照相機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)

攝影基礎(chǔ)

相機(jī)的成像原理和結(jié)構(gòu)教學(xué)目標(biāo)：數(shù)碼相機(jī)中傳感器及其結(jié)構(gòu)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：數(shù)碼相機(jī)的傳感器與像素、圖像格式、白平衡、輸出，之間的關(guān)系。本節(jié)課程內(nèi)容是教材中攝影基礎(chǔ)內(nèi)容的1、核心和關(guān)鍵。2、對原理的融會貫通，才能有效地解決實(shí)際操作中的問題和掌控相機(jī)進(jìn)行創(chuàng)作。3、是攝影基礎(chǔ)中知識網(wǎng)的中心。像素大小圖像格式白平衡畫幅尺寸噪點(diǎn)問題圖像分辨率單鏡頭反光相機(jī)的工作原理一、鏡頭光是沿直線傳播的原理，是照相機(jī)的成像基礎(chǔ)。光線通過孔徑投射到底片上。（小孔成像原理）焦距鏡頭的焦距基本上就是從鏡頭的中心點(diǎn)到膠片（傳感器）平面上所形成的清晰影像之間的距離。通常以毫米mm量度焦距確定了鏡頭的不同類型。焦距與圖像的關(guān)系焦距與圖像的放大比率成正比（35mm)38mm160mm480mm54mm鏡頭的速度？鏡頭的速度，是指特定的鏡頭在特定的時間內(nèi)所能傳送的光量。傳送的光量多的鏡頭稱為快鏡頭，慢鏡頭則反之！鏡頭的相對孔徑的大小決定了通光量的多少。最大光圈值=鏡頭的焦距/鏡頭口徑的直徑

鏡頭最大相對孔徑用鏡頭焦距與能穿過鏡頭的圓柱形光束直徑之比表示。

例如：F50mm1:1.4,表示鏡頭的最大相對孔徑是鏡頭焦距的一點(diǎn)四分之一如何表示鏡頭的速度？我們用孔徑這一術(shù)語代表由光圈所形成的圓孔。"孔徑"只不過是"圓孔"的另一種說法。因此，如果改變了光圈圓孔的大小，那么也就改變了孔徑。在攝影技術(shù)中，用

f

值表示不同大小的孔徑。舉例：如果某只鏡頭的最大孔徑標(biāo)明為f/2，那么就稱這只鏡頭為那么就稱這只鏡頭為“f/2鏡頭”；如果某只鏡頭的最大徑是f/1.4，那么就稱之為“f/1.4鏡頭”f值越小，孔徑越大，鏡頭傳送的光線也越多

。光圈值為f/1.4光圈值為f/2光圈大小與景深在聚焦完成后，在焦點(diǎn)前后的范圍內(nèi)都能形成清晰的像，這一前一后的距離范圍，便叫做景深。光圈、鏡頭、及拍攝物的距離是影響景深的重要因素：

1，光圈越大景深越小，光圈越小景深越大。

2，鏡頭焦距越長景深越小、反之景深越大。

3，主體越近，景深越小，主體越遠(yuǎn)，景深越大。鏡頭長度與種類1.標(biāo)準(zhǔn)鏡頭（簡稱標(biāo)頭）：指焦距長度接近或等于底片/傳感器對角線長度的鏡頭。以全幅135單反相機(jī)來說，它的底片幅面為24*36mm，對角線的長度為50mm，所以，這類相機(jī)的“標(biāo)頭”焦距就是50mm。當(dāng)然，畫幅的不同的相機(jī)，標(biāo)頭的焦距也有所不同，一般來說，120相機(jī)的“標(biāo)頭”焦距為75mm，4*5英寸座機(jī)為150mm。數(shù)碼單反相機(jī)的傳感器幅面因廠商的不同而有所不同，但只要計(jì)算出傳感器的對角線長度，就可以得出標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的焦距了。盡管不同畫幅的“標(biāo)頭”焦距不同，但他們的視角卻是基本相同的，都接近人眼的正常視角。因此，在諸如取景范圍、透視關(guān)系等方面，“標(biāo)頭”都與人眼觀看的效果類同，顯得特別親切、自然。此外，“標(biāo)頭”的技術(shù)已經(jīng)基本趨于完善，顯著的特點(diǎn)是孔徑大、成像質(zhì)量出眾、價(jià)格低廉等，是每個單反用戶的必備鏡頭之一。

2.廣角鏡頭：指焦距短于、視角大于“標(biāo)頭”的鏡頭。以全幅135單反相機(jī)來說，焦距在30mm左右、視角在70度左右的鏡頭稱為“廣角鏡頭”，焦距小于22mm，視角大于90度的鏡頭稱為“超廣角鏡頭”。

廣角鏡頭的特點(diǎn)：a.景深大，有利于獲得被攝畫面全部清晰的效果。廣泛地用于風(fēng)光片的拍攝。b.視角大，在有限的范圍內(nèi)可以獲得較大的取景范圍，在室內(nèi)建筑的拍攝中尤為見長，廣泛地用于房地產(chǎn)行業(yè)的拍攝。c.透視感強(qiáng)烈，可以營造具有強(qiáng)烈視覺沖擊感的畫面。d.畸變較大，尤其是在畫面的邊緣部分。

3.遠(yuǎn)攝鏡頭：指焦距長于、視角小于“標(biāo)頭”的鏡頭。以全幅135單反相機(jī)來說，焦距在200mm，視角在12度左右的鏡頭稱為“遠(yuǎn)攝鏡頭”，焦距在300mm以上，視角在8度左右的鏡頭稱為“超遠(yuǎn)攝鏡頭”。

遠(yuǎn)攝鏡頭的特點(diǎn)：a.景深小，容易獲得主體清晰，背景虛化的畫面效果。b.視角小，能夠獲得遠(yuǎn)處主體較大的畫面且不干擾被攝對象。廣泛地用于戶外野生動物的拍攝。c.壓縮了畫面透視的縱身感，拉近了前后景的距離。d.影像畸變較小，廣泛地用于人像攝影。4.魚眼鏡頭：一種極端的超廣角鏡頭，以全幅135單反相機(jī)來說，焦距在16mm以下，視角在180度左右的鏡頭就可稱為“魚眼鏡頭”。

魚眼鏡頭的特點(diǎn)：a.視角大，被攝范圍極廣。b.透視感獲得極大的夸張。c.魚眼鏡頭存在嚴(yán)重的畸變，但可以獲得戲劇性的效果。d.價(jià)格昂貴，原來為天文攝影而設(shè)計(jì)。e.第一片鏡片向外凸出，不能使用通常的濾鏡，取而代之的是“內(nèi)置式濾鏡”。

快門照相機(jī)快門種類很多，從技術(shù)形式上大體可以分為機(jī)械快門、電子快門和程序快門三種；從機(jī)械構(gòu)造上，根據(jù)快門在照相機(jī)上安放的位置和運(yùn)動特點(diǎn)又可分為：鏡前快門、中心快門、幕簾快門（又稱焦點(diǎn)平面快門）和反光鏡快門。二、數(shù)碼相機(jī)簡介和原理單反數(shù)碼相機(jī)

指的是單鏡頭反光數(shù)碼相機(jī)，即Digital數(shù)碼、Single單獨(dú)、Lens鏡頭、Reflex反光的英文縮寫DSLR。尼康、佳能、賓得、富士等

工作原理：在單反數(shù)碼相機(jī)的工作系統(tǒng)中，光線透過鏡頭到達(dá)反光鏡后，折射到上面的對焦屏并結(jié)成影像，透過接目鏡和五棱鏡，我們可以在觀景窗中看到外面的景物。在DSLR拍攝時，當(dāng)按下快門鈕，反光鏡便會往上彈起，感光元件（CCD或CMOS）前面的快門幕簾便同時打開，通過鏡頭的光線便投影到感光原件上感光，然后后反光鏡便立即恢復(fù)原狀，觀景窗中再次可以看到影像。CCD或CMOS數(shù)碼相機(jī)的核心成像部件有兩種：一種是廣泛使用的CCD（電荷藕合）元件；另一種是CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物導(dǎo)體）器件。CMOS影像傳感器的優(yōu)點(diǎn)之一是電源消耗量比CCD