单反镜头知识:单反相机镜头怎么选及常见相机镜头术语

Posted By: Dz Optics In: 镜头知识 On: Monday, May 14, 2018 Comment: 0 Hit: 64

  一、单反镜头概念

  单反就是指单镜头反光取景,即SLR(Single Lens Reflex),这是当今最流行的取景系统,大多数35mm照相机都采用这种取景器。在这种系统中,反光镜和棱镜的独到设计使得摄影者可以从取景器中直接观察到通过镜头的影像。因此,可以准确地看见胶片即将“看见”的相同影像。该系统的心脏是一块活动的反光镜(如图浅蓝色部分),它呈45°角安放在胶片平面的前面。

KERLEE 单反镜头 35MM F1.2

  二、单反镜头分类

  单镜头反光的取景方式根本上就意味着专业定位,这也必定了数码单反相机的专业道路,即使是面向通常用户和发热友地产品也拥有大量过人之处。焦距和光圈是数码单反(也称为单反数码相机或者简称为DSLR镜头参数中最重要的两个参数。

  1)广角镜头。传统意义上的广角镜头是指的焦距在35mm以下的镜头,比如28mm、24mm甚至是16mm的镜头。一般来说,24mm以下的镜头都称为超广角镜头了。但是,因为市面上绝大多数的数码单反都不是全幅的数码单反,镜头的焦距要乘以1.5或者1.6,所以,对于这类单反来说,16mm的才能算超广角镜头。

  2)标准镜头。一般来说,焦距是50mm或者85mm。50mm的镜头视角跟人眼最接近,因此被称为“标头”。但也只能因为如此,想用好标头很难,因为它不像超广角或者微距镜头那样,能拍出人眼无法感受到的画面。85mm的镜头则一般是人像镜头。

  3)中长焦镜头,一般是100mm或者135mm。其中100mm的镜头一般是微距镜头,135mm的镜头也是人像镜头,只不过侧重于半身人像,而85mm更侧重于全身的人像。

  焦距在200mm以上的就是我们所说的长焦镜头了。其实这个焦段的镜头用处挺广的,可以拍摄风景、人像,或者是生态摄影(比如拍摄鸟类等等,尤其是300mm甚至400mm以上的镜头)。但是,这类镜头通常都又大又沉,而且缺少防抖的帮助,使用起来的限制还是很多的,所以实际上使用到的机会并不是特别多。

  三、镜头焦距

  焦距,是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式,指平行光从透镜的光心到光聚集之焦点的距离。亦是照相机中,从镜片中心到底片或CCD等成像平面的距离。具有短焦距的光学系统比长焦距的光学系统有更佳聚集光的能力。简单的说焦距是焦点到面镜的顶点之间的距离。

  四、镜头规格

  镜头焦距分类较常见的有:8mm,15mm,24mm,28mm,35mm,50mm,85mm,105mm,135mm,200mm,400mm,600mm,1200mm等,还有长达2500mm超长焦望远镜头。

  五、单反相机镜头怎么选

  1、质素先决——定焦一定好过变焦

  如果你问过朋友意见的话,相信几乎所有人都会告诉你定焦镜头比变焦镜头的画质好。这个说法很大程度上是对的,但也不是绝对。就变焦镜头本身来说也分好几种,如果将套机的变焦镜头和定焦镜头去比,这就未免有欠公平。

  1)从镜片数量衡量

  定焦镜头被公认质素好,也许就证明了简单即美的道理。由于可以变焦,镜片增加也是无可厚非的。不过越多镜片也越容易带来一些问题,比如色差——由于内部的折射次数增加,光波散射偏离光轴的机会越高,令高反差时出现紫边的情况越容易出现。此外,锐度也会因为经过多重镜片而不断打折扣。所以要追求画质,定焦镜头是首选。

  2)从镜片质素衡量

  不过镜片太多会影响画质,也不是绝对正确的说法。镜片质素,本身也是一个重要的考虑条件。高级变焦镜头会使用高质素镜片如萤石、超低色散镜片及纳米镀膜等方法去改善透光及折射表现,就算镜片数量多,也可以保持画质。

  3)收缩光圈后的表现

  光圈大小也会影响镜头表现。通常收小光圈,锐度都会有所提升,眩光问题也能够减少。一般收小两级光圈,已达到最佳的线数,凭肉眼未必分得出是来自定焦还是变焦镜头。其实一般标准变焦镜头也不是很差,不过由于成本考虑,镜片质素及修正功夫不能与高级镜头相比,要尽量收缩光圈才能达到较佳画质,所以常被资深用户看扁。所以说若为画质选择定焦还是变焦,不如说是选择高级变焦还是一般变焦镜头更值得讨论,毕竟定焦镜头本身已经提供了一定质素保证。

  2、光圈先决─定焦对比变焦的绝对优势

  先考考你,你能找到一支光圈大过f/2的变焦镜头吗?笔者可以肯定,现在还没见过(不算CCTV或卡片机的镜头)。暂时只见奥林巴斯推出过两支f/2光圈的变焦镜头。虽然不能肯定未来技术是否会发展到能制作出这种大光圈镜头,但变焦镜头无法做更大的光圈,主要是体积及重量的限制。

  1)大一级光圈重量差一倍

  简单点说,由f/2.8加一级光圈至f/2,光圈直径需要增加约1.44倍,所以镜头体积会大大增加。大家不妨看看小白IS II和小小白IS的重量,就会发现前者f/2.8和后者f/4,重量几乎相差一倍。那么一支梦幻级的f/2光圈变焦镜头,可能就有3kg重。70-200mm焦段本身就是一支既要求质素又要有机动性的镜头,为追求大光而圈拿着总重4kg的机身加镜头,相信没有多少用户能接受,除非厂商可以找到更轻的材料。

  2)定焦镜光圈大相对重量较低

  再说定焦镜头,由于定焦镜的镜片组相对较少且结构简单,所以对体积和重量的顾虑相对较少,较大光圈的镜头重量也不会太夸张。定焦镜头在灵活性上虽不及变焦镜头方便,但光圈优势实在无可取代。所以在增加镜头器材时,总有充分理由选购一直定焦镜头。

  3、灵活先决——天涯镜只是初级玩意儿?

  所谓天涯镜,是泛指变焦倍数10倍或以上的变焦镜头。天涯镜比一般变焦镜提供更大的焦段范围,覆盖广角至长焦段,一般都以18mm开始,最长焦段在200-270mm之间。看到这种焦段,大概都会想到这是旅行用的最佳配备,即可用广角拍风景,也用长焦拍飞鸟。

  天涯镜与恒定光圈的变焦镜头相比,重量轻是绝对优势,几乎可以相差一倍。加上焦段变化灵活,仍然值得考虑。

  1)无可避免的浮动光圈

  为兼顾体积,天涯镜难以做到恒定光圈。做一个简单算术,将焦段除光圈值就能得到光圈直径。如 300/5.6,光圈直径为53.6mm,以镜身直径83mm当然容得下。但如果是300/3.5,那光圈直径就起码要有85.7mm,超出镜身直径。所以为了缩减体积,只好在光圈上作出妥协。从这点可知,为何恒定变焦镜体积大且较重,价钱更是差天共地。

  2)适合户外多变环境

  天涯镜由于长焦段时光圈偏小,在弱光环境拍摄会比较困难。至于成像质素,由于镜片较多及经过多重折射,成像锐度及色散表现,基本上都比定焦和低倍变焦镜头逊色。不过厂商为顾及到画质,天涯镜的镜组内都会有较多高质素镜片。

  那天涯镜是否不值得拥有?这要看用户的使用习惯。笔者并不反对买天涯镜,尤其是以休闲为主,没有打算再买更多镜头的用户。宽阔的焦段在使用时有莫大的方便,例如到外地观光遇着花车巡游时,即可拍摄大场面,又可选择目标拍摄特写。天涯镜虽然没有大光圈优势,但大部份镜头都设有光学防抖,可以在较慢快门下手持拍摄。加上市面的单反大部份降噪能力出色,调高ISO的画质也有一定保证。

  4、可持续发展——APS-C还是全画幅镜头?

  APS-C是单反较普及的型号,但镜头不能和全画幅相机共享,所以如果日后打算升级,在购买镜头时要想清楚,应该买 APS-C还是全画幅镜头。遇到这个问题,就要认清楚相机系统的设计。要注意的是,不少APS-C镜头的成像圈本来就不能覆盖全画幅,装上后会出现四边暗角的问题。对于APS-C相机来说,广角镜头的选择比较麻烦,为达到所需焦段,仍难免要买APS-C镜头。

  六、10个常见的相机镜头术语

KERLEE 单反镜头 35MM F1.2

  1)桶状变形(Barrel Distortion)

  亦可称为负变形(Negative distortion),这是一种成像缺陷。桶状变形的影像像点会随着与中心点距离之增大而移位。令影像中的“直线”中段向外弯曲,两端则向中心弯曲变成“曲线”。所以,方形物体的影像会变成四角向内收缩,边线中段则向外凸出,好像一个木桶,因此被称为桶状变形。

  通常,随着镜头视角的扩大(亦即焦距的缩短),桶状变形会变得愈来愈严重。具体点说,广角镜头所拍得的影像,便最常出现桶状变形现像。下图是一幅以24mm广角镜头拍摄的照片,明显地照片的边缘位置向内弯曲了。

  而且,如果用鱼眼镜头拍摄,影像更会变成圆形。

  虽然桶状变形是种成像缺陷,但若果使用洽当,却可以拍出很特别的照片。视乎的,是摄影者的创意及运用镜头的经验!

  2)色差现象(Chromatic Aberration)

  相机镜头是用白光来形成影像的,而白光则是由各种不同波长的可见光组合而成。虽然同是电磁波,不过不同波长(颜色)的可见光在穿过玻璃时会有不同的速度,因此亦有所谓不同的折射率。利用这个原理,我们只要利用菱镜便可将白光分解成不同颜色(波长)的光线。

  相机镜头由玻璃构成,利用折射原理将可见光聚焦而成为影像。光线穿过镜头后,有机会出现类似菱镜的效果,不同波长的光线不能在同一焦点上聚焦,在影像上形成色散,即是所谓的紫边现像。大家可以透过下图了解镜头的色差如何在影像中央及边缘形成色散现像。

  理论上色散在影像中央及边缘都可以发生,不过由于边缘的光程较长,因此色散也就特别明显。由于短波长的折射率较高,因此紫色对色差也特别敏感。由色差而形成的紫边,通常可以在画面边缘看到,而由于紫色折射得较多,所以紫边一般都是由内向外扩散。此外,远摄镜头的光程长,色散的现像也就特别容易看到。

  为解决色差问题,镜头厂商就想尽办法从镜片的构造入手,包括采用不同折射、散射特性之镜片组合。佳能早就成功以人工萤石晶体(CaF2)的低色散特性大大减少镜头色差,其于1969年推出首支采用萤石镜片的超远摄镜头FL-F300mm f/5.6。时至今日,萤石镜片及UD超低色散镜片已广泛采用在佳能高质素EF镜头内。两片UD镜片相等于一片萤石镜片的减色差效果,而一片超级UD镜片则可提供相等于一片萤石镜片的效能。

  3)像场弯曲(Curve of field)

  CCD/CMOS是一个平面,但镜头投射的像场却是略曲的.

  这是略为夸张化的像场弯曲,由于光轴的距离一致,实际上两边对象的对焦点会比中心略前,所以收缩光圈加长景深,可以改善情况。

  假设镜头前有三个对象,位置保持在一个平面上,镜头以中间的对象对焦。此时,两旁的对象与镜头的距离其实比中间距离略远,到达相机内的平面时,便会在平面略前部份焦聚,使得中心两旁的对象显得模糊。

  解决这个问题,可以将光圈收缩,增加景深,令镜片周边的影像也进入对焦范围。光学设计上,也可用特殊镜片修正令曲率降低。

  4)衍射现象(Diffraction)

  当光线通过一些窄蓬或小孔时,物体边缘会出现光波分散的现象,这种光学现象便称为“衍射”。

  从摄影的角度来说,当光圈太小时衍射现象便会出现,令影像边绿位置变得松散。这是一种光波的基本特性,与镜片的光学质素无关。

  而且,衍射也会导致数码相机出现紫边现象。

  5)眩光(Flare)

  亦称为“鬼影”,是在相机和其他光学仪器内,由于镜片表面、镜筒内壁或机械零件表面反射而产生的非成像光线。

  射入CCD(或传统相机的菲林)的眩光会令影像全部或局部亮度增加、反差度降低而产生灰雾,使画面变得平淡而欠缺质感。有时更会发生二次或多次反射,使影像变得更加模糊。

  值得注意的是,当在背光的环境下拍摄时,由于有很大部分的光线会直接射进镜头内,眩光的影响将更为显著。

  6)焦距(Focal Length)

  简单点来看,数码相机镜头的成像原理等同一片凸透镜,将自景物反射出来的光线聚焦在感光组件(焦平面)上成为一个清晰的画面。不同曲率的凸透镜,能够将光线聚焦在不同距离后的焦平面上,而且曲率愈高的凸透镜,聚焦时所需要的距离也愈短。为统一起建,在物理学原理上,凸透镜的曲率便以透镜将自无限远投射过来的光线聚焦到焦平面时,透镜与焦平面之间的距离来计算,这个距离便称为焦距。焦距愈长,曲率便愈低;焦距愈短,曲率便愈高。

  数码相机的镜头等同凸透镜,而且镜头在变焦时更相当于改变凸透镜的曲率,因此变焦镜头的实际焦距多数以一个范围来表示,例如24-105mm。利用不同焦距的镜头,摄影师可以营造出不同透视感、不同景深的照片。焦距愈长的镜头,拍摄出来的照片带有较大压迫感,景深也愈浅。相反,焦距愈短的镜头,拍摄出来的照片透视感愈强烈,景深也愈深。

  7)焦距变换比率(Focal Length Ratio)

  目前大多数单反相机采用APS-C画幅的传感器,由于其影像面积小于菲林的影像面积(即小于35mm),所以当同一镜头安装于APS-C数码单反后就会因为视角变小而变成更长的焦距镜头,令原来的镜头焦距和视角数值也失去了本身的意义。因此,相机生产商便通过“焦距变换比率”来让用家可以了解镜头的实际视角与等效焦距。

  焦距变换比率可以由CCD面积与菲林面积的比例来进行计算。举例说,与35mm菲林的成像面积比较起来,当CCD的成像面积是8.45.6mm时,其边长仅相当于35mm菲林的1/4。因此,50mm焦距的镜头,当安装上去就会变为200mm的长焦镜头。

  以下是焦距变换比率的计算公式:

  菲林边长/CCD边长=焦距变换比率

  镜头原焦距x焦距变换比率=镜头于数码机身上的等效焦距

  以变换比率为1.3的佳能EOS 1D MARK IV及一支17-35mm的镜头为例,镜头于机身上的等效焦距将会变为22.1-45.5mm。

  当然,最理想的CCD面积应该与35mm传统相机所产生的影像面积(36mm x 24mm)一致,而这也正是为什么现在全画幅DSLR受到热捧的原因。

  8)最佳光圈值(Optimum Aperture)

  指镜头在正确对焦的CCD(或菲林)平面上能产生最清晰影像的光圈值。以大多数优质镜头而言,最佳光圈值是将其最大光圈值缩小一至二级。举例说,当用一支最大光圈值为f/2.8的镜头进行拍摄时,得出的影像质素应以f/4.0或f/5.6光圈为最佳。

  理论上光圈孔径愈大影像质素会愈好,但由于像差会随着孔径的增大而急剧增加,使影像质素变差。另外,光圈太小则会产生衍射现象(在数码摄影中,小光圈更会增加曝光时间,使影像出现噪声现象)令影像像质降低。因此,最佳光圈值便是避免以上两种现像出现的平衡点,亦即最大光圈值低一至两级。

  9)球面像差(Spherical aberration)

  用来聚焦的镜片构造最简单的就是球面镜,球面镜的意思即镜片的弯曲率呈圆形,可以理解为一个正圆球体的其中一个部分,因此就称为球面镜。实际上,球面镜不能将所有光线聚焦在同一点,透过镜片边缘进入的光线会偏离焦点形成像差。尤其在大光圈的时候,有较多光线可以通过镜片。最明显就是一些光点会虚化成一团光,这是由于边缘位置进入的光线与中心聚焦的偏差较大所致。

  要改善这种问题,可以将光圈收缩。而镜头设计上亦可以利用特别的凹、凸透镜组合修正折射角度。现代镜头则爱用非球面镜来修正这种问题,尤其是对于恒定大光圈的镜头,镜片直径大、球面像差也越明显,所以有些高级镜头可能有多达三片非球面镜。

  非球面镜利用镜片边缘曲率与中央部份曲率的差异,将聚焦于前方的光线移后到正确的对焦点,令成像更加锐利。

  在评价一款镜头时,我们经常能够听到“像散”、“桶状变形”、“色差”、“眩光”等专有名词,它们到底是什么意思?在决定一支镜头的优劣上又起到了那些决定性的作用?本文已经逐一分解。

  10)像散(Astigmatism)

  在测试镜头时常会看中间及边缘的成像质素,几乎可以肯定,越接近边缘的影像质素约会下降,而这是由于水平面光线和垂直面光线聚焦在不同焦点上所引起。

  根据现代物理学原理,光线以波动能量形式传播,而且相对光线的传播方向,光波震动的方向是四方八面的。如果用向量(Vector)方式理解,一束光线可分为水平方向震动和垂直线方向震动两部分。当光线从偏离中轴的斜角度射入,有机会出现水平面光线和垂直面光线聚焦在主轴不同位置的误差。此时两个焦点之间所产生的影像会变得模糊,边缘像渗开一样。

  偏离中轴进入镜片的光线可分为水平面光线(橙色)和垂直面光线(绿色),而它们各自的焦点却在不同位置。

  由一张测试图中100%局部裁切,左为图片中心,成像清晰;而右边为图片的角落,出现明显的像散。

  为解决问题,有些镜头会干脆将覆盖率加大,如用于APS-C的镜头,可能本来能盖过全幅,但为保持画质而犠牲了边缘画面。所以,APS-C的镜头多不建议用在全幅机上。就算可以,也会有严重的四角失光或边缘像散。

  另一种像散则是由于镜头的质量问题,如曲面不均匀,这就有如人眼的散光问题;或镜片组没有对准中轴。不过这都是旧时代的生产技术问题,现在已不多见。

  【东正光学单反镜头优势】

  柯立摄影单反镜头是东正光学自主研发的品牌产品,经过2年时间的不断努力,制造出全球首款支持单反全画幅相机、35mm焦距超大光圈F1.2的摄影单反镜头。

KERLEE 单反镜头 35MM F1.2

    KERLEE 1.2/35具备大光圈,柔和的焦外以及丰富的色彩等特点。就构图而言,由于35mm符合人眼构图习惯,从而为拍摄提供了更佳的视觉体验,同时,35mm镜头几乎囊括了摄影的大部分领域,包括风景、人像、旅行、微距、街拍、建筑及产品摄影等在内的所有摄影题材;除此之外,35mm的镜头在满足拍摄出很好的特写作品的同时,还能拍出极为不错的广角作品,因此被很多摄影师定义为“婚礼摄影镜头”。

  它的出现将会给摄影爱好者带来极大的拍摄视觉冲击。此后我们还会推出更加具有吸引力的消费类镜头。可兼容尼康F口、佳能EF、索尼E口,也可通过转接环转接市面上其他品牌相机。

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