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4、曝光控制系统
5、取景与调焦距系统
6、动力与电子辅助、电子控制系统
7、附件系统
如果是数码照相机,还有一个:
8、影像存储、读取系统
其中1、2、3点为最基本的,有了它就可以完成摄影。
(二)照相机的分类及技术特点
一部完整的现代照相机机身,他们都有共通的地方:
都具有机身主体、曝光控制系统、调焦距系统、取景系统、承片与进片系统、动力与电子辅助控制系统,以及附件系统。
但作为一部单独的照相机,本身也有区别。
照相机机身的区别,主要体现在三点:
•所使用的胶片片幅大小;
数码照相机即为感光元件和象素数的大小。
•所采用的取景对焦方式
•科技特色含量
(1)所使用的感光材料的片幅(画幅)大小
感光材料的片幅有大有小,需要有与其匹配的机身去装载,也就出现了适应各种片幅尺寸的照相机。
所使用的感光材料片幅大小是照相机的最大的区别。
表面上看这只是一个量的问题,实际上由此产生的变化决定了照相机的定位、功能设置、适用范围、拍摄手段和最终的成像效果(最重要)。
一般来说,根据照相机使用的感光材料片幅,我们很容易地把照相机区分为:
大画幅照相机,中等画幅照相机,小型照相机,微型照相机等。
而进入数码照相机时代,则出现了APS画幅的小型照相机。
(数码照相机受制于感光元件的制作工艺和成本控制,目前还没有民用级的大画幅数码照相机。
)
【结论】
1、画幅越大,相同的场景记录的影像细节越丰富,越经得起高倍数放大制作照片,获得优良的大尺寸图片效果。
2、制作相同尺寸的照片,大的画幅比起小画幅所需的放大倍数要低得多,影像素质更佳。
3、画幅越大,后期对原始影像的裁剪、处理的空间也越大,取舍更灵活。
在数码照相机中,像素数则是一个十分重要的指标。
其像素数大小可以看做类似胶片画幅大小。
(2)所采用的取景方式
照相机的取景器原来基本的用途就是在拍摄时确定一个拍摄范围,是摄影的辅助手段。
但由于取景方式的区别,使照相机在其他功能的设置方面带来问题或说“变化”,从而直接影响到照相机的结构和操作方式,也对拍摄效果产生较大的影响。
一般来说,根据照相机的取景方式,我们把照相机区分为:
机背取景式照相机、反光取景式照相机、旁轴取景式照相机等。
(3)科技特色含量
从总体上来看,照相机的发展经历了由结构简单、功能单一到现在的结构复杂、功能齐全的高科技产品,其间走过了几个重要的发展阶段,这都是与科技的发展相适应的。
以小型(135型)照相机为例,大体来说,银盐照相机的发展经历了机械时代、电子时代(AE)、电子自动对焦时代(AF),每个时代的照相机都完全包容了上代照相机的全部功能,是上一代的高科技发展。
但是,这些科技特别是电子科技手段绝大部分属于操作上的技术进步,与影像素质没有直接的关系,决定影像素质的仍然是镜头、黑盒子和胶片。
数码照相机由于是银盐照相机发展到顶峰后出现的,所以其一面世便已经是功能全面的全自动照相机。
其划代主要还是根据画幅尺寸和象素数,如APS尺寸数码照相机,全画幅照相机,或是600万象素级、800万象素级、1200万像素级等等。
在现代摄影术发明之后的170年里,人们制造了形形色色的照相机。
随着人们摄影实践的不断总结、提炼,一些机型因为其具有更广泛的适用性而发展成熟,成为我们今天的摄影利器。
对这些现在还在大量使用的照相机进行分类、比较,有利于我们对摄影器材的了解,从而在摄影活动中合理选择适用的器材。
如前所述,各种照相机是采用这样的方式来分类:
感光材料画幅+取景方式+科技特色(或适用领域)
按这种方式分类,常见的几种照相机有:
1、大画幅机背取景式照相机
习惯上,人们把感光材料画幅在4×
5英寸以上的都统称为大画幅,包括4×
5英寸、8×
10英寸、10×
12英寸、12×
16英寸等规格。
因为尺寸较大,决定了与之适应的照相机体型也很庞大。
它们基本上都是机背取景式,所以这类照相机就叫大画幅机背取景式照相机。
由于它不可能手持拍摄而要架设在架子上,又称“座机”。
又由于它属于全机械结构而完全依赖摄影师的操作,故又称为“技术相机”。
【大画幅机背取景式照相机的原理图】光线从镜头进入,直接成像在焦平面上。
而所谓“机背取景”,意思就是如果在焦平面上放置一面磨沙玻璃取景屏,就可以直接观察被摄物的成像效果,当认为满意时,再用一面感光材料取代磨沙玻璃。
当照相机开始工作后,在感光材料上的成像就是原来在磨砂玻璃上看到的影像。
•原理是简单的,但是实际制造时,为了充分利用光学原理达到最佳的拍摄效果和实现各种拍摄能力,这种照相机被设计得非常复杂,使照相机可以通过各种各样的技术调节把光学原理应用到极致,从而可以能人所不能。
•大画幅照相机的最重要优势是:
大画幅。
在需要极端的影像素质、大尺寸的放大照片时,大画幅的优势尽显。
2、中等画幅照相机(120照相机)
Kodak(柯达)公司生产的一种卷装胶片,其宽度为6cm,当时的编号为120,已成为行业的标准,所以习惯上,这种胶卷也称为120胶卷(另有220胶卷,实际上就是120卷的长度延长一倍并取消衬纸)。
使用这种胶片可以拍摄6×
4.5、6×
6、6×
7、6×
8、6×
9、6×
12……6×
17(单位cm)画幅的影像。
由于这种片幅比大画幅小,又比小画幅大,所以习惯上称为中等画幅。
使用这种胶片的照相机就是中等画幅照相机。
由于这种照相机的取景方式多样,也出现了各种各样的机型。
(1)120单镜头反光取景式照相机
所谓单镜头反光取景,实际上与机背取景是同一个道理,即通过镜头的成像取景,只不过是在感光胶片前置一面45度角的反光镜(图A点),把镜头进入的光线反射到另一个方向,并在这个光路中设置一面磨砂玻璃屏(图B点),如果能够做到磨沙玻璃屏与焦点平面(图C点)精确等距,那么在磨沙玻璃屏上看到的影像就是在感光材料上结成的像。
优点:
1、眼看即所得,无视差。
2、结构特点具有极大的扩展性,附件系统极其强大,成为适用面最广的“万能机型”。
3、取景光路被反射到另一通道,可在这通道中设置各种检测设备,从而可实现复杂的、精确的全电子自动化控制。
缺点:
1、由于反光镜阻挡了投射在焦平面上的光线,所以在拍摄时就要抬起反光镜让光线通过,这时候将会有一个反光镜上抬和取景中断的短暂过程,产生“眼前一黑”的现象。
2、拍摄瞬间,镜头光圈收缩、反光镜上抬、帘幕快门运动等一连串机械动作相继发生,引发照相机震动较大,对成像带来不良的影响。
3、由于在摄影光路中要容纳反光镜、反光镜的运动,以及控制反光镜联动的机构,照相机必须改变镜头、暗箱结构设计,造成一连串不良后果,光学成像质量明显逊色于标准结构的照相机(如机背取景式、旁轴取景式等)——这也是单镜头反光取景式照相机的天生缺陷。
4、结构复杂,大,重。
(2)120旁轴取景式照相机
所谓旁轴取景式,如图所示:
成像光线通过镜头直接在胶片上成像,而取景则是通过另一个取景窗,成像光路与取景的光路不是同一的。
这种照相机的结构相对比较简单,优点很明显:
1、体积小巧,轻,震动小。
2、没有单镜头反光照相机那“眼前一黑”的弊端,始终能够观察被摄体。
3、观景窗明亮,与照相机镜头的技术性能没有任何关系,也不受任何加装附件的影响。
4、采用镜间快门,无运动变形,闪光灯可与快门速度的所有档位同步。
5、最重要的一点:
使用标准的镜头结构,成像质量可以达到最高水准。
缺点同样明显:
1、存在视差,眼见非所得。
2、难以实现精准的控制和自动化控制。
3、系统扩展性低,许多特殊的摄影手段欠缺,非全领域适用照相机。
(3)120双镜头反光取景式照相机
120双镜头反光取景式其实是旁轴取景和反光取景混合的一种取景方式,但仍属旁轴取景的范畴。
主要特点就是结构更为简单、可靠。
但有许多限制以及使用中的不便,对使用者的操作技术要求较高。
现已基本退出主流市场,而成为资深玩家的宠物。
双镜头反光取景式照相机是在旁轴照相机的基础上融合部分反光取景的优点,因此能够提供一个超高的成像质量。
它的最大缺陷在于镜头的更换方式:
需要整组更换镜头使得镜头更换变得无意义,拓展性也极大受限。
其次,俯视的取景方式,左右颠倒的取景影像……诸多不便让使用者需要经过长期的训练、习惯。
3、小型照相机(135型照相机、35mm照相机)
Kodak公司生产的一种卷装胶片,其宽度约为35mm,当时的编号为135,已成为行业的标准,所以习惯上,这种胶卷也称为135胶卷。
由于这种胶片片幅较小,所以称为小画幅。
习惯上,人们把所有使用胶片片幅在135胶卷以下的照相机,都称为小型照相机。
其他片幅的较罕见,现在基本上使用的都是135片幅,也称为35毫米照相机。
有三种基本类型:
(1)135单镜头反光取景式照相机
(2)135旁轴取景联动测距式照相机
(3)袖珍照相机
•袖珍照相机俗称“傻瓜机”,特点是所谓的“全自动操作”,即自动胶卷识别、自动装、进、退胶卷、自动对焦、自动曝光等等。
主要面对家庭用户和快速摄影场合。
4、APS画幅照相机(非全幅照相机)
•APS-C画幅的尺寸为22.5mm×
15.0mm或23.6mm×
15.8mm,这两个尺寸都叫做APS-C画幅。
•在上世纪九十年代,随着银盐摄影图像处理数字化的发展,出现了一种比标准135画幅更小一些的胶卷,注入了一定的数码识别内容,配套的照相机或照片冲、印机可以通过识别这些数码内容实现一些自动化控制、调整。
这些胶卷和照相机就是APS胶卷、APS照相机。
当时的理念是非常先进的——也称之为“先进摄影系统”,主要客户对象是家庭摄影,也隐含了向高端摄影发展的潜力。
但很可惜APS画幅银盐摄影生不逢时,在汹涌的数码摄影浪潮下,很快被彻底淘汰。
•在数码摄影的发展中,早期由于受制于数码感光元件CCD高昂的制作成本,因此起步阶段的民用数码照相机只能采用APS-C这样的小画幅。
相对于标准135画幅——36mm×
24mm,称之为“非全副”,这类照相机就叫做“非全幅照相机”。
非全幅照相机(APS-C画幅照相机)也有以下三类:
(1)非全幅单镜头反光数码照相机
这类数码照相机就是我们普通摄影爱好者普遍使用的。
每一个品牌的画幅尺寸略有不同。
如佳能的APS-C尺寸是22.2mm×
14.8mm,而尼康的则略大一些。
由于画幅较小,只利用了原有为标准135画幅配套的摄影镜头清晰像场的中间部分,所以等于视角变窄了,也就在观感上相当于“加长”了镜头焦距(实际上不是),因此有所谓镜头焦距数要乘以1.6(佳能系列)或1.5(尼康系列)的说法。
这是说原全画幅(标准135画幅)镜头用在这类照相机上后,视角相当于焦距数乘以1.6(或1.5)之后的镜头的视角。
【如:
一只50mm的标准镜头,用在APS画幅的尼康照相机上,其视角相当于50mm×
1.5=75mm焦距镜头的视角。
】
当然,各种非全幅单镜头反光数码照相机,也有专门为其配套的“非全幅镜头”即APS画幅镜头,其像场窄,不能用在全画幅照相机上面,为APS数码照相机专用镜头。
【关于APS画幅数码照相机】
•数码照相机中APS画幅的出现,主要由于大尺寸的画幅成本太高,阻碍了数码摄影的普及。
现在照相机厂家一般只在高端机型采用全画幅,部分专业机(如新闻摄影用机)和普及型照相机则用APS,给人的感觉是APS型属于低档产品,各方面都不如全幅照相机。
其实这种理解是片面的。
•评价摄影器材最看重的是能否产生一流影像质量,而就在这方面APS画幅具有其独特的优势:
1、摄影镜头的成像一般为中间部分优良、边角部分较差,单镜头反光取景式照相机在这方面表现尤为明显。
APS画幅照相机由于画幅较小,只利用了原有为标准135画幅配套的摄影镜头清晰像场的中间部分,因此其影像效果为满画幅都均衡表现,效果佳。
——当然,全画幅照相机如果裁掉边角部分,效果也是一样。
2、APS由于画幅较小,也就缩小了视角,给人的感觉是“镜头焦距变长了”,尽管实际上不是这样,但这种视角变小后影像成“拉近”的感觉还是给人不小的惊喜,也对于有效利用画幅带来便利。
3、全画幅镜头基于银盐摄影,银盐摄影的胶片与数码摄影的CCD感光体是完全不同的,CCD的感光体是处在一个非常平整的面上,对斜射的光线会有不良的反映。
这也是全幅数码照相机的边角影像恶劣的主要原因。
APS照相机的专配镜头对此进行专门优化,满画幅的影像效果都有较好的表现。
所以,APS照相机虽然价格低廉,并不是说它就不能获得一流影像。
它的主要问题不在于成像质量,而是在获得“虚拟长焦”的同时,真真切切丢掉了广角。
(2)袖珍数码照相机
•这一类也是我们平时司空见惯的普遍使用的普及型家庭用数码照相机。
其中也有不少高端产品,如莱卡品牌的,其成像素质在专业级水准之上。
(3)电子取景可更换镜头照相机
这是一种比较新型的数码照相机,又称为“无反电子取景数码照机”。
它通过镜头取景,电子取景器直接在机背显示屏上显示取景效果,兼有单镜头反光取景照相机和袖珍数码照相机的特性,是一种崭新的机型。
5、特殊用途照相机
用于特殊用途的照相机称为特殊用途照相机,常见的有:
全景照相机(摇头机)、水下照相机、天文摄影照相机,以及形形色色的间谍用照相机等。
【评论】
不管照相机的结构如何复杂,最基本的仍然是镜头、机身盒子、感光材料这三个部分,有了它就可以实现摄影的目的。
而其它附加的功能系统都是辅助手段,是为了进一步提高拍摄性能,或是为了操作简易性,甚至仅仅是为了提供拍摄的娱乐性而设的,绝大多数与获得高质量的影像没有直接关系。
我们不必对这些辅助手段过于迷信。
不要被一部貌似巨无霸、高科技的照相机所吓倒,也不必为自己没有世界上最昂贵的照相机而郁闷。
任何一部最先进的照相机,只要其镜头、密闭的方盒子、放置感光材料的地方这三个部分是完整、无损的,那么就可以创作出一流的影像。
而照相机不管它的设计多么复杂、功能如何多样,只要我们了解了其基本的道理,能够在机身上找到最基本的、与影像获取直接相关的按钮、键、拨盘……一样能用好。
不同画幅的照相机,分别对应的是不同的画质要求和图片使用要求。
在需要极高的影像素质和大尺寸放大制作图片时,照相机的画幅越大优势越突出。
而小型照相机则是轻巧、便捷,反应快速,各有各的用场。
在摄影创作中,重要的是镜头,其次才是机身。
而比镜头、机身更重要的是人头。
只要熟悉、了解照相机的基本原理、性能特点,熟练掌握有关的操作技术,发挥人的想象力、创造力,扬长避短,就能创造出一流的影像。
二、摄影镜头
(一)镜头的特性
镜头是照相机的眼睛。
人们为适应各种不同的拍摄用途和满足对图象质量的不同要求,设计、制造了各式各样的摄影交换镜头。
为什么我们需要不同的摄影镜头?
这是因为镜头都有两个特性,从而决定了它们能在胶片上形成什么样的影像。
这两个特性就是:
1、镜头的纳光能力(光圈)
2、镜头的焦点距离(焦距)
1、纳光能力
镜头的纳光能力就是镜头在一定的时间内的通光亮的大小。
一般情况下,镜头的纳光能力越大越好。
这使我们可以在微弱的光照条件下完成拍摄工作,也可使我们在对高速运动的物体进行拍摄时使用极短的时间(高速快门)凝固运动体,所以,相对来说,纳光能力强的镜头我们习惯上也称之为:
高速摄影镜头。
(此外,纳光能力强的镜头意味着拥有更大的光圈调节范围,从而可提供更多的景深控制能力——关于此方面内容后面章节再讨论。
镜头的纳光能力是由什么决定的呢?
在相同的镜头焦距下,镜头有效通光孔径越大,纳光能力越强。
例如:
焦距为50mm的镜头,如果其有效通光孔径的直径是50mm,那么它的纳光能力是有效通光孔径直径为25mm的摄影镜头的4倍。
摄影镜头的纳光能力我们用“光孔号码”来表示,写作“f/”。
2、焦点距离
镜头的焦点距离通俗理解就是指从镜头的中心到聚焦点的距离,简称焦距,其度量单位一般用毫米(mm)。
在同样的拍摄距离,一个镜头的焦距,决定着被摄体的成像大小,也就是在感光材料上所形成的影像的大小。
镜头的焦距越长,所形成的被摄体的影像也越大。
同时,在相同面积的感光材料上,被摄体能被纳入的部分就越小,即:
视场角越小。
例如:
一个焦距为100mm的镜头所形成的影像,比在同一照相机上一个焦距为50mm的镜头所形成的影像长1倍。
其余类推。
再如:
拍摄日出/日落景象,焦距为50mm的镜头拍摄的太阳成像为0.5mm,而100mm的镜头拍摄的太阳是1mm,200mm的镜头则可以获得2mm的太阳影像……
【注意】这个比例及尺寸在所有画幅的照相机中都是一样的。
焦距的大小与成像的大小是一个固定值。
镜头的焦距是在镜头的设计制造时,预先设定的,目的就是为了在同等的拍摄距离下取得不同的成像大小,以适应不同的拍摄场合和拍摄题材。
摄影镜头在设计制造时,设定焦距分为两种情况:
一种是一个镜头一个焦距,称为:
固定焦距镜头(简称定焦镜)。
如50mm镜头、100mm镜头等;
另一种是一个镜头的焦距在一定范围内可以改变,称为:
变焦距镜头(简称变焦镜)。
如28-70mm镜头、70-200mm镜头等。
3、纳光能力与焦点距离的关系
前面谈到了纳光能力是在焦距一定的情况下,纳光能力与镜头孔径的关系。
而实际上,光孔号码(f/数值)就是这样得出的:
f/数值=镜头焦距÷
光孔直径
镜头的焦距为50mm,最大有效光孔直径为25mm,那么这个镜头的光孔号码就是2,写作:
f/2,亦有写作1:
2。
这个镜头我们可以称之为:
50毫米F/2镜头。
在这里,我们使用了“最大有效光孔直径”这个概念,实际上就是指一个镜头的镜头筒内径的大小。
这好比一个水龙头,水管直径有多大,决定了这水龙头在一定时间里最大的通水量。
以上讨论的是固定焦距镜头,变焦距镜头的情况如何?
在焦距改变的情况下,纳光能力也跟着改变。
比如:
Minolta28-70mmf/3.5-4.8MDZOOM镜头,当在28mm焦距段使用时,其光孔号码值为f/3.5,而在70mm焦距段使用时,光孔号码值下降为f/4.8,通光量减少约一级。
(为什么?
有些变焦距镜头在焦距改变的情况下,采用了特殊的镜组结构来补偿损失的通光量。
这些焦距改变时光孔号码值不改变的变焦距镜头称为:
恒定光圈变焦镜头。
多属于质优价高的高级摄影镜头。
例如:
MinoltaAF80-200mmf/2.8G镜头,在80mm至200mm的连续变焦距范围内,始终保持f/2.8的值。
【小结】
纳光能力、焦点距离是一个摄影镜头的最重要的两大特征,是我们辨别、选用、使用摄影镜头的基础和依据。
所有的摄影镜头都会在镜头上注明这两大识别特征,例如某镜头标注:
“NIKKOR105mm1:
2.5”
这告诉我们:
这是一支尼康公司生产的“尼科尔”系列105mm焦距、光孔号码(一般习惯称“最大光圈”)为2.5的定焦距镜头。
以上我们主要讨论了摄影镜头的两大基本特性,这也是我们选择摄影镜头时所首先要考虑的。
(二)摄影镜头的种类与特点
1、根据适用画幅大小进行分类
摄影镜头的分类与照相机的分类是相对应的。
大型照相机用镜头
中等画幅照相机用镜头
小型照相机用镜头
APS画幅用照相机镜头
不同画幅的照相机的镜头之间的关系是:
原则上,大幅面的照相机镜头可以用在小画幅照相机上;
小画幅照相机的镜头不能使用在大画幅的照相机上。
如:
单镜头反光式数码照相机分为35mm画幅(俗称“全幅”)、APS画幅(俗称“非全幅”)两种。
针对目前流行的APS画幅设计、生产的非全幅摄影镜头,不能使用在全幅照相机里。
而全幅照相机使用的普通镜头,全部可使用在非全幅照相机里。
这是在摄影镜头的选用中要注意的方面。
2、同画幅照相机镜头以焦距、视场角进行分类
在同样画幅的照相机中,摄影镜头的分类方法也有多种,人们习惯上主要是根据镜头制造时所设定的焦距结合镜头的视角来进行分类。
归根结底,镜头的视角也是由焦距决定的:
在使用同样画幅的照相机镜头中,焦距越长,视场角越小;
焦距越短,视场角越大。
按此办法,一般来说,我们可以把镜头分为:
•鱼眼镜头
•超广角镜头
•广角镜头
•标准镜头
•中等焦距镜头
•长焦距镜头
下面以小型照相机(135型)为例,简要说明:
(1)标准镜头
镜头的焦距范围在40mm至60mm内的镜头,称“标准镜头”。
其称谓有多重意思,一方面表明这种镜头的视角与人眼观察景物时视野的清晰范围接近,能够提供一个最为正常的视觉效果;
另方面,由于这种镜头的焦距与胶片的对角线长度接近,设计制造时比较容易做到对全部像差的校正,因而都是些成像优异、结构简单、通光量大的高素质镜头,其成像质量具有“标准”性的意义,也为照相机的“标准”配置。
(2)广角镜头
镜头的焦距范围在24mm至38mm内的镜头,称为“广角镜头”。
广角镜头能够提供一个宽阔的视角,从而把更多的景物纳入拍摄范围,有利于对大场面的拍摄和在狭窄地方拍摄。
在这个焦距段一般有35mm、28mm和24mm等镜头。
其中,28mm镜头由于既有宽阔视角,又无明显的像差而被称为“标准广角镜”。
(3)超广角镜头
镜头的焦距范围小于24mm的镜头,称为“超广角镜头”。
超广角镜头顾名思义就是有一个比广角镜头更为宽阔的视角,拍摄的景物范围比广角镜头还要大。
由于实现了超大场景的拍摄,镜头的像差难以全部校正,所以变形比较明显,像场照度也不是十分均匀,不过相对于它的特殊拍摄能力,这些缺点还是能够被接受的。
(4)鱼眼镜头
镜头的焦距范围小于16mm的,并且在制造时不对像差进行校正的镜头,称为“鱼眼镜头”。
鱼眼镜头的视角达到180度或以上,就象鱼的眼睛。
这种镜头实际上属于特殊镜头,使用的场合比较特别。
使用中也要非常注意,持机拍
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