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攝影鏡頭光學(xué)實務(wù)及機(jī)械簡介(完整版)

2025-08-02 09:52上一頁面

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【正文】 重要。要怎么看膠合鏡呢?一般而言,如果將鏡片放在燈光底下,一個鏡面會有一個反光,單片鏡片會有兩個反光影像,如果是膠合鏡,那在兩個反光之間會看到一個隱隱約約不怎么明顯的反光影像,那就是來自膠合鏡面的反光,但是光源最好是單燈泡的光源,否則光算燈泡數(shù)目就眼花了。磨了那么多鏡片還設(shè)計出爛鏡,也太扯了吧,還不如用 Tessar。但是這樣兩片式的結(jié)構(gòu)有個小問題,就是鏡筒很長,如果能利用巴羅鏡的原理就可以用更短的鏡筒獲得更長的焦距,因此目前實際上的望遠(yuǎn)鏡頭都是前方用凸鏡組,后方用凹鏡組來組合,此種稱為伽利略式結(jié)構(gòu)。此外自動對焦系統(tǒng)只要負(fù)責(zé)較少、較輕量的鏡組移動,所耗費(fèi)的能量也少,所需要的力量也小一些,反應(yīng)自然也可以更迅速。為了解決這些問題,單眼相機(jī)的廣角鏡使用了倒伽利略式的設(shè)計,如左圖,就是前鏡組為凹鏡,后鏡組為凸鏡,伽利略式可以用較短的鏡筒產(chǎn)生較長的焦距,倒過來則可以用較長的鏡筒來產(chǎn)生較短的焦距,所以廣角鏡常常整個鏡頭好幾公分甚至到 10cm 以上長度,但是實際焦距只有 2~3 公分甚至 1 公分多。另一種魚眼是畫面對角線 180 度的,以底片機(jī)而言,焦距大約在 15~17mm 左右。使用非球面鏡可以用更少的鏡片來達(dá)到同樣的光學(xué)質(zhì)量,但是過去用玻璃磨制非球面鏡不易施工,成本較高,現(xiàn)代已經(jīng)可以用鑄造的方式來制造塑膠材料的非球面鏡,還可以鍍膜,成本降低后,已經(jīng)較為普遍。如果向著物體的鏡片比較大,一般適合拍小于 1:1 的比例,如果后方的鏡片比較大,較適合拍超過 1:1 的比例,這是以實際物體與影像而言,與 135 底片還是 120 底片或是 CCD 都無關(guān),純粹以影像尺度來衡量,而且也只是一個大約的說法。但是微距鏡不同,如左圖 A 中為微距鏡對焦在無限遠(yuǎn)處,B 則為對焦在近處,此時可以發(fā)現(xiàn)鏡片組向前移動,如果拍到 1:1 時,鏡片必須向前伸長一個焦距的距離,因為物距與像距相等時,以單鏡片而言,物距與像距皆等于鏡片的曲率半徑,也就是兩倍的焦距,這是高中物理就教過的。一般較廉價的是三片,較高級的有更多片鏡片組成,一般而言當(dāng)然鏡片數(shù)越多成像畫質(zhì)越好,但是也不是絕對,還要看原來鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)是否剛好與附加鏡的光學(xué)系統(tǒng)相合,所以購買此種鏡頭時最好帶原來的相機(jī)去配,至少在觀景窗里面看起來要像樣。對接則是可以用兩個濾鏡環(huán)相對黏合,然后將一個鏡頭倒接在原來的鏡頭前方,好處是放大率很大,而且也符合光路的設(shè)計。對接時有幾個原則,這是以筆者現(xiàn)有的器材組合所得到的結(jié)論,因為各家光學(xué)設(shè)計不同,也許您的器材有不一樣的結(jié)果,因為不花什么錢,所以自己測試一下就知道。上圖是用 Pentax M200mm f4 與 Pentax M50mm 對接拍出的圖片,拍的是小麥草的麥穗,此圖前鏡光圈放在 2,后鏡放在 16,影像/實物的放大率為 4 倍。近攝環(huán)常分為不同的長度,也可以組合使用。雖然有時光斑安排得當(dāng)?shù)脑?,也很漂亮,但是大部分都會對拍攝造成干擾,因此減少玻璃表面反射就便成了重要的技術(shù)。鍍膜后的反射光其實有兩道,請見上圖;一道是由鍍膜表面反射,一道是由鍍膜與玻璃的界面反射,雖然反射光的量大大降低,但是仍然存在,這兩道反射光會產(chǎn)生光程差,會發(fā)生干涉現(xiàn)象,于是某些波段會相消,某些則會發(fā)出五彩的色澤。 老俄國鏡的鍍膜都不怎樣,這是 58/2 的鏡頭,但是我懷疑是否真的可以達(dá)到 2 的光圈曝光值,看起來反光很亮。Vivitar 的一只微距鏡,有一兩個面的鍍膜還好,反光很弱,但是多數(shù)的鏡面反光似乎有點(diǎn)強(qiáng)。因此我們并不能在左圖的 A 位置,用一片紙張中央剪一個洞來作為光圈(那種一片或者兩片式的天文望遠(yuǎn)鏡才可以),透鏡組的話,光圈要放在各路光路的匯集交叉點(diǎn) B。不管哪種結(jié)構(gòu),光圈葉都很薄,都是一片疊一片,原來最上面的最后會疊在最下面那一片的更下面。一些老鏡常有一些奇奇怪怪的結(jié)構(gòu),不過越老的鏡頭其實結(jié)構(gòu)越容易拆解。但是也不是所有的鏡頭都是此種結(jié)構(gòu),一般在轉(zhuǎn)動對焦時,如果鏡頭前方的透鏡組只會伸縮不會轉(zhuǎn)動的話,大概就是此種機(jī)構(gòu)。記得以前還有老鏡鏡片很臟,油膩的很,干脆泡在洗碗精里面,泡了一夜,清潔溜溜。左圖中可以看到鏡間快門打開一半的情形。那您也許會問,那些職業(yè)機(jī)不也是單眼相機(jī),為何使用鏡間快門?其實那些使用鏡間快門的職業(yè)單眼機(jī),在按下快門的時候相機(jī)會先將鏡間快門縮起,然后將反光鏡升起,再打開快門曝光,然后反光鏡放下,快門打開。油的成份最好用礦油,有人用羊毛油,結(jié)果不久就發(fā)出氧化的味道,難聞的很。如果是前組對焦的變焦鏡頭,也不是這種機(jī)構(gòu),可能只有復(fù)螺紋。左圖紅線附近就是那些彈簧,有的是絲狀,細(xì)細(xì)一條,有的是螺旋狀。光圈葉如果進(jìn)了油就要全拆開,當(dāng)然原來怎么裝一定要紀(jì)錄好,拆開后可以用去漬油或是清潔劑洗凈,必要時可以用軟毛刷,如果用清潔劑,洗完了要馬上擦干并且徹底晾干。每一級光圈數(shù)字如 、 等等之間,透過的光線是成為倍數(shù)遞減,因為直徑比值差 倍,則面積為 2 倍的關(guān)系。在數(shù)位時代,因為 CCD 怕太強(qiáng)的反光,因此號稱數(shù)位機(jī)用的鏡頭都加強(qiáng)了鍍膜,副廠鏡的鍍膜也有改善。這只鏡大概也有三、四十年吧,Carl Zeiss 老標(biāo)準(zhǔn)鏡,但是素質(zhì)非常優(yōu)良,據(jù)說為當(dāng)年標(biāo)準(zhǔn)鏡王?,F(xiàn)代的多層鍍膜則多為了色彩的重現(xiàn),必須平衡各色的反射率,因此反射出的鍍膜顏色多半會有互補(bǔ)色光的現(xiàn)象,也就是某一面有藍(lán)色反光則就會有另一面有黃色反光,有綠色則有紅色互補(bǔ);因此多層鍍膜的鏡頭反光色澤五顏六色。請見左圖,如果在空氣折射率 (nair) 以及玻璃折射率 (ng) 不變的話,加上一層折射率為 nc 的鍍膜物質(zhì),此時如果分別計算空氣→鍍膜、鍍膜→玻璃的透光率,再相乘后會發(fā)現(xiàn)有鍍膜的透光率會增加。蛇腹蛇腹其實只是另一種近攝環(huán),可以方便的調(diào)到很長,一般用于高倍率的近攝。也許畫質(zhì)與微距鏡相比會稍微遜色,但是與加倍鏡法、單鏡倒接法、外加近攝鏡法、接寫環(huán)法等等相比,可能畫質(zhì)是最高的。前鏡光圈可以開到最大工作光圈,如果原來拍攝就要縮一兩級畫面才會好的話,那作為倒接的前鏡也要縮一兩級。左圖
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