攝影離不開照相機。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,出現(xiàn)了性能優(yōu)良、種類繁多的新型照相機,為攝影創(chuàng)作提供了更加便利的條件。為了使同學(xué)們盡快掌握攝影技術(shù),有必要了解照相機的成像原理及基本結(jié)構(gòu)。

快門一響,客觀景物就凝固在膠片上,尤其是當今數(shù)碼相機和手機倍受人們親眛,在液晶屏取景框就能立即看到被攝下的固定影像,攝影不再神秘!

這些近乎魔術(shù)的技藝是怎么實現(xiàn)的呢?

攝影成像原理

照相機是個什么樣的儀器?為什么可以把外界景物濃縮到一張小小的照片上?觀察手中的照相機,就會感到這么多按鈕、數(shù)字、開關(guān),一定十分復(fù)雜。其實再高級的相機都是由鏡頭和機身這兩樣最基本的部件組成,它的成像原理都一樣。

1、“小孔成像”

用一個帶有小孔的板遮擋在屏幕與物之間,屏幕上就會形成物的倒像,我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。前后移動中間的板,像的大小也會隨之發(fā)生變化。這種現(xiàn)象反映了光沿直線傳播的性質(zhì)。

2、在照相機被發(fā)明之前,人們就已經(jīng)開始利用“小孔成像”原理制造各類光學(xué)成像裝置,這種裝置被稱為“Cameraobscura(暗箱)”。19世紀上半葉,人們終于找到了固定保存暗箱中投影面上光學(xué)圖像的方法與介質(zhì),照相機工業(yè)由此發(fā)端,因此Camera obscura被認為是照相機的祖先;而“Camera”則成了照相機的英文名稱。

Camera obscura 暗箱

暗箱使用示意圖

3、照相機的發(fā)明

1839 年法國畫家達蓋爾根據(jù)小孔成像的原理發(fā)明了被稱為“西洋鏡”的世界第一臺照相機。不過當時的相機令現(xiàn)代人無法想象,暗箱大得像個小房子,拍攝時間至少三十分鐘,以至于不得不將被攝的人頭部固定在事先預(yù)制好的卡箍里,而且得到的只是一張笨重的銅版正像。當時有報社記者評述:“就像在馬路上拿著一面鏡子,周圍的景物極細地反映出來,然后把鏡子帶回家?!?

1841 年英國科學(xué)家、化學(xué)家塔爾博特發(fā)明了底片技術(shù),不是“把影像印在笨重的銅版上帶回家”,而是把影像通過底片印在造價低廉的紙上,大大降低了成本,出現(xiàn)了可供普通人拍照留影的商業(yè)相機。盡管它當時還比較粗糙和簡陋,但已經(jīng)具備了現(xiàn)代相機的基本性能。從此,攝影技術(shù)在世界各地廣泛傳播,攝影器材不斷完善。

經(jīng)過一百七十多年的歷史演變,照相機逐步由體積龐大的“西洋鏡”發(fā)展成為小巧玲瓏、操作簡便、性能優(yōu)良的精密儀器,并且開始向全自動、多功能、高清晰度的趨勢發(fā)展

1839 年法國畫家達蓋爾根據(jù)小孔成像的原理發(fā)明了被稱為“西洋鏡”的世界第一臺照相機

照相機基本部件

照相機就像一個神秘的箱子,它像我們?nèi)说难劬σ粯樱梢钥辞逋饨绲木拔?,同時又可以把看到的景物印映在底片上。仔細觀察手中的照相機,就會發(fā)現(xiàn)無論高級相機還是普及相機都是由機身、鏡頭、光圈、快門、取景器五部分組成,如果使用膠片相機還有輸片機構(gòu)。照相機是集光學(xué)、機械和電子為一體的精密儀器。數(shù)碼相機具有有全自動操作功能,如自動聚焦、自動曝光等。簡單機械的相機只有一個快門按鈕和電源開關(guān)。

一、機身

當我們拿起一架照相機,首先看到一個不透光的暗箱,我們稱它為機身。機身是連接照相機光學(xué)、機械、電子三大部分的總載體。它的前端安裝照相機鏡頭。

數(shù)碼相機機身里裝有圖像感應(yīng)器、數(shù)字影像處理器和圖像存儲器等電子元件。傳統(tǒng)膠片照相機的機身暗箱里面裝有膠卷,膠卷中間裝有各種光學(xué)、機械、電子元件,使相機成為一個整體。此外,各種攝影附件和輔助器材,在使用中也要與機身連接。因此,照相機機身一般由金屬或經(jīng)過加工強度較高的注塑材料制成。

二、鏡頭

鏡頭又稱攝影物鏡。鏡頭的功能是使外界景物在照相機暗箱內(nèi)的膠卷平面處形成清晰的影像。就好像我們?nèi)祟惖难劬δ軌虬芽吹降木拔锴逦赜秤≡谘劬η蝮w上的視網(wǎng)膜上的作用一樣。鏡頭是照相機的重要部分,同學(xué)們要像愛護自己的眼睛一樣愛護鏡頭。

如果你仔細觀看,會發(fā)現(xiàn)鏡頭里有好幾片凸凹不同的鏡片,我們稱之為正、負透鏡。正(凸)透鏡使光線會聚,產(chǎn)生實像,負(凹)透鏡使光線散射,不產(chǎn)生實像。正負透鏡結(jié)合可以使形成的影像不僅清晰還可以減弱像差,提高成像質(zhì)量。因此,所有的照相機鏡頭都由數(shù)量不等的正負透鏡組成。越高級的鏡頭透鏡片數(shù)越多。鏡頭一般至少由4片3 組透鏡組成。鏡片通常由研磨精細的光學(xué)玻璃制成,并且在鏡片表面進行鍍膜處理。

現(xiàn)代照相機鏡頭有很多種類,數(shù)碼相機通常使用帶馬達的EF電子變焦鏡頭,自動調(diào)整鏡頭焦距,極大地方便了攝影者創(chuàng)作,滿足不同攝影題材的需要。

鏡頭剖面示意圖

形形色色的鏡頭

三、光圈

光圈是安裝在照相機鏡頭中直徑可以伸縮的光孔,俗稱“光圈”。在傳統(tǒng)的膠片照相機里光圈一般由數(shù)量不等的月牙形薄金屬片制成。光圈的作用是與快門配合,控制外界景物反射光線進入暗箱的多少,使膠卷能夠正確曝光。光圈的另一個作用是調(diào)節(jié)被攝景物的景深的大小。像可伸縮的“光閘”,如同我們?nèi)祟愌劬Φ耐?,為了適應(yīng)外界景物亮度的變化,要不斷調(diào)節(jié)眼睛瞳孔大小。

轉(zhuǎn)動照相機鏡頭上的光圈調(diào)節(jié)環(huán),可以改變光孔直徑,控制光量進入暗箱。假如我們把暗箱比作是一個密不透光的屋子,屋子只開一個可以透光的窗子,這個窗子開得大透光就多,開得小透光就少。這個“窗子”就好像鏡頭中的光圈。光圈大小用光圈系數(shù)“f ”表示,一般標志在鏡頭筒上。 光圈系數(shù)在國際上是統(tǒng)一標定的。不論哪種相機的鏡頭,只要光圈系數(shù)相同,它們的透光量就完全相同。

四、快門

快門是安裝在照相機鏡頭與膠卷平面之間的“光閘”??扉T與光圈配合,隨著快門開啟時間的不同,控制膠片曝光時間的長短。操縱快門開啟的按鈕一般安裝在照相機機身上方便于操作的地方,也有的快門按鈕安裝在鏡頭附近。調(diào)節(jié)快門速度盤,可以改變快門開啟時間,控制膠片的曝光量,使膠片得到適合的曝光值。就好比我們在一間只有一扇窗子的黑屋子里,打開窗子的時間長與短,得到的光量數(shù)是不同的。各種相機的快門速度都是一樣的,不論哪種相機,只要數(shù)值相同,快門速度完全相同。

目前,常用照相機快門有焦平面式快門和中心式快門兩種類型??扉T操作上有機械操作和電子操作兩種方式。數(shù)碼照相機的快門速度是由電子程序控制的,速度可以高達1/8000秒。

快門和光圈是一對“好兄弟”,攝影創(chuàng)作中根據(jù)攝影內(nèi)容需要相互配合,才能得到預(yù)期效果。

五、取景器

取景器是供攝影者觀察被攝景物,確定取景范圍的機構(gòu)。設(shè)置在機身上部便于觀看的部位?,F(xiàn)代照相機的取景器一般兼有測光、測距和指示光圈大小、快門速度等數(shù)據(jù)的顯示功能。

電子技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)碼照相機大部分采用LCD寬視角液晶屏的取景方式,有的液晶屏還可以旋轉(zhuǎn),極大地方便了攝影者創(chuàng)作的需要。

傳統(tǒng)膠片機械照相機的取景器分為旁軸取景器和同軸取景器兩大類。旁軸取景器的取景光路不通過照相機鏡頭,而是由一個單獨的光學(xué)系統(tǒng)完成的,因此存在視差現(xiàn)象。也就是取景范圍和實際拍攝的范圍不完全一樣?,F(xiàn)代中、高檔相機多采用同軸取景器,取景光路與攝影光路同用一個照相機鏡頭,不會產(chǎn)生視差現(xiàn)象。這種方式又稱為單鏡頭反光取景器。同軸取景器仍有不足之處,由于外界景物是通過一個45度的反光鏡折射到取景窗內(nèi)的。當快門開啟的瞬間,反光鏡彈起,使攝影光路到達了膠片平面,這時取景光路阻塞,取景器視場全部變黑,攝影者在這一瞬間看不到取景范圍,容易在動體攝影或較長時間曝光攝影時造成失誤。目前,國外已出現(xiàn)了克服這一缺點的新機種。采用固定式半透明、半反射的反光鏡,其中被攝景物的光線1/3反射到取景器用于取景,2/3 光線透過反光鏡,到達膠片平面上用于攝影曝光,而且不存在震動現(xiàn)象,拍攝中始終可以看到被攝景物。

單反專用外接液晶取景器

照相機的種類

照相機是光學(xué)、電子、機械三方面結(jié)合的綜合體,除了具備以上基本部件外,每架照相機都有各自的特點。少年朋友在了解照相機主要部件性能的基礎(chǔ)上,應(yīng)當更多地學(xué)習(xí)些新的照相機知識。選擇好適合自己需要的相機,并且熟練掌握手中的相機,才會在攝影創(chuàng)作中更好地發(fā)揮照相機的作用。

走進照相機商店,少年朋友一定會被琳瑯滿目的相機世界弄得眼花繚亂,不知選擇什么樣的相機更適合自己使用。這里向少年朋友簡單介紹選擇照相機應(yīng)該具備的常識,以便選擇適合自己使用的照相機。

目前,照相機的品種大致有兩類,一類是普遍使用的小型數(shù)碼照相機,俗稱“傻瓜”相機,一般價錢比較便宜。另一類是專業(yè)單反照相機。電子技術(shù)的不斷進步,數(shù)碼專業(yè)單反照相機已經(jīng)成為攝影工作者的主要機種。但是,由于傳統(tǒng)膠片攝影作品具有細膩、膠片寬容大、色彩還原逼真、照片細膩、色彩還原逼真,還可以放大制作等優(yōu)點,仍然是攝影工作者在特定題材創(chuàng)作時使用的機種。

一、小型數(shù)碼照相機

小型數(shù)碼照相機在照相機家族中是個“小弟弟”,俗稱“傻瓜”相機。由于該機輕巧、方便,受到普遍歡迎。這種相機的取景器采用LCD寬視角液晶屏的取景方式,安裝在機身后面。取景光路由一個單獨的取景光學(xué)系統(tǒng)完成,液晶屏明亮,直接可以觀察和選擇被攝景物。拍攝時,按動快門按鈕的聲音極輕。沒有機械式快門翻動快門的噪聲。小型數(shù)碼相機使用方便,操作簡單,常常是“咔嚓”一聲就能拍出較滿意的照片??梢詽M足少年朋友最初學(xué)習(xí)攝影的要求。隨著少年朋友攝影技藝逐步提高,這種“傻瓜”相機帶給少年朋友固定的程序模式就不能滿足少年朋友的需要了。況且,攝影是技藝的結(jié)合,選擇合適的光圈快門組合、營造不同的影調(diào)氣氛是攝影創(chuàng)作的主要手段。大凡優(yōu)秀的攝影家都喜歡用膠片攝影方式,人工調(diào)節(jié)操作相機來拍攝不同風(fēng)格的作品。

小型數(shù)碼照相機

二、專業(yè)單反照相機

電子技術(shù)飛速發(fā)展,專業(yè)數(shù)碼單反照相機實現(xiàn)了高度的全自動化,出現(xiàn)了自動調(diào)焦自動變焦等更為簡便操作方式的AF全自動相機。這種相機通過機內(nèi)發(fā)出的紅外線光束測量與被攝主體的距離,自動調(diào)焦驅(qū)動鏡頭調(diào)焦環(huán),達到正確調(diào)整聚實焦距的目的。操作時只需按快門,有的相機鏡頭還可以改變焦距,一般變焦范圍為28毫米至85 毫米,通過機內(nèi)微型馬達驅(qū)動,改變拍攝范圍的大小,大大方便了攝影者選擇畫面的需要。有的相機還根據(jù)攝影需要換用不同焦距的的鏡頭。完全改變了手動機械式相機的操作時的麻煩,把原來難度較大的操作變成了簡單的程序化方式。這種相機還具有自動白平衡、自動曝光、自動控制閃光燈自動除塵等功能,大大減輕了攝影者負擔。

傳統(tǒng)膠片單鏡頭反光相機根據(jù)攝影需要可以換用不同焦距的長焦距、廣角或變焦距鏡頭。這種相機以焦平面式快門居多??扉T速度現(xiàn)在已經(jīng)達到了1/8000秒至1 秒,并有長時間曝光用的“B” 門功能,完全可以滿足攝影創(chuàng)作的要求。

600萬級專業(yè)數(shù)碼相機

同學(xué)們學(xué)習(xí)攝影的過程是為了增長知識,增長知識的途徑主要是要通過動手動腦,同學(xué)們的著眼點應(yīng)該放掌握技能和提高創(chuàng)作水平上。有一架單鏡頭反光式相機當然是較為理想的,但從偏高的價格考慮,一時難以接受。在選擇相機時,我想,寧可少一點自動功能,也不能沒有基本的手動調(diào)節(jié)功能。多一些動手機會,才能在實踐中摸索、提高掌握知識和技能。建議同學(xué)們學(xué)習(xí)攝影最好使用具有手動功能的照相機。

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