鄒城市兗礦第一中學(xué)
靖偉偉 2011年7月21日 00:59
五月份濟寧組織的美術(shù)教師模塊培訓(xùn)，本人參加了攝影攝像模塊的培訓(xùn)。這里給大家簡單介紹一下數(shù)碼相機，語言比較啰嗦，力爭對于數(shù)碼相機完全沒有什么了解的人也能看得懂。另外，本人水平有限，數(shù)碼相機的相關(guān)概念又多，我只能挑一些相對重要的概念解釋一下。還有就是同樣因為本人水平有限，不對的地方，希望大家指正：
一、焦距
焦距決定鏡頭視角的大小，焦距越小視角越大，越適合拍大場景，反之焦距越大，視角越小，越適合拍攝遠處的景物。為了更好理解引用網(wǎng)上的一幅用來說明各焦距下全畫幅鏡頭視角的圖片：
注：對于APS-C畫幅相機，圖中焦距相當(dāng)于等效焦距，即鏡頭標(biāo)注焦距乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)1.5之后的值（佳能相機為1.6）。
如果覺得這幅圖還是不夠形象的話，可以看下面這個例子，平舉相機拍一個人的全身像（高度按2米計算，因為拍人不可能正好讓人頭腳頂?shù)秸掌纳舷逻吘?，為了美觀要有一定的空余空間），根據(jù)鏡頭視角可以計算出不同焦距下相機需要距離被拍攝者的距離（大約值）：
焦距 距離
24mm 2m
35mm 3m
50mm 4m
85mm 7m
100mm 8.5m
200mm 17m
300mm 25m
400mm 33m
600mm 50m
關(guān)于鏡頭焦距的補充說明：
1.變焦倍數(shù)：
有的人認為變焦倍數(shù)大的鏡頭就能拍的更遠，其實這是一個誤區(qū)，變焦倍數(shù)大并不等于就一定能拍的更遠，而是鏡頭的鏡頭最大焦距越大拍的越遠?？纯醋兘贡稊?shù)的定義就明白了，所謂變焦倍數(shù)指的是鏡頭的最大焦距除以最小焦距得出的數(shù)值，而一個鏡頭如果廣角端焦距很小，即便長焦端焦距不是很大也可以獲得比較大的變焦倍數(shù)。舉個例子：比如有兩個鏡頭分別是5倍變焦的24mm-120mm和4倍變焦的35mm-140mm，誰遠攝能力更強？是擁有更長的最大焦距的140mm焦距的4倍變焦鏡頭而非那個5倍變焦的鏡頭。因此有多大的變焦倍數(shù)只是表明鏡頭的變焦范圍，變焦倍數(shù)更大鏡頭不一定就能拍的更遠。
2.關(guān)于各焦距適用范圍：
對于50mm焦距的鏡頭常被稱作標(biāo)準鏡，與人的一只眼睛所看的視角相仿，焦距小于比標(biāo)準鏡焦距的鏡頭被稱為廣角鏡適合拍大場面的場景，如各類風(fēng)景照。35mm焦距的視角與人雙眼視角相仿，而28mm與24mm為常見鏡頭的最小廣角端焦距，一些專業(yè)廣角鏡頭焦距會更小。擁有比標(biāo)準鏡更長焦距的鏡頭被稱作長焦鏡或望遠鏡，85mm常用于拍攝全身人像，105mm常用于拍攝七分身人像，135mm焦距常用于拍攝半身人像或特寫，更長的焦距則用來拍攝一些距離相機較遠的景物。
3.長焦端的背景壓縮效應(yīng)：
上圖以短焦距在近處拍攝，下圖以長焦距在遠處拍攝，雖然被拍攝的物體在畫面中成像是等大的，但是畫面所呈現(xiàn)的背景卻是不同的。
4.實際焦距與等效焦距：
焦距的大小除了影響視角的大小外，它還影響拍照時背景虛化的能力，確切的說是實際焦距的大小在直接影響著拍照時背景虛化的能力。使用越大的實際焦距拍攝越能產(chǎn)強烈的背景虛化效果。那么什么是實際焦距呢？數(shù)碼相機鏡頭上標(biāo)注的焦距信息就為實際焦距，但廠商會同時在產(chǎn)品說明中寫明此鏡頭使用時的等效焦距為多少。
比如數(shù)碼相機松下LX5鏡頭的標(biāo)注：
f=5.1 - 19.2毫米(相當(dāng)于35毫米的24 - 90毫米)
即鏡頭實際焦距為5.1mm - 19.2mm，等效焦距為24mm - 90mm。
為什么鏡頭會有等效焦距與實際焦距之分呢？
先來看看不同畫幅感光芯片面積大小的比例：
實際焦距相同的鏡頭用在不同畫幅的相機上時，取景的范圍是不同的，現(xiàn)舉例如下：
右邊紅框表示全畫幅感光芯片，左邊表示它的取景范圍；右邊綠框表示APS-C畫幅感光芯片，左邊表示它的取景范圍：右邊藍框表示LX5相機的感光芯片，左邊表示它的取景范圍。由圖可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)相機鏡頭的實際焦距一樣的時候，它的取景范圍與感光芯片畫幅有關(guān)：
全畫幅相機感光芯片面積/其他畫幅相機感光芯片面積=全畫幅相機取景范圍/其他畫幅相機取景范圍
實際上使用同樣焦距鏡頭的其他拍照時等于是將全畫幅相機拍出的照片的一個裁切。
這樣鏡頭的實際焦距就不能確切的反映不同相機的取景范圍了，為了便于表示，引入了等效焦距的概念，等效焦距相同的相機拍照時的取景范圍就是相同的。
等效焦距=實際焦距x等效系數(shù)
此等效系數(shù)為全畫幅相機感光芯片面積（確切的說是135相機底片的面積）與相機實際感光芯片面積的比值。
全畫幅相機、APS-C畫幅相機與LX5等效焦距一樣時的拍照取景情況
5.最近對焦距離與放大倍率
不同的鏡頭最近對焦距離不同，微距鏡的最近對焦距離可能只有幾厘米，而長焦鏡的最近對焦距離可能超過一米。這里還有一個大家會常常理解錯誤的地方，那就是并不是對焦距離越近的鏡頭越能將微小物體拍得更大，而是鏡頭的放大倍率越大越能將微小的物體拍的更大。雖然確實鏡頭移得越近被拍攝物體在在畫面上成像越大，而最近對焦距離較遠的鏡頭顯然無法將被攝物體移得離鏡頭太近。但是由于鏡頭設(shè)計的不同，會出現(xiàn)有的鏡頭雖然最近最近對焦距離不是那么近，但是卻可以把物體拍的比比它最近對焦距離更近的鏡頭還大的情況。于是這就有了放大倍率的說法，放大倍率指的是鏡頭在最近對焦距離拍攝一個和相機感光芯片一樣大的物體時，此物體實際大小與它在感光芯片面積上成像大小的比值。一般的鏡頭放大倍率大約在0.2:1到0.3:1之間這個樣，而微距鏡的放大倍率可以達到1:1。
結(jié)論：
鏡頭等效焦距決定相機取景的大小，實際焦距決定拍照時背景虛化的能力。
這是一張單反鏡頭用來演示背景虛化能力的官方樣張，由于普通DC實際焦距都很小，所以很難拍出這種效果，這也是普通DC與單反相機最大的不同之處。但是普通DC如果拍攝離鏡頭很近的小物件的時也一樣可以產(chǎn)生較強烈的背景虛化效果：
二、光圈
1.光圈值定義：
光圈值=光圈孔徑直徑大小/焦距
實際為了使用方便，一般寫作：
f（光圈值）=1:焦距/光圈孔徑直徑大小
例如有一個焦距為35mm的鏡頭，光圈孔徑直徑大小為17.5mm，那么它的光圈大小為：
f=17.5/35=1:2
標(biāo)注為f=1:2，有時也會簡略的標(biāo)注為f/2或f2。
一般說起光圈值的大小的時候會省略分子1，只提分母的大小，所以此時數(shù)值越大反而光圈越小。如，f1.4要大于f2，因為實際的數(shù)值應(yīng)為f=1:1.4與f=1:2。
解釋完光圈數(shù)值的由來，那么光圈有什么用呢？
光圈就像瞳孔，通過改變其孔徑大小可以用來控制鏡頭的通光量。這樣在較亮的場景里，可以通過減少通光量而不至于拍出畫面一片白，丟失畫面細節(jié)的即曝光過度的照片；在較暗的場景里，可以通過增加通光量不至于拍出畫面一片黑，丟失畫面細節(jié)的即曝光不足的照片。
各種曝光情況示意圖：
曝光不足 曝光正確 曝光過度
2.恒定最大光圈與非恒定最大光圈：
一般鏡頭的光圈是可變的，而且鏡頭的最小光圈都比較小，所以談?wù)撶R頭光圈大小時，常說的是鏡頭可使用的最大光圈。恒定最大光圈比較好理解，就是對于變焦鏡頭，在各個焦段可以使用的最大光圈是一樣的。對于非恒定最大光圈就是對于變焦鏡頭，在各個焦段可以使用的最大光圈是不同的，隨著鏡頭所使用焦距的增大，可以使用的最大光圈會減小。這就造成了往往在許多的焦距上，非恒定最大光圈鏡頭可以使用的最大光圈要比恒定最大光圈鏡頭小。
那么為什么不把鏡頭都做成恒定最大光圈的鏡頭呢？
根據(jù)光圈值定義可知，相同的光圈值在不同的焦距時它的光圈孔徑的大小是不同的，在鏡頭變焦為更大的焦距的時候只有隨之增加光圈孔徑的大小才能保證光圈值不變。而實際上非恒定最大光圈的鏡頭就是個最大光圈孔徑不變（或變化較?。┑溺R頭，所以它在焦距增加的時候最大光圈會變小。
因此恒定最大光圈鏡頭相對于非恒定最大光圈鏡頭結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，制造更為困難，成本也更高。另外要實現(xiàn)恒定最大光圈，鏡頭的體積要做得更大，重量也會相應(yīng)的增加，在便攜性方面恒定最大光圈鏡頭不如非恒定最大光圈鏡頭。基于這兩方面原因于是便有了恒定最大光圈與非恒定最大光圈這兩種鏡頭。
注：非恒定最大光圈鏡頭光圈值表示方法為一個多少到多少的范圍值，如下圖中1:4.0-5.6即為鏡頭全程變焦過程中可用的最大光圈值。
總結(jié)：
光圈的大小除了控制鏡頭的通光量外，另一個重要作用是和焦距一樣，它能影響照片的景深，光圈越大拍照時景深越淺。簡單的說越大的光圈越適合在低照度環(huán)境拍照，擁有越強的背景虛化能力。所以光圈值是一個體現(xiàn)鏡頭素質(zhì)的重要指標(biāo)，專業(yè)鏡頭的最大光圈值常為1/2.8或者更大，如1/2.0、1/1.4等等。但光圈值不是相機鏡頭唯一的技術(shù)指標(biāo)，高質(zhì)量的鏡頭除了擁有更大的光圈外，還擁有更銳利的成像、更鮮艷的色彩、更強的抗眩光效果等等。
三、快門
相機快門的參數(shù)為一個時間值，用來設(shè)定相機感光芯片的感光時間。對于拍攝快速移動的物體要使用較高的快門速度來避免由于物體移動而導(dǎo)致的畫面模糊，另外更高的快門速度還有助于減輕手持相機時手部的抖動導(dǎo)致畫面模糊的不利影響。而慢速快門則用來拍攝一些特殊效果（用從網(wǎng)上找來的部分照片作為示例說明）：
絲綢狀流水（一般此種拍攝需要在鏡頭前加裝減光鏡才能實現(xiàn)，因為當(dāng)光線強烈時，即便將光圈調(diào)整到最小也很難讓相機使用個較長的快門時間而不至于曝光過度）
虛化走動的人群（曝光時間足夠長的話還可以達到基本消除移動人影的效果）
行駛的汽車燈光形成的特殊光影
不過快門的速度不是可以隨時任意設(shè)定的，它和光圈值一樣，不同的設(shè)定會影響照片的曝光度，快門速度越快，感光芯片感光時間越短，在同樣光照度的場景中畫面越暗；反之，快門速度越慢，感光芯片感光時間越長，在同樣光照度的場景中畫面越亮。而太亮或者太暗的話就會造成畫面曝光過度或不足。
關(guān)于快門的補充說明：
1.安全快門
在手持相機進行拍照的時候，由于手部的抖動會使相機視角晃動造成成像模糊，而當(dāng)使用越長的焦距拍照時，這種由于手部的抖動對畫面的不利影響越明顯。所以為了保證能拍出清晰的畫面，一般來講手持相機在某個焦距進行拍照時，快門速度不應(yīng)低于某個值。安全快門是一個沿襲至光學(xué)相機時代的概念，由于數(shù)碼相機感光芯片面積大小不同，進而導(dǎo)致實際焦距也不同，所以對于是否還存在一個具有普遍適用的安全快門值，應(yīng)該為多少，還是一個比較有爭議的問題。不過安全快門本來就是一個大約值，而且某種程度上還因人而異，所以一般可以粗略的以實際焦距二倍的倒數(shù)為準（如：使用50mm實際焦距的鏡頭拍照時，安全快門大約為1/100秒），如果想要沖印大圖的話可以將此快門速度再提高兩檔或是借助相機的防抖功能，在大多數(shù)情況下具有防抖功能的相機開啟防抖后都可以將安全快門速度降低兩檔甚至更多。
注：當(dāng)使用三角架拍攝照片時應(yīng)關(guān)閉相機防抖功能，在使用相機的三角架拍攝照片時相機的防抖功能反而會對成像造成不利影響。
2.B 門快門
單反相機才具有的功能，即不限時的長時間曝光，按住快門按鈕后只要手不松開，快門就會一直處于開啟狀態(tài)，相機感光芯片持續(xù)感光，當(dāng)手松開后快門關(guān)閉，曝光結(jié)束。另外可以使用快門線配件來更方便的使用B門快門，快門線上有個可搬動開關(guān)可以用來控制快門的開啟和關(guān)閉，省去了長時間曝光手需要一直按著相機快門按鈕的麻煩，甚至有的快門線還帶有可以設(shè)定曝光時間的定時曝光功能。
四、ISO值
ISO值表示底片的感光度，即光敏感度。ISO值越高的底片，所需要達到正確曝光所需要的光量更少，因此這樣的底片往往可以使用更高的快門速度完成拍攝，或者拍攝夜景成像時可以獲得更高的亮度。數(shù)碼相機沒有底片，只有一個不可更換的感光芯片，但是它也有ISO調(diào)解功能來模擬光學(xué)相機更換底片不同ISO值的底片。不過和光學(xué)相機一樣，ISO值越高越會造成畫面劣化。不同相機可以使用的ISO值范圍不同，一般都是從ISO 100（也有一些少數(shù)相機最小ISO值不到100）開始成倍的增長，如：ISO 100、ISO 200、ISO 400、ISO 800、ISO 1600......但是最高ISO值不同有的高些，有的則沒有那么高，但是太高的ISO值會使畫面嚴重的劣化，使用的意義不大。也因此只有通過調(diào)整光圈或者快門速度仍舊無法達到正確曝光或者自己想要的畫面效果的情況下才應(yīng)該調(diào)整ISO值，一般情況下盡量不要提高相機的ISO值。
來自于網(wǎng)上的佳能單反相機550D各ISO值成像效果圖：
I
SO 100 ISO 200 ISO 400 ISO 800
ISO 1600 ISO 3200 ISO 6400 ISO 12800
不同的相機在相同的ISO值時成像的質(zhì)量是不同的，有的人認為感光芯片面積越大的相機在高ISO成像時畫面質(zhì)量越好，但其實并不是這樣的，而是單個感光元件的面積越大的相機，它在高ISO值成像時質(zhì)量越好。這該怎么理解，舉個例子：比如有兩個相機A和B，A的感光芯片面積為1平方厘米，B為2平方厘米，而A的總象素為分別為300萬像素，B為1200萬像素，B的感光芯片面積比A大，但是B的單個感光元件的面積為2平方厘米除以1200小于A的1平方厘米除以300，所以B的高ISO值成像質(zhì)量不如A。
當(dāng)然除了單個感光元件面積的大小，感光元件的制造技術(shù)也影響高ISO值拍照的成像質(zhì)量，隨著感光元件制造水平的提高，感光芯片在高ISO時的成像質(zhì)量越來越好，最高ISO值也在不斷的提高。另外，現(xiàn)在許多相機廠商為了讓自己生產(chǎn)的相機在高ISO時拍出的照片看起來畫面更好，它會在相機里對照片進行降噪處理，雖然這樣會使照片在高ISO值時看起來更好，但是降噪處理是個會使照片損失畫面細節(jié)的操作，運用不同的降噪處理方法后，畫面獲得的改善效果與畫面細節(jié)損失量都不同，所以相機的高ISO拍攝效果除了相機所使用的感光芯片外還與它所使用的降噪算法有關(guān)。
大體上講單反相機因為擁有與普通相機總像素接近但是面積要大得多的感光芯片，所以它在夜景成像上要比普通相機好很多，而更大的感光芯片面積也有助于提高相機的成像質(zhì)量，這也是單反與普通相機比，除了有更大的實際焦距外，另一個大的區(qū)別之處。
五、EV值
1.EV值概念
EV值，即曝光值，量化了的不同EV值正好對應(yīng)各個不同的光照度環(huán)境，在光照度不同的環(huán)境里都有一個與之對應(yīng)的可以使相機獲得正確曝光的EV值。在以前相機還沒有自動測光的裝置的年代，攝影師需要自己估計在不同光照度的環(huán)境里應(yīng)該使用的EV值是多少，然后在依據(jù)EV值設(shè)定相機的拍攝參數(shù)（光圈、快門、ISO值等）。
首先來看個轉(zhuǎn)自維基百科的表格：
不同場景下的曝光值(當(dāng)ISO值為100時)
光線條件EV100
日光
強烈陽光下的明亮沙灘和雪景（陰影很清晰）16
強烈陽光下的一般場景（陰影很清晰）15
朦朧日光下的一般場景（陰影柔和）14
明亮陰天下的一般場景（沒有陰影）13
非常陰沉的一般場景12
強烈陽光下四周無遮擋的陰影區(qū)12
戶外，自然光
彩虹
晴朗的天空背景15
多云的天空背景14
日落和天際
日落前一刻12–14
日落時12
日落后一刻9–11
月亮,緯度 > 40°
滿月15
凸月14
四分之一月13
月牙12
月光，月亮在緯度40°以上
滿月?3 to ?2
凸月?4
四分之一月?6
北極光和南極光
明亮的?4 to ?3
一般的?6 to ?5
不同場景下的曝光值(當(dāng)ISO值為100時)
光線條件 EV100
室外，人工光源
霓虹燈或其他明亮標(biāo)志9–10
夜間體育運動9
火焰和起火的建筑9
明亮的街景8
街道夜景和櫥窗7–8
夜晚車流5
集市和娛樂公園7
圣誕樹4–5
泛光燈照明的建筑、紀念碑和噴泉3–5
亮燈建筑的遠景2
室內(nèi)，人工光源
畫廊8–11
體育賽事,舞臺等等8–9
泛光燈照明的馬戲團8
泛光燈照明的冰雕9
辦公室及工作場所7–8
民居內(nèi)部5–7
圣誕樹4–5
2.EV值與光圈值、快門速度、ISO值的對應(yīng)關(guān)系
當(dāng)環(huán)境的光照度相差一倍時，EV值相差1，在相機光圈值為1.0，快門速度為1秒鐘，ISO值為100的時候，EV值記為0，當(dāng)光圈縮小一檔EV值加上1，當(dāng)快門速度提高一倍EV值同樣加上1，當(dāng)ISO值提高一檔時EV值減去1。根據(jù)以上定義，于是便有了下表（當(dāng)ISO值固定為100時）：
不同曝光值對應(yīng)光圈和快門參數(shù)（橫坐標(biāo)為光圈值，縱坐標(biāo)為快門時間）
1.0 1.4 2.0 2.8 4.0 5.6 8.0 11 16 22 32 45
30 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6
15 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7
8 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8
4 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1/2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1/4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
1/8 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1/15 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1/30 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1/60 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1/125 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1/250 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
1/500 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1/1000 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
1/2000 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
1/8000 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
另外了為能夠更精確的控制曝光，實際上數(shù)碼相機在兩檔光圈值或快門速度間還插入了兩個三分之一級數(shù)的可設(shè)定值。為了簡便，上表中只列出調(diào)整后會使曝光值可適應(yīng)環(huán)境亮度相差一倍的幾檔正極數(shù)。還有就是不是所有相機都可以使用表中所有參數(shù)，一般高檔的相機可以使用更快的快門速度，而高檔的鏡頭往往擁有更大的最大光圈。 普通相機鏡頭的最大光圈大都為2.8，而單反等專業(yè)相機入門鏡頭最大光圈為3.5，專業(yè)鏡頭為2.8甚至更更大。而對于最高快門速度，普通相機一般為1/1000或1/2000秒，而單反相機一般能達到1/4000或1/8000秒。
