光學(xué)鏡頭的特性有哪些

光學(xué)鏡頭是電視攝像機(jī)的重要部件，一般是由多片凸透鏡和凹透鏡與相應(yīng)的金屬零件組合而成的?，F(xiàn)在，一般的攝像機(jī)鏡頭都帶有自動光圈、電動變焦距等裝置。光學(xué)鏡頭是攝像機(jī)的門戶，它的最基本作用是把被攝物體成像于攝像機(jī)內(nèi)的感光元件上。鏡頭的光學(xué)特性是指由其光學(xué)結(jié)構(gòu)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。任何一種光學(xué)鏡頭，都可以由這三種光學(xué)特性的技術(shù)參數(shù)來表示和區(qū)分
對電視攝制人員來說，鏡頭焦距、視場角和相對孔徑對畫面拍攝都會產(chǎn)生影響，它們的技術(shù)性能及組配關(guān)系直接決定了攝像者所能達(dá)到的技術(shù)可能性和藝術(shù)可能性。
一、焦距

攝像機(jī)的鏡頭都可被看成為一塊中間厚、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，與被攝對象存電荷耦合器件
(CCD)上的成像面積成正比。如果在同一距離上，對同一被攝對象進(jìn)行拍攝，鏡頭焦距愈長.那么成像面積越大，放大倍率越高;反之，鏡頭焦距愈短，則成像面積越小，放人倍率越低。

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(biāo)準(zhǔn)鏡頭。一般專業(yè)的攝像機(jī)電荷耦合器件成像面積，約等于16毫水電影攝影機(jī)的畫幅像平面，標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距通常為25毫米。焦距大于像平面對角線的鏡頭，稱為長焦距鏡頭、焦距小于像平面對角線的鏡頭，稱為廣角鏡頭。焦距可發(fā)生變化的鏡頭，稱為變焦距鏡頭。
二、視場角

鏡頭的視場角，是指電荷耦合器件有效成像平畫(視場)邊緣與鏡頭后節(jié)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(jī)記錄景物范圍的開闊程度(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。由于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，一般只能通過變換不同焦距的鏡頭，來改變視場角。

攝像機(jī)在同一距離上，對同一被攝對象進(jìn)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范同。這實質(zhì)上是由于視場角發(fā)生了相應(yīng)的改變。比如，一個視場角為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。平常我們所說的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭(25mm鏡頭)，是焦距近似等于成像面對角線長度，水平視場角45°左右;對于攝像機(jī)上的變焦距鏡頭而言，是焦距25mm左右的那一段鏡頭。廣角鏡頭(焦距小于25mm)的水平視場角均大于60°，一股處在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(焦距大于25mm)的水平視場角小于40°。
三、相對孔徑與光圈系數(shù)
鏡頭的相對孔徑，是指鏡頭的入射光孔直徑
(D)于焦距(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(shù)( f/D )被稱為光圈系數(shù)( f
)，被標(biāo)刻在鏡頭的光圈環(huán)上。攝像機(jī)鏡頭光圈系數(shù)分為若干檔，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 2
，曝光量相差一級。由于像平面照度和相對孔徑的平方成正比，所以F值變化一檔，相當(dāng)于攝像機(jī)鏡頭的光通量變化一倍。在拍攝電視畫面時我們說開大光圈，實際上是從光圈調(diào)節(jié)環(huán)上大F
值向小 F值的一端運(yùn)動，即減小了光圈系數(shù)值;而縮小光圈，則是從小 F值向大 F值一端運(yùn)動，光圈系數(shù)值加大。比如，從光圈 8調(diào)到光圈5.6
，就是開大了光圈，光通量增大一倍，曝光值增加一級，反之亦然。

對相對孔徑和光圈系數(shù)的調(diào)節(jié)，決定了鏡頭的光通量和鏡頭景深。對攝像機(jī)的鏡頭進(jìn)行光圈選擇，實質(zhì)是一個曝光控制的問題?，F(xiàn)在的攝像機(jī)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(shù)性處理，而有意識、有目的的動態(tài)用光和藝術(shù)處理，只能由手動光圈才能更好地表現(xiàn)。在拍攝同一照度下的同一場景時，光圈越大，景深范圍越小;光圈越小，景深范圍越大。鏡頭曝光的有意圖控制和不同景深的選擇性運(yùn)用，是電視攝制人員實現(xiàn)創(chuàng)作意圖取得最佳畫面效果的有效手段。

綜上所述，焦距、視場角和相對孔徑(光圈)這三個表示鏡頭光學(xué)特性的參數(shù)，它們之間的關(guān)系是彼此聯(lián)系又互相制約的。它們都直接構(gòu)成了對畫面造型的影響，不同焦距、視場角和相對孔徑的鏡頭所能記錄的畫面及其造型效果，是大不一樣的，為電視攝影師準(zhǔn)備了技術(shù)基礎(chǔ)，提供了創(chuàng)作上的便利條件。在這三個因素中間，對畫面造型影響最大，實際拍攝時作用最為突出的是鏡頭焦距的變化。因此，要想做好電視攝影工作，就必須了解和掌握不同焦距鏡頭所呈現(xiàn)的畫面造型特點，充分認(rèn)識到光學(xué)鏡頭不僅是一個技術(shù)手段，同時還是一種藝術(shù)手段，從而在電視畫面攝影創(chuàng)作活動中揚(yáng)長避短，發(fā)揮不同焦距鏡頭所能獲得的最佳畫面造型效果。
本文來源【普密斯光學(xué)】