光学镜头及其运用

光学镜头及其运用镜头的光学性能长焦镜头广角镜头变焦镜头•光学镜头分为固定镜头和变焦镜头。•固定镜头又有广角镜头、标准镜头、长焦镜头•变焦镜头的变焦范围一般也包括了广角、标准和长焦距三个部分。•大多数专业级和广播级摄像机的镜头都是可以安装和拆卸的。光学镜头镜头的光学性能鱼眼镜镜头系统外部结构图镜头系统内部结构图电视摄像机的光学镜头一般由多片正透镜和负透镜以及相应的金属零件组合而成，一般还带有自动光圈、电动变焦距等装置。我们掌握镜头，主要是要掌握镜头的光学特性。镜头的光学特性：是指由其光学结构所形成的物理性能，由焦距、视场角和相对孔径三个因素组成。焦点平行的直射光线穿过透镜后在另一边的光轴上会聚成一点，这个点就称为焦点。焦平面透镜焦点主光轴焦距1、定义：从焦点到镜头中心的距离称为焦距焦距可以决定镜头视角大小、拍摄范围、透视程度和景深范围等等。电视摄像机装配的一般是变焦镜头焦距包括焦点、与光轴垂直的面叫焦平面，镜头产生的影像可以在这个平面上得到清晰的影像。焦平面调焦（聚焦）•在电视摄像操作时，调焦是最基本的一项操作技术。通过调节镜头上的调焦环，使被摄物体的影像落在焦平面上，形成清晰的画面。•调焦的方法：在画面构图基本确定后，利用镜头变焦把画面主体在寻像器推到最大，进行虚实调节，等影像完全清晰后再拉成需要的景别大小。•通常选择物体反差较大处进行调焦，如拍摄人物通常选择人眼部分。视场角镜头视场角是用来表现摄像机镜头视场角大小的参数，决定了能在感光胶片上良好成像的空间范围。视场角的大小约为成像边缘与镜头光心形成的夹角。光学镜头的视场角受镜头成像面积与镜头焦距这两个因素的制约。一般在拍摄中只能通过改变镜头焦距的镜头来实现改变视场角大小。（为什么？）视场角焦平面透镜焦点主光轴焦距视场角在成像面积不变、拍摄距离相对固定的情况下，镜头焦距越长，视场角越小，摄像机镜头在焦平面上所能拍摄的清晰影像的范围越小。在成像面积不变、拍摄距离相对固定的情况下，镜头焦距越小，视场角越大，摄像机镜头在焦平面上所能拍摄的清晰影像的范围越大。摄像机在同一距离上对同一被摄对象进行拍摄时，使用不同焦距的镜头会改变对象在画面中的成像面积大小和背景范围，即透视关系。视场角、焦距与透视关系焦距视场角透视关系标准镜头25mm50度表现正常长焦镜头大于25mm小于40度透视关系不明显广角镜头小于25mm大于60度夸大透视关系下面我们来看一下镜头焦距对视角大小、拍摄范围的影响，对景深的影响我们放到后面相关部分讲。视角大小和取景范围其实是一个问题，视角大，那么取景范围必然就大，视角小，取景范围当然也小。镜头焦距与视角大小：下面我们来看一幅图片，请大家思考一下镜头焦距与视角大小和取景范围大小的关系由上图我们可以知道，拍摄距离不变的情况下：镜头焦距与（视角大小）取景范围成反比：镜头焦距越长，（视角）取景范围越小；镜头焦距越短，（视角）取景范围越大下面我们通过一幅图片来加深一下印象：景深焦点和焦点前后清晰的范围叫做景深。清晰的范围越大，我们就说景深越大，清晰的范围越小，我们就说景深越小。我们可以通过下面的图片来看一下不同大小景深的效果：影响景深的因素主要有：焦距、光圈和物距。下面我们分别来看一下这三个因素会怎么影响景深的大小。首先我们通过一幅图片来观察一下光圈和物距不变的情况下，焦距会如何影响景深：从上面的图我们可以发现：光圈大小和拍摄距离不变的情况下，焦距越短景深越大；焦距越长景深越小。下面我们来看另一张图，大家思考一下光圈大小会如何影响景深从上图我们可以发现：镜头焦距和拍摄距离不变的情况下，光圈越大（孔径越大），景深越小，光圈越小（孔径越小），景深越大书本上表述的是光圈值，也就是光圈的f值，光圈的f值的大小和光圈大小（孔径大小）刚好是相反的，比如f2就比f16要大。拍摄距离对景深的影响非常简单：在光圈和焦距不变的情况下，拍摄距离越近，景深越小；拍摄距离越远，景深越大。相对孔径和光圈系数相对孔径：镜头的入射光孔直径（D）与焦距（f）的比值。光圈系数：相对孔径（D/f）的倒数（f/D）。也就是焦距与入射光孔直径的比值。我们使用的摄像机镜头上面标刻的光圈数值就是光圈系数。相邻两档光圈的曝光量相差一级。光圈会影响曝光量和景深。对于手动光圈的控制是摄像师水平的体现之一。覆膜在镜头玻璃表面上往往有一层蓝色或黄色的覆膜，目的是减少介质表面不必要的反光。也就是能够减少光线损失，提高清晰度。现代一般采用多层覆膜，也就是在早期蓝色覆膜基础上增加了黄色覆膜层。能更好的减少紫外线影响和表现色彩。覆膜和未经过覆膜的镜头的区别主要表现在对画面强光部位的表现上：覆膜镜头：强光部分有层次、清晰度高未覆膜镜头：强光部分整体发白，容易出现曝光过度和光渗。长焦距镜头长焦距镜头：是指视场角小于40°的镜头。一、长焦距镜头的造型特点：1、视角窄、画面包括的景物范围小2、景深小3、压缩了现实的纵向空间4、有“望远”的效果可以将远处物体拉近。5、在表现运动主体时：对横向运动动感表现强，对纵向运动动感表现弱。二、长焦距镜头的运用1、有利于远距离抓拍和偷拍，形成客观真实的艺术效果。由于长焦距镜头能在较远拍摄距离上拉近被摄主体，所以常用于纪录片、纪实风格剧情片、体育运动、野生动物的拍摄。2、常用于拍摄带有日月的画面因为用长焦距镜头可以把日月拉近，在画面上表现的比较大，形成强烈的视觉效果。3、可以通过小景深来突出、美化人物。另外，在拍摄特写的时候能较好的还原五官比例4、压缩纵向空间，使画面饱满。5、利用焦点转换，完成画面形象主体的转换。6、拍摄虚焦画面三、长焦镜头拍摄时应注意的问题：1、由于景深小，因此要注意调焦的精准。最好能使用监视器。如果是拍摄运动物体或者采用运动摄像，一般要在开始拍摄前先预测焦点，在正式拍摄时可按照预测的焦点位置迅速调焦。2、由于视场角窄，易出现画面抖动，应尽量使用三角架。如必须肩扛拍摄，要尽量寻找依靠物，使肌肉放松，身体能更好的保持稳定，如拍摄的镜头时间较短，最好能屏息拍摄。让我们来看一个长焦镜头的短片广角镜头广角镜头：视场角大于60°的镜头。广角镜头1、视角宽，包括的景物范围大。航拍的克里姆林宫一、造型特点2、景深大，透视效果好3、有曲像畸变现象。焦距很短的广角镜头近距离拍摄时，线条产生倾斜、变形，透视效果强烈，具有某种变形效果。焦距越短，距离被摄对象越近，效果越明显。近距离拍摄脸部会产生明显的变形效果，在拍摄中要注意。4、表现运动对象时：对横向运动的对象表现动感弱，物距越远越弱对纵向运动的对象表现动感强，物距越远越强二、功用：1、有利于近距离表现大范围景物，较好的展示环境。2、利用大景深可以在画面内展示多层次景物，增加信息量3、利用大景深完成近距离抢拍和偷拍4、利用形变效果形成特殊的表达意义5、在运动摄像中有利于保持画面稳定1、注意横向线条的表现由于广角镜头取景范围大，因此横向线条的倾斜很容易被观众注意到，除非我们有明确的表现目的，否则我们要保持画面中地平线、建筑上下边缘、门窗边缘等水平线的水平。2、应用广角镜头的曲像和形变效果，要有明确的目的性，要注意度的把握。三、拍摄中要注意的问题：变焦距镜头我们使用的摄像机，大部分只配备一个变焦距镜头，我们通过转动变焦环，就可以连续的变动焦距。我们摄像机上的推拉按钮，其实改变的就是变焦距镜头的焦距，推就是增长焦距，拉就是减短焦距。我们在前面已经看过变焦距镜头的内外结构示意图。一、变焦距镜头造型表现上的优势：1、可以替代一组不同焦距的定焦镜头。不必为了变换焦距而更换镜头，极大的方便了拍摄。2、可以方便的完成变焦距推拉镜头的拍摄。不用改变机位，即可完成推拉运动镜头的拍摄，可以方便的改变景别。而且可以完成移动推拉所无法完成的一些推拉拍摄，如从树推向天空的飞机。3、电动变焦装置可以使推拉镜头过程中画面景别的变化平稳均匀，而用手动变焦则可以完成急推急拉，产生特殊效果。4、可以和别的运动摄像方式结合起来，形成各种流畅灵活的综合运动效果。二、造型表现上的劣势：1、变焦距推拉不符合人眼真实视觉感受因为变焦距推拉是焦距带来的视角变化，和人们日常生活中走近去看一个物体的效果不一样，因为人的视角是不变的。2、变焦距推拉带有较强的视觉强制性，人为的痕迹比较明显。相似：1、都引起连续的景别变化2、被摄主体都产生从小到大的变化三、变焦距推拉和移动机位推拉的异同1、视角：移动机位推拉镜头不会改变视角；变焦推会使视角变窄，变焦拉会使视角变宽。2、视距：变焦距推拉镜头不会改变物距；移动机位推拉镜头使摄像机与被摄主体之间的距离（视距）发生了改变区别3、景深：移动机位推拉镜头的焦距是不变的，所以景深不会改变；变焦推拉由于镜头焦距发生了变化，会影响景深：推镜头会减小景深，拉镜头会扩大景深。4、落幅变焦距推镜头是放大起幅中的某个部分，落幅中不会出现新的事物；移动机位推镜头是机位向前的变化，随着机位向前，画面内可能会出现起幅中没有的新的事物。