数码摄像机——焦距

  焦距,是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式,指从透镜的光心到光聚集之焦点的距离。亦是照相机中,从镜片中心到底片或CCD等成像平面的距离。具有短焦距的光学系统比长焦距的光学系统有更佳聚集光的能力。简单的说焦距是焦点到面镜的顶点之间的距离。

  如果你在相机的英文规格书上看过“f =”,那么后面接的数码通常就是它的焦长,即焦距长度。如:“f=8-24mm,38-115mm(35mm equivalent)”,就是指这台相机的焦距长度为8-24mm,同时对角线的视角换算后相当于传统35mm相机的38-115mm焦长。一般而言,35mm相机的标准镜头焦长约是28-70mm,因此如果焦长高于70mm就代表支持望远效果,若是低于28mm就表示有广角拍摄能力。

  “可对焦范围”则是焦长的延伸,通常分为一般拍摄距离与近拍距离,相机的一般拍摄距离通常都标示为“从某公分到无限远”,而近阶段设计的产品则往往还会提供近距离拍摄功能(macro),以弥补一般拍摄模式下无法对焦的问题。有些相机就非常强调具有支持1厘米近拍的神奇能力,适合用来拍摄精细的物体。

  相机的镜头是一组透镜,当平行于主光轴的光线穿过透镜时,会会聚到一点上,这个点叫做焦点,焦点到透镜中心的距离,就称为焦距。焦距固定的镜头,即定焦镜头;焦距可以调节变化的镜头,就是变焦镜头。(当一束平行光以与凸透镜的主轴穿过凸透镜时,在凸透镜的另一侧会被凸透镜汇聚成一点,这一点叫做焦点,焦点到凸透镜光心的距离就叫这个凸透镜的焦距。一个凸透镜的两侧各有一个焦点。)

  光心(Optical center):可以把凸透镜的中心近似看作是光心。

  我们用的照相机的镜头就相当于一个凸透镜,胶片(或是数码相机的感光器件)就处在这个凸透镜的焦点附近,或者说,胶片与凸透镜光心的距离大至约等于这个凸透镜的焦距。

  凸透镜(convex lens)能成像,一般用凸透镜做照相机的镜头时,它成的最清晰的像一般不会正好落在焦点上,或者说,最清晰的像到光心的距离(像距)一般不等于焦距,而是略大于焦距。具体的距离与被照的物体与镜头的距离(物距)有关,物距越大,像距越小,(但实际上总是大于焦距)。

  由于我们照相时,被照的物体与相机(镜头)的距离不总是相同的,比如给人照相,有时,想照全身的,离得就远,照半身的,离得就近。也就是说,像距不总是固定的,这样,要想照得到清晰的像,就必须随着物距的不同而改变胶片到镜头光心的距离,这个改变的过程就是我们平常说的“调焦”。

  在摄影上

  当将摄影镜头调整到无限远时,其实是一个有名无实的焦距。在设计上,是将透镜的主平面与底片或成像传感器的距离调整为焦距的长度,然后,远离镜头的影像就能在底或或传感器上形成清晰的影像。当镜头要拍摄比较接近的物体时,是镜头的实际焦距被改变了。焦距通常使用毫米(mm)来标示,但仍然可能看见一些使用厘米(cm)或英吋标示的老镜头。视野的大小取决于镜头的焦距和底片大小的比例。由于最大众化的是35mm规格,镜头的视野经常是根据这种规格标示的。对标准镜头(50mm)、广角镜头(24mm)、望远镜头(500mm)视野都是不一样的。对数码相机上也是一样,它们的感光器比一般传统的35mm底片还要更小,所以相对的只要更短的焦距,就可以得到相同的影像。

  镜头焦距

  焦距

  与人类的眼睛一样,数码照相机通过镜头来摄取世界万物,人类的眼睛如果焦距出现误差(近视眼),则会出现 无法正确的分辨事物,同样作为数码相机的镜头,其最主要的特性也是镜头的焦距值。镜头的焦距不同,能拍摄的景物广阔程度就不同,照片效果也迥然相异。如果您经常使用普通的35毫米相机,对相机的镜头焦距应该会有基本的认识,比如一般使用35毫米左右的镜头拍摄风景、纪念照,而用80毫米左右的镜头拍证件照所需要的“大头像”。与传统的相机相比,由于数码相机使用CCD感光器件,因而其镜头上标明的焦距通常是5.0毫米、10毫米等等,在普通的35毫米相机上一般都使用超广角或鱼眼镜头了,而数码相机厂家一般使用的镜头只是相当于35毫米相机的小广角镜头。我们不难看出,对于相同的成像面积,镜头焦距越短视角就越大;而对于同样焦距的镜头而言,成像面积越小, 镜头的视角也越小。35毫米相机的成像面积等于135胶卷的感光面积———标准的36×24毫米,数码相机使用CCD传感器代替了传统相机中胶卷的位置,它的面积却有好几种规格,从高档专业相机的18.4×27.6毫米到普通数码相机的2/3、1/2、1/3甚至1/4英寸各不相同。也就是说,同样的镜头,在有的数码相机上是广角效果,但在别的相机上可能就变成了标准镜头。看来,我们要依靠焦距值来区分数码相机镜头的视角是很不方便的,所以数码相机厂家通常都会提供一个容易比较的相对值,也就是标出与数码相机镜头视角相同的35毫米相机镜头焦距,这样的对应焦距值我们就很容易理解了。像富士MX-500的镜头焦距是7.6毫米,对角线视角70度,相当于35毫米镜头,是个小广角;富士的MX-600装有相当于35-105毫米的小广角变焦镜头。我们在评价与选购数码相机时,也只要参考换算到35毫米相机的镜头焦距就可以了,镜头具体的实际焦距是多少,与我们基本无关,您也无法去具体核算,其实数码相机得光学变焦的倍数就基本上能够反应这个指标,虽然不同型号的数码相机会有一定的差别,但差别不会太大,如果您不是很刻意的追求具体的相当于35毫米相机的对应焦距,参照数码相机的光学变焦的倍数,一般就可以了。

  介绍二

  镜头的焦距可以理解为从镜头的中心点到胶片(CCD)平面上所形成的影像之间的距离。

  镜头的焦距决定了该镜头拍摄的被摄体在胶片(CCD)上所形成影像的大小。

  假设以相同的距离面对同一被摄体进行拍摄,那么镜头的焦距越长,则被摄体在胶片(CCD)上所形成的影像就越大。

  标准镜头的视角约50度左右,这是人单眼在头和眼不转动的情况下所能看到的视角,从标准镜头中观察的感觉与我们平时所见的景物基本相同。35mm相机的标准镜头的焦距多为40mm,50mm或55mm。

  广角镜头,顾名思义就是其摄影视角比较广,适用于拍摄距离近且范围大的景物,有时用来刻意夸大前景表现,强烈远近感以及透视。35mm相机的典型广角镜头为焦距28mm,视角为72度。比一般广角镜头视角更大的是超广角镜头(如焦距为24mm,视角84度)以及所谓的鱼眼镜头,其焦距为8mm,视角可达180度。

  长焦距镜头适于拍摄远距离景物,景深较小,因此容易使背景模糊,主体突出。35mm相机长焦距镜头通常分为三级,135mm以下称中焦距,如85mm,视角28度,105mm,视角23度以及135mm,视角18度。中焦距镜头经常用来拍摄人像,有时也称为人像镜头。135-500称长焦距,如200mm,视角12度,400mm,视角6度。500mm以上的称为超长焦距,其视角小于5度,适用于拍摄远处的景物。如球场上的特写以及野生动物的拍摄,因无法靠近被摄物,超长焦距镜头就大有用武之地。

  随着技术的不断提升 超长的焦距600mm的乃至更长焦距的镜头都可以制造,但造价十分昂贵。

  接下来解释 尼康 AF-S 400mm f/2.8D IF-ED II 的参数含义及所起到的作用:

  AF-S -- 代表该自动对焦镜头装载了静音马达(Silent Wave Motor,S),这种马达等同于佳能的超音波马达(ultrasonic motor),可以由“行波”(traveling waves)提供能量进行光学聚焦,可高精确和宁静地快速聚焦,可全时手动对焦。

  400mm -- 镜头焦距

  f/2.8 最大光圈

  D Distance)-- 焦点距离数据传递技术,问世于1992年。代表镜头可回传对焦距离信息,作为 3D (景物的亮度,景物对比度,景物的距离) 矩阵测光的参考以及 TTL 均衡闪光的控制。

  IF(Internal Focusing)-- 内对焦技术。所谓内对焦是指镜头在对焦时,前后组镜片都不移动,而由镜头内部的一个对焦镜片组(focus lens group)的浮动来完成对焦,对焦时镜头长度保持不变。IF技术的采用使快速而安静的对焦变为可能。

  ED( Extra-low Dispersion)-- 超底色散镜片。指这支镜头内含 ED 镜片,最大限度降低镜头色差(chromatic aberration),从而保证镜头有优异的光学表现。

  II 此型号所推出的第二代。

  关于尼康主流单反相机的选择。如果购买套机,在D40 D50 D70s中建议选择D70s套机.

  因为性能最高价格已经很低而且套头素质在三款中最好。可以搭配所有尼康尼克尔镜头及腾龙、适马、图丽等副厂镜头。

  介绍三

  较常见的有8mm,15mm,24mm,28mm,35mm,50mm,85mm,105mm,135mm,200mm,400mm,600mm,1200mm等,还有长达2500mm超长焦望远镜头。   镜头根据其焦距的长短,也即拍摄时的视角,可分为标准镜头,广角镜头和长焦距镜头等。   标准镜头的视角约50度左右,这是人单眼在头和眼不转动的情况下所能看到的视角,从标准镜头中观察的感觉与我们平时所见的景物基本相同。35mm相机的标准镜头的焦距多为40mm,50mm或55mm。120相机的标准镜头焦距一般为80mm或75mm,相机片幅越大则标准镜头的焦距越大。而数码相机由于其成像介质(CCD或CMOS)有大有小,标准镜头的焦距也不一致。为了方便直观,说起DC镜头时经常采用等效于35mm相机的所谓等效焦距,这个等效就是指视角上的等效。以下就只说35mm相机的镜头,其他片幅的相机以及数码相机可以类推。

  广角镜头

  广角镜头,顾名思义就是其摄影视角比较广,适用于拍摄距离近且范围大的景物,有时用来刻意夸大前景表现,强烈远近感以及透视。35mm相机的典型广角镜头为焦距28mm,视角为75度。常用的还有比28mm略长一些的35mm,38mm的所谓小广角(多见于傻瓜机)。   比一般广角镜头视角更大的是超广角镜头(如焦距为24mm,视角84度)以及所谓的鱼眼镜头,其焦距为8mm,视角可达180度。   长焦距镜头适于拍摄远距离景物,景深较小,因此容易使背景模糊,主体突出。35mm相机长焦距镜头通常分为三级,135mm以下称中焦距,如85mm,视角28度,105mm,视角23度以及135mm,视角18度。中焦距镜头经常用来拍摄人像,有时也称为人像镜头。135-500称长焦距,如200mm,视角12度,400mm,视角6度。500mm以上的称为超长焦距,其视角小于5度,适用于拍摄远处的景物。如球场上的特写以及野生动物的拍摄,因无法靠近被摄物,超长焦距镜头就大有用武之地。

  镜头焦距的定义

  一般我们说:焦距就是透镜是中心到焦点的距离。但这仅仅是单片薄透镜的情况,由于照相机的镜头都是由许多片透镜组合而成的,因此,情况远不是那么简单。

  镜头的焦距分为像方焦距和物方焦距。像方焦距是像方主面到象方焦点的距离,同样,物方焦距就是物方主面到物方焦点的距离。必须注意,由于照相机镜头设计,特别是变焦距镜头中广泛采用了望远镜结构,物方焦距与像方焦距是不一定相等的。我们平时说的照相机镜头的焦距是指像方焦距。

  第二篇 数码相机焦距、相对焦距、焦距系数

  经常看到我们的消费DC说相对焦距,或者“相对35MM相机焦距”,是什么意思呢?到底之间有什么关系,选相机,应该看哪个参数?变焦倍数越大,是不是相机越强?单反要达到长焦机的焦距是不是要几十公斤重的镜头?成像虚化效果与什么有关系?长焦机和入门单反,到底谁强谁弱?

  相信如果你认真看完本文,会对你以前在数码相机方面所产生的问题,获得一个圆满的答案。

  一、什么是相对焦距?实际焦距?

  这些都得从感光元件(本文为方便称之为CCD)的尺寸说起。首先我们来看一张图,这张图来自于我们物理课本的知识:

  由于消费数码相机的CCD相对全幅数码相机CCD的大小相差比较大,所以我们就可以看到,同样焦距的情况下,消费数码的CCD成像只能成像全幅数码中的很小一部分。

  来张直观的图,相同焦距的情况下,拍摄范围的区别:

  那么,我们如果要用消费数码拍摄和全幅数码一样大的画面呢?数码相机要多大的焦距才能拍摄和全幅相机相同的画面?这时候,我们就得计算消费数码的焦距,我们拿出物理课本,得知焦距的运算公式(1/f=1/u+1/v)

  我们以常用的竖直拍半身人像来计算这个。假设我们的被拍摄体(人像包括构图区域)高度为800mm,即0.8米。全幅画机的CCD宽度为36mm,画片充满感光CCD时,我们可以计算出焦距:

  f=uv/(u+v)=36*800/(36+800)=34.449mm

  再来计算我们的普通相机的焦距,由附图可以查得消费相机的大致CCD大小,我们以现在长焦相机1/2.33的CCD尺寸来计算,因此估计了一下,大约最长边为6:

  f=uv/(u+v)=6*800/(6+800)=5.96mm

  也就是说,在普通消费DC上,5.96的焦距,可以获得在全幅DC上34.449的焦距大小相同的图片,这就是相对焦距。即:5.96的焦距相当于在全幅上34.449的焦距。

  现在我们可以看看,我们的长焦相机,相对于35mm相机的焦距倍数关系:34.449/5.96=5.78 倍,这个就是我们说的焦距系数。

  于是,以我们的P80长焦相机27-486焦距为例,我们可以计算出相机的实际焦距:4.67-84.08 这和我们从网上查得的参数4.7-84.2mm是差不多的,为什么会有差距呢?因为我们刚才估算了1/2.33的CCD大小。所以有一定误差。

  同样的实际焦距,由于CCD的不同,而产生拍摄范围的不一致,小CCD的相机要获得同大CCD拍摄范围一样,则必须缩小焦距。所以我们经常看到小CCD拍摄的图片,焦距一般都很小。就是这个原因。

  二、到底相对焦距重要还是实际焦距重要?

  在这个问题上,我们就必须了解景深的概念。

  当我们拍人像时,需要得到背景虚化的效果,那么,我们的长焦机到底有没有这种功能呢?其实景深和镜头有莫大的关系,网上也有计算公式,因为公式比较复杂,这里就不从这个方面来讲。但我们从凸透镜成像原理也可以得出:

  当成像白板无限接近2f时,被成像的蜡烛只能在接近2f的一段很小的区域移动,才能成比较清晰的像。蜡烛能成像的这段距离,即是我们所说的景深。这里还没有考虑光圈,可以把光圈想象到最大,因为没有光圈。这里,我们必须要知道,光圈最大时,景深越浅。

  所以,抛开光圈不谈,我们可以了解到,浅景深实际上和焦距,被拍摄体离相机的距离有关。焦距越大,被拍摄体离相机距离越近,即可获得较浅的深景。如下图:

  这就是我们为什么要最大限度的接近相机,而获得浅景深的原理。顺便说下:自动对焦的过程,就是调节成像板与凸透镜之间距离的过程。

  回到正题,到此我们已经明白,景深和实际焦距有关系。但实际应用中,单反相机因为镜头的原因,在相同焦距下,可以获得比消费CCD更好的背景虚化功能,这是镜头质量的原因。

  因此,从上面的文字,我们了解到,要想背景虚化,其实就是看实际焦距。焦距越大,并且被摄物体越接近2f,成像较为清晰的区域就会越短。所以,长焦机实际焦距在4.7-84.2mm,完全能够拍摄背景虚化的人像(高度800mm,即半身相)。

  综上,对于普通DC来说,看相对焦距已经足够了,因为我们关心的是构图的区域。而对于长焦机来说,我们或许更关心背景虚化问题,因此,需要看实际焦距。一般,根据本人的经验实际焦距上了30以上后,即有一定的背景虚化能力。焦距越大,虚化效果越好。

  而对于拍远景来说,相对焦距只与构图大小有关系,而非提高图片质量,在单反上,105实际焦距的镜头拍的远景,未压缩的格式上截一小块(与长焦机最长焦距大小一样的图片,参见图一),这一小块的成像质量上,远远超过长焦机。

  相对焦距,仅仅只用于构图,而实际焦距,才是镜头成像能力的标志。希望大家不要被长焦机的相对焦距误导。

责任编辑:kaka 发表时间:2015-04-07 15:04
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