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鏡頭的光學特性是指什麽?由哪些因素組成?各對畫面造型產生什麽影響?

鏡頭的光學特性是指由其光學結構所形成的物理性能,由焦距、視場角和相對孔徑三個因素組成。任何壹種光學鏡頭,都可以由這三種光學特性的技術參數來表示和區分。

(1)焦 距

攝像機的鏡頭都可被看成為壹塊中間厚、邊緣薄的凸透鏡,光線穿過透鏡會聚成焦點,焦點至鏡頭中心的距離即為該鏡頭的焦距,焦距的單位是毫米(mm)。

鏡頭焦距的長短與被攝對象在攝像管光電靶面上的成像面積成正比。如果在同壹距離上對同壹被攝對象進行拍攝,鏡頭焦距愈長,那麽成像面積越大,放大倍率越高;反之,鏡頭焦距愈短,則成像面積越小,放大倍率越低。

通常,我們把焦距與像平面對角線接近或相等的鏡頭稱為標準鏡頭。壹般的攝像機光電靶面成像面積約等於16毫米電影攝影機的畫幅像平面,標準鏡頭焦距通常為25毫米。焦距大於像平面對角線的鏡頭,稱為長焦距鏡頭。焦距小於像平面對角線的鏡頭,稱為廣角鏡頭。焦距可發生變化的鏡頭,稱為變焦距鏡頭。

(2)視場角

鏡頭的視場角,是指攝像管有效成像平面(視場)邊緣與鏡頭後節點所形成的夾角。

從造型角度上講,鏡頭視場角反映了攝像機記錄景物範圍的開闊程度(鏡頭視場角分為水平視場角和垂直視場角,本章所用視場角均指水平視場角)。鏡頭視場角與被攝對象在畫面中的成像效果成反比。視場角愈大,被攝主體成像越小,畫面景物越開闊;反之,視場角愈小,被攝主體成像越大,畫面景物的視野越狹窄。

視場角主要受鏡頭成像尺寸和鏡頭焦距這兩個因素制約。由於攝像管成像靶面在實際拍攝中是不變的固定因素,所以直接影響視場角的就是鏡頭焦距了。我們拍攝時壹般只能通過變換不同焦距的鏡頭來改變視場角。

攝像機在同壹距離上對同壹被攝對象進行拍攝時,使用不同焦距的鏡頭會改變該對象在畫面中的成像面積和背景範圍。這實質上是由於視場角發生了相應的改變。比如,壹個視場角為50°的鏡頭所拍得的被攝主體在畫面中只有視場角為5°的鏡頭拍得的圖像面積的1/10。鏡頭焦距越長,視場角越小;焦距越短,視場角越大。標準鏡頭(25mm鏡頭)所呈現的視場角大約在45°左右。廣角鏡頭(焦距小於25mm)的水平視場角均大於60°,壹般處在60°- 130°之間。130°以上到180°之間的鏡頭被稱為超廣角鏡頭,又稱為魚眼鏡頭。長焦距鏡頭(焦距大於25 mm )的水平視場角小於40°。

(3)鏡頭的相對孔徑是指鏡頭的入射光孔直徑(D)與焦距(f)之比,其大小說明鏡頭接納光線的多少。相對孔徑是決定鏡頭透光能力和鑒別力的重要因素。

相對孔徑(D/f)的倒數(f/D)被稱為光圈系數(F),被標刻在鏡頭的光圈環上。攝像機的鏡頭光圈系數分為若幹檔,常見的有1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、12、16、22等,相鄰兩檔光圈F值的比值均為 ,曝光量相差壹級。由於像平面照度和相對孔徑的平方成正比,所以F值變化壹檔,相當於攝像機鏡頭的光通量變化壹倍。在攝像時我們說開大光圈,實際上是從光圈調節環上大F值向小F值的壹端運動,即減小了光圈系數值;而縮小光圈,則是從小F值向大F值壹端運動,光圈系數值加大。比如,從光圈8調到光圈5.6,就是開大了光圈,光通量增大壹倍,曝光值增加壹級。反之亦然。

對相對孔徑和光圈系數的調節,決定了鏡頭的光通量和鏡頭景深。對攝像機的鏡頭進行光圈選擇,實質是壹個曝光控制的問題。現在的攝像機通常都有手動光圈和自動光圈兩種控制方式。自動光圈只能對被攝場景的曝光控制作出技術性處理,而有意識、有目的的動態用光和藝術處理只能由手動光圈才能更好的表現。在拍攝同壹照度下的同壹場景時,光圈越大,景深範圍越小;光圈越小,景深範圍越大。鏡頭曝光的有意圖控制和不同景深的選擇性運用,是攝像人員實現創作意圖取得最佳畫面效果的有效手段。