭會將固定在三腳架上的照相機底座弄壞。所以，必須使用一種能有支撐鏡頭支架的那種三腳架固定照相機，無這種特殊的三腳架時，可用兩個三腳架來固定，一個固定照相機機身，一個固定並支撐超遠攝鏡頭。　　用這種鏡頭拍攝時最大的問題就是調焦困難，這是由於長焦距鏡頭景深小的緣故。因此，非專業人員一般不需要買這類鏡頭，或者說，攝影愛好者最多把遠距鏡頭作為一個附帶的鏡頭購買。　　4.魚眼鏡頭　　魚眼鏡頭是一種短焦距(f=6—16mm)大視場(視場角約為180度甚至230度)攝像鏡頭，其前面的透鏡似鼓起的魚眼。由於魚眼鏡頭的焦距很短,視角較大,最高可達230度,拍攝的畫面呈圓形或矩形,畫面中心與四周的感光不均勻,影像變形嚴重,景物的透視點得到極大的誇張.一般用於特效畫面的拍攝。　因魚眼鏡頭的特殊結構,有些單反相機需要將反光鏡抬起並鎖住,才能安裝。使用時不能調焦與取景,但因魚眼鏡頭的視角廣,景深大,一般不影響拍攝效果。　5.變焦距鏡頭　　數碼相機的數碼變焦功能並不是光學變焦，儘管它能在一定程度上提升數碼相機的變焦效果，但它實際上並不能像光學變焦那樣將鏡頭的視角壓縮到200mm以上所具有的視角，而是採用在原有視角成像基礎上將成像後的影像截取一部分(局部影像)進行放大，造成一種被攝物被「拉近」的錯覺。這種數碼變焦放大後，影像的質量多少會有一點下降，有時甚至會出現輕微的「馬賽克」現象(劣質數碼相機)。因此，筆者認為真正起作用的還是光學變焦，在選購時重點應放在光學變焦範圍、光圈、孔徑等光學參數上，不必過多考慮數碼變焦功能。　光學變焦最為主要的用途是將拍攝的景物拉近，即將遠處的景物擴大(而數碼變焦只是將像素點擴大)，使你能夠拍攝遠處的景物。光學變焦是以最小鏡頭焦距的2倍、3倍來度量的，舉個例子，如果數碼相機的最小鏡頭焦距為50mm，它使用2倍的光學變焦，那麼它的鏡頭焦距就會擴大到100mm。　　目前用戶都特別關心數碼相機的光學變焦，但變焦將造成您的購買價格大幅度的上升，因而您在購買數碼相機時，一定要考慮好是否需要光學變焦。光學變焦最為主要的用途是將拍攝的圖像拉近，但您一定要知道，它不能將我們拍攝的圖像拉遠。如果您使用過傳統的相機，您會發現，您在旅遊時，由於旅遊景點的狹小，大多情況是拍攝的人物離您太近，您想把人物拉遠，這時變焦就沒任何用處。所以在選擇時，您一定要在價格和光學變焦的實際有多大用處上進行均衡。　6．附加鏡頭　　1）近攝鏡　　近攝鏡正面凸起，背面微微凹進，外形很像放大鏡，是一種類似於濾光鏡拍攝附件。　　如果在標準鏡頭前附加一枚近攝鏡，其焦距就會立刻發生變化，因為近攝鏡微凹的背面可以一定程度地減少像場彎曲。通常近攝鏡按屈光度標定，如+1,+2和+3等。屈光度數值越大，放大倍率也就越高。　　這種鏡片在操作時，可不做曝光補償調整，能夠單獨或組合使用，非常便利，並且價格便宜。但是近攝鏡的像差不能完全消除，由於景深變淺，可能還會輕微地影響到照片的清晰度。　　2）中空鏡　　中空鏡中心是一塊透明的玻璃，周圍有使影像朦朧的條紋。使用這種鏡片拍攝出的效果是中間呈現的景物清晰，四周景物模糊，像是經過濾鏡處理一樣，使得照片充滿藝術效果，是一種比較特殊的濾鏡。根據最終拍攝效果的不同可以分為中空霧化鏡、中空柔焦鏡和中空近攝鏡等多種不同類型。　使用這種濾鏡拍攝能夠很好地將主體突出，但值得注意的是不能把光圈收得過小：否則會使四周模糊部分和中間清晰部分出現嚴重的邊緣分界。　　3）偏振鏡　　偏振鏡的鏡片呈深灰色，由兩塊平行安置的玻璃片構成。在玻璃片之間有一層經過定向處理的晶體薄膜，從外形上看它比一般的濾鏡略顯厚一些。　在攝影過程中，偏振鏡可能是使用最多的一種濾鏡，它的兩片鏡片可以相對旋轉，從而逐漸削除反射光和光斑。常用以濾掉天空中的偏振光，使天際間的對比更加清晰、真實。除此之外，還經常應用偏振鏡消除非金屬表面的炫光和反射光。　　值得注意的是，如果使用的數字相機是單反式數字相機，由於CCD的限制，使用20mm以下的超廣角鏡頭時，鏡頭四周會出現暗角的現象，因此要千萬小心。數字相機建議配備超薄型圓型偏振鏡，以保證最終的畫面完整性。　　4）半近攝鏡　　半近攝鏡一半是近攝鏡片，而另一半是空的。有近攝鏡片的一半可將近處的畫面拍攝清楚，另一半卻是正常的，可以對遠處的拍攝主題正常對焦，從而保證一個很近一個很遠的物體同時在一個畫面上都是清晰的，造成一種超大景深的效果。使用半近攝鏡還可以使另一半畫面完全不合焦，通常配合大光圈可以產生特殊的景深效果。　　5）色彩增強鏡　　色彩增強鏡可以使色彩飽和度和反差增強，尤其是對紅色、橙色和褐色3種顏色效果十分明顯。但它的缺點是該增強鏡的使用會降低成像的解析度。因此當需要得到高解析度的照片時，應該拆下鏡頭前所有的濾鏡。