数码单反相机的镜头教案.pdf

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1、艺术设计学院教案用纸 课程章节名称第三章 数码单反相机的镜头 教学目的、要求 掌握数码相相机的镜头组成。 掌握焦距与等效焦距的概念。 了解镜头的焦距与成像效果的关系。 掌握数码单反相机的种类。 熟悉数码摄影常用滤镜。 重点 难点 1. 数码单反相机的镜头的焦距与成像效果的关系。 2. 数码单反相机的镜头种类以及数码摄影中常用的 滤镜。 教学环节时间分 配 2 课时 教学手段、教学方 法和实施步骤 多媒体 授课内容 : 一、镜头的组成 镜头是一个由多片凸凹透镜组成的筒状物体。镜片大多采用光学玻 璃制造。 1. 凸透镜凸透镜是中间部分比周围边缘厚的透镜， 又称“ 正透镜 ” 、 “ 汇聚透镜 ”

2、，有双凸、平凸和凹凸三种类型。它的主要功能是汇聚光线， 如图 3-1 与图 3-2。 2. 凹透镜凹透镜是指中间部分比周围边缘薄的透镜，又称“ 负透 镜” 、“ 发散透镜 ” ，分为双凹、平凹和凹凸透镜。它的主要功能是发散光 线，如图 3-3 与图 3-4。 3. 镜头的光学片组摄影镜头的光学系统亦称“ 光具组 ” ，一般由 正、负透镜组成。 “ 光具组 ” 按照某种方式排列，互为补充，其数目有“ 单 片一组、双片一组、三片三组、五片三组、六片三组” 等等。 “ 片” 是透镜 的数目， “ 组” 则是透镜的组合。一般来说，同一性质的镜头，片组多的 比片组少的成像好。透镜的片数多，消除各种光行像

3、差的效果就好，成 像品质就高，影像层次就更丰富，如图3-5 与图 3-6。 4. 镜头的镀膜所谓镜头加膜就是在镜头表面敷上一层透明度极 高的氟化物，且有单层加膜和多层加膜两种，多层加膜的透光率比单层 加膜的透光率高。一个有多个空气面的镜头不加膜时透光率约为60， 单层加膜透光率为80左右，多层加膜透光率则高达96。可见，多层 加膜的镜头损失光线最少，因此，好的镜头多采用多层加膜。镜头加膜 的鉴别：把镜头光圈开到最大，对着亮光观察，表面有一层淡绿色或淡 蓝色且平视观察有轻微反光的为加膜镜头，如图 3-7；若为白色或反光太 强则没有加膜。 二、焦距与等效焦距 1. 焦距镜头的焦距是指镜头聚焦在无限

4、远处时，镜头中心“ 第二 节点” 到 CCD 平面之间的距离。通常用小写的英文字母f 来表示，长度 单位为 mm，如图 3-8。镜头焦距的长短不一，短的只有几毫米，长的可 达数千毫米。 比如，某款镜头的焦距标示为 “f=24 mm”，就表示该镜头的 焦距为 24 mm；假如标示为“f=70300 mm ”，就表示这只镜头的焦距范 围可以在 70300 mm范围内变化。 2. 等效焦距为统一起见，业界引入了等效焦距的概念，规定以 传统 135 相机的焦距段为参照，不管何种类型的影像传感器， 各自分别 乘以一个不同的系数，使之与传统135 相机焦距段的视角大致相同，这 就是所谓的等效焦距。以50

5、mm 标准镜头为例：佳能5D、尼康 D4 的影 像传感器尺寸基本等同于传统135 相机的胶片面积，系数为1。假如换 成 4/3系统， 由于 4/3系统感光元件的边长几乎只有传统135胶片的一半， 那么，焦距 50 mm 时的视角也就只有正常的一半。换言之，4/3 系统的 镜头焦距只要达到25 mm，就具备 45 55 的视角范围，即 4/3 系统相 机 25 mm 焦距的等效焦距为50 mm，一般表示为 “ 相当于 50 mm ”，系数 为 2。 三、镜头的焦距与成像效果： 相机镜头都有它固有的焦距段，大多数镜头的镜圈上也有该镜头焦 距的标识。焦距与摄影造型有着密切的关系。 1. 焦距与影像放

6、大率成正比若将不同焦距的镜头安装在同一款 相机上，并在同一拍摄距离下拍摄同一景物，焦距越长，影像尺寸的放 大率也就越大；焦距越短，影像尺寸的放大率也就越小。 2. 焦距与摄距成正比设定影像的大小之后，镜头的焦距越长摄 距就应该越远。反之，焦距越短，摄距就应该越近。可见，在影像放大 率不变的情况下，摄距的远近和镜头焦距的长短也是成正比的。 3. 焦距与景深成反比镜头焦距越短，景深范围就越大。反之， 镜头焦距越长，景深范围则越小。景深的大小与镜头焦距的长短有着密 切的联系。 4. 焦距与画面面积成反比在相同摄距的情况下，镜头焦距的不 同，所拍摄景物的范围也不相同。镜头焦距越长，所摄画面的面积就越

7、小；镜头焦距越短，所摄画面的面积就越大。两只镜头焦距数值相差倍 数的平方就是它们所摄画面面积相差的倍数。所以，不同焦距的镜头所 拍摄的画面面积，与镜头焦距的平方成反比。 5. 镜头的焦距与视角成反比焦距是数码单反镜头的重要参数， 每个焦距段又有与之相对应的视角。视角又称景角、摄角，是镜头可摄 取的画面范围角度。它是CCD 或 CMOS 平面上能够形成清晰影像的最 大目标与镜头之间的对顶夹角。视角的大小主要取决于所摄画幅尺寸的 大小和镜头焦距的长短。焦距越短，有效拍摄视角就越大；反之，有效 拍摄视角就越小。视角与焦距成反比，视角大小也是镜头中的一项重要 指标。 四、 镜头的种类： 摄影镜头的种类

8、繁多， 发展至今大约有数百种。 究竟选用什么镜头， 在很大程度上取决于其用途。按不同的标准，可将镜头分为许多种类。 如按照焦距的长短划分，常用的镜头主要有标准镜头、广角与超广角镜 头、远摄与超远摄镜头等；按镜头的功用又可划分为常用镜头、特殊镜 头。另外还有按照品牌、生产厂家等不同分法。一般情况下，可按镜头 的焦距与视角来划分。大致如下： 1. 标准镜头 （1） 标准镜头的含义及样式：标准镜头通常是指短效焦距在4058 mm 之间，拍摄视角在45 55 的摄影镜头。标准镜头又称标准物镜， 是指镜头焦距的长度与所摄画幅对角线长度相近的镜头。所谓标准镜头 并不是说镜头本身是否标准，而是其成像效果、景

9、物范围、前后景物的 大小比例、透视感，均与人的眼睛视角相接近。尽管目前各种数码相机 标准镜头的焦距各有不同，但视角均相同，其涵盖范围类似于人眼的中 心视野。所以采用标准镜头焦距段拍摄的照片显得真切、自然，给人以 纪实性的视觉效果。 （2）标准镜头的主要特点及使用范围： 拍摄画面质量好，由于标准镜头的各种光行像差皆经过校正，特 别是纵 横像差，校正得近乎完美， 不仅平面物体在画面中央和周边均结 像清晰，且不会使影像产生畸变。正因为此，标准镜头特别适合拍摄接 片，拍摄的画面拼接部位十分吻合。 标准镜头的有效口径一般较大，大多在 F/1.4 左右。所以，其通光 量相当大，适合在较暗的光线下使用。 兼

10、容了广角与长焦拍摄的景深效果：远距离小光圈拍摄景深大， 近距离大光圈拍摄景深小，但不适合近距离拍摄人物特写。 2. 长焦距镜头 （1） 长焦距镜头的含义及样式我们把焦距大于标准镜头的镜头 统称为长焦距镜头，如图3-28。长焦距镜头又称望远镜头或远摄物镜， 镜头视角随着焦距的增加而不断变小。 等效焦距在 100 mm 左右，为普通长焦距镜头。 等效焦距在 500 mm 左右，为中长焦距镜头。 等效焦距在 1 000 mm 左右，称为超长焦距镜头。 等效焦距在 2 000 mm 左右，为巨型超长焦距镜头。 （2）长焦距镜头的主要特点及使用范围长焦距镜头， 特别是超 远摄镜头有以下主要特点： 一是视

11、角小， 拍摄时便于避开杂乱无章的物 体，使主体影像不受干扰；二是景深小，影像畸变小，有利于虚化前后 景物，突出主体；三是能使前后景物视觉距离缩短，起到压缩空间的作 用，便于远距离抓拍到人物或动物生动表情和最佳形体动态。另外，在 摄影师难以靠近的某些特殊场面，比如战争、火山爆发、海啸等，用远 摄镜头拍摄，既可以增加摄影师的安全系数，表现出的画面也更加突出 主体。 3. 短焦距镜头 （1） 短焦距镜头的含义及样式短焦距镜头又称广角镜头， 是指 焦距的长度短于所摄画幅对角线长度的镜头。这种镜头的主要特点是夸 张、变形，改变景物的透视关系。其典型特征是视角宽阔，一般在75 以上。超广角镜头的视角宽度甚

12、至高达120 。 镜头等效焦距在35 mm 左右为小广角镜头。 等效焦距在 28 mm 左右为中广角镜头。 等效焦距在 20 mm 左右为大广角镜头。 等效焦距在 15 mm 左右为超广角镜头。 等效焦距在 7 mm 左右称为鱼眼镜头，鱼眼镜头视角达180 。 （2）短焦距镜头的主要特点及使用范围广角镜头便于在狭小的 地域拍摄较大面积的空间，给人以深远、辽阔的感觉，形成视觉扩张； 景深范围大于标准镜头，景物清晰度较高；画面空间透视关系在某种程 度上得到一定的夸张和畸变，景物近大远小效果明显，会产生某种特殊 的艺术效果。焦距越短，这种夸大空间透视效果就越显著。缺点是被摄 主体容易在画面边缘产生枕

13、形或桶形畸变，且视角不均匀；不适合近距 离拍摄肖像、特写。 4. 变焦距镜头 （1） 变焦距镜头的含义及样式变焦距镜头简称变焦镜头， 是在 规定的焦距范围内， 可通过改变镜组之间距离，使镜头的焦距发生变化 的镜头。 （2） 变焦镜头的主要特点及使用范围变焦镜头在其变焦范围内 可根据拍摄者的需要自行选择，其操作简单灵活，方便携带。一只变焦 镜头能够替代若干个定焦距镜头，起到一镜多用的效果， 减少了 携带镜 头的数量，且在拍摄过程中不必频繁更换镜头，也不必在拍摄同一被摄 主体时，为体验不同焦距段画面效果而来回奔跑。 5. IS（影像稳定系统）镜头 影像稳定镜头配备了两个振动检测陀螺传感器，为拍摄到

14、静止的图 像，该传感 器已经过优化。 陀螺传感器可以检测到相机振动的方向和大 小，并把这个信号传递给安装在镜头里的微处理器（CPU）。CPU 把收 到的信号转换成命令，以驱动一个补偿光学系统来抵消振动，从而把影 像稳定在 CCD 平面上。 有了 IS 镜头，使用者可以轻松地在黄昏、夜晚甚至很暗的环境里进 行拍摄，也可以在那些禁止使用闪光灯和三脚架的场合进行创作。在其 他条件下， IS 镜头也能发生效力，如在相机轻微振动就会严重破坏拍摄 效果的微距摄影时应用。 五、 镜头的种类： 1. UV 镜（紫外线滤色镜）UV 镜也称紫外线滤色镜，由氧化镍 玻璃制成。 UV 镜的主要功能是吸收或减弱紫外线对

15、摄影的影响。 2. 偏振镜也称偏光镜， 简称 PL 镜，是由两片光学玻璃夹着一片 有定向作用的微小偏光性质晶体（如云母）组成，呈青灰色。偏振镜只 对偏振光起作用。 3. 星光镜星光镜是一块表面刻有许多交叉米字或十字状细线的 无色透明玻璃镜片。这些交叉的细线会让明亮的光线产生折射，在拍摄 阳光、车灯、路灯、水面反光等点光源时，会产生明显的星状闪光般眼 花缭乱的效果。旋转星光镜，还可改变星光图案中光轴的方向。 4. ND 滤光镜ND 滤光镜又叫减速镜或灰镜，如图3-42，能有效 降低由被摄主体反射后进入相机镜头的光量。它包括 ND4、ND8、ND64 等 多种类型，字母后面的阿拉伯数字决定了减光量。如对ND4 来说， 可以把光量减至 1/4， ND8 则减至 1/8。 课堂讨论 如何选用合适镜头 课外思考、练 习及作业题