这不是一篇摄影教程:拜托,别再说你不懂镜头了!(一)

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        这不是一篇摄影教程:什么?听说你还不知道什么是单反?

        在前一篇文章中,我们粗浅地了解了一下单反相机的结构特点,以及作为众多相机结构中的一种,它能够经久不衰的原因。

        但是,许多读者一听到”单反“二字,首先想到的不是反光板和五棱镜,而是”长镜头“、”长枪短炮“、”傻大黑粗“等词语。脑海里可能还会浮现这样的画面:

图片来源:pixabay.com


图片来源:pixabay.com


图片来源:pixabay.com


        (嗯......确实很像大炮......)

        图片里相机前面的白色柱状物就是镜头。

        的确,平时我们看到的摄影师们往往会给自己的相机配备各种各样的镜头,拍不同的场景还会换来换去。如果对相机不是很了解的话,很容易产生一种错觉,就好像“换镜头”才是单反的正确玩法,不换镜头的相机就不能叫单反......

        当然,这样的想法并不准确。可以方便地更换镜头确实是单反相机的一大优点,但是摄影师们更换镜头也是根据拍摄的需要。如果一枚镜头能完成所有的拍摄需求,谁还愿意多此一举把镜头换来换去?

        那么,不同的镜头在拍摄时到底有什么区别?我到底需要一枚什么样的镜头来完成拍摄?

        我们知道,相机成像的基本原理都是外界光源射入镜头,经过镜头折射后汇聚成像,再由感光材料或元件记录下来。可以说镜头的主要功能就是将光线折射后使其在感光元件上成像。

镜头剖面,图片来源:中关村在线


        图中可以看到,一般我们常见的镜头的内部主要部分是一系列透镜按照一定的顺序排列在一根轴上形成的透镜组。我们可以看到图中这枚镜头大约包含十四片透镜(有的镜片被粘合在一起)。这些透镜组合在一起,将入射光线折射后会聚成像。除镜片外还包括一些机械装置和电子设备,用来实现其他复杂的功能。

        你可能会说,只是折射光线而已,一片放大镜就可以做到,干嘛要把镜头设计这么复杂?

        没错,理论上一片镜片确实可以制成镜头,早期的暗箱镜头也确实有的只有一片镜片。但是这样的镜头不能变焦、不能消除色散、不能控制进光量、不能通过改变焦距大小从而改变视角。这样的镜头仅仅是“能”成像,但是拍出来的照片画面质量惨不忍睹,远远不能满足专业摄影师的需求(如果不追求画质你甚至可以不需要镜头,使用小孔成像法拍摄照片)。从暗箱时代到今天的几百年里光学设计师们设计出了各种透镜组的结构,能够巧妙地补偿单一透镜的光学缺陷,并且具有变焦等功能,镜头的结构变得很复杂也不足为奇。

这张图你还没忘记吧,图片来源:fotomen.cn


        不过再复杂的镜头都有一些可以描述其特性的参数,通过了解这些参数我们可以大致了解一款镜头产品的性能指标,可以大概知道把它装在你的机身上能够拍出什么样的照片。


焦距?

        一枚镜头最重要的参数就它的焦距长短了。初中物理课上都学过,薄透镜的焦距是指透镜的光心到焦点的距离。虽然相机镜头这样的一个透镜组不能简单抽象为薄透镜,但是我们在理解时不必细究,可以近似将镜头的焦距理解为“光心”到“焦点”的距离。

薄、厚透镜成像简化模型,图片来源:《照相机的构造与使用》沙占祥 著


        对于一般拍摄者而言,镜头焦距的实际含义对于拍摄过程意义不大。我们需要了解的是不同焦距的镜头在感光元件上所成的像的区别。

        我们来看一张图:

不同焦距下拍摄的照片,图片来源:1stFrame


        这几张照片是在保持相机与雕像间距离不变的情况下,使用不同的焦距拍摄的结果。

        它们看起来最直观的不同就是:焦距越短,拍到的东西越多,景物越小;焦距越长,拍到的东西越少,景物越大。这就是不同焦距的镜头带来的最大的差别。

        通常称焦距比较短的镜头为“广角镜头”。因为它们可以拍摄的景物范围很广阔,景物的视角很大。一般焦距短于28mm的镜头就可以称作广角镜头。同理,焦距比较长的镜头通常成为“长焦镜头”。与广角相反,它们的视角小,可以起到“望远”的效果。通常焦距长于85mm的镜头可以称作长焦镜头。

        而焦距介于二者之间的镜头没有很强烈的“广角”或“长焦”的效果。这样的镜头拍出来的照片与人眼看到的画面比较接近,所以被使用地相对较多。

Man Cycling Down The Street,图片来源:马格南图片社官网

(著名摄影师卡蒂埃·布列松使用50mm镜头拍摄的作品)

        有的时候镜头的焦距并不是固定的。如果一枚镜头的焦距可以改变,则称作“变焦镜头。这样的镜头通常在镜筒上有一个变焦环,通过拧动变焦环可以改变镜头内部镜片的位置,从而进行无级变焦。相反,如果一枚镜头的焦距是固定不变的,就称作”定焦镜头“,这样的镜头一定没有变焦环。

尼康24mm-70mm焦距变焦镜头,图片来源:尼康(中国)官网

(镜头后部那个带有条纹的环就是变焦环)

尼康50mm焦距定焦镜头,图片来源:尼康(中国)官网

(没有变焦环,那个有条纹的环不是变焦环,后面的文章会讲到)

        镜头的零件加工和装配都是非常精密的工艺。通常结构越简单、工艺越成熟的镜头成像质量越好。在暗箱被发明之后的很长一段时间,光学工程师们的研究重心都在定焦镜头上,设计了很多精简合理的镜头结构。经过一百多年的发展,即使是经过改进的定焦镜头结构,其结构也相对简单,工艺相对成熟。

经典的“天塞”式镜头结构,图片来源:《照相机的构造与使用》沙占祥 著


        而第一枚变焦镜头直到1958年才问世,在结构设计的历史上远不及定焦镜头悠久。再加上变焦镜头内部可活动镜片更多,降低了其定位精度;变焦镜头需要考虑各个焦距下的各种像差,必然不能像定焦镜头一样对每个焦距都进行很好的补偿......综合来看,变焦镜头要想达到定焦镜头一样的成像水准,需要高得多的成本。而且,还可能会使镜头的体积和重量很夸张,从前面的两张产品图中可以看出来。



限于篇幅,本期内容就到这里,你一定也看累了。关于镜头的更多参数,我们下次再聊。

参考文献

[1]沙占祥.照相机的构造与使用[M].北京:长城出版社,1985.5

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