第4單元-電視攝像技術(shù)-光學(xué)鏡頭的造型特性

電視攝像技術(shù)第一篇·工欲善其事，必先利其器光學(xué)鏡頭的造型特性一、鏡頭的光學(xué)特性攝像機(jī)鏡頭構(gòu)成：是由多片光學(xué)透鏡、光圈和鏡筒組成。與照相機(jī)鏡頭相比，在鏡頭右邊多了一個(gè)攝像握手，里面有電機(jī)，在握手上有對(duì)鏡頭電機(jī)進(jìn)行控制的多個(gè)按鈕。鏡頭的作用：形成光學(xué)圖像鏡頭的光學(xué)特性是指由其光學(xué)結(jié)構(gòu)所形成的物理性能。任何一個(gè)光學(xué)鏡頭的主要光學(xué)特性可由三個(gè)參數(shù)表示:即光學(xué)鏡頭的焦距、視場(chǎng)角和相對(duì)孔徑。一、焦距平行的直射光線(xiàn)穿過(guò)透鏡后在另一邊的光軸上匯聚成一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就稱(chēng)為焦點(diǎn)。從焦點(diǎn)至鏡頭中心的距離即為該鏡頭的焦距，鏡頭焦距的單位是毫米(mm)，如8mm鏡頭、25mm鏡頭、80mm鏡頭。攝像機(jī)的光電靶就處于焦平面上。按照鏡頭焦距的長(zhǎng)短，攝像機(jī)鏡頭可以分為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、長(zhǎng)焦距鏡頭和短焦距鏡頭(廣角鏡頭)。標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的長(zhǎng)短與攝像管光電靶面上的成像面積的對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度相同。專(zhuān)業(yè)電視攝像機(jī)光電靶面成像面積為15x20mm2，因此電視攝像機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距通常為25mm;焦距長(zhǎng)度大于像平面對(duì)角線(xiàn)的鏡頭，稱(chēng)為長(zhǎng)焦距鏡頭,如80mm;焦距長(zhǎng)度小于像平面對(duì)角線(xiàn)的鏡頭,稱(chēng)為短焦距鏡頭或廣角鏡頭,如8mm鏡頭。通過(guò)調(diào)節(jié)鏡頭內(nèi)部鏡頭組，使焦距發(fā)生變化的鏡頭，稱(chēng)為變焦距鏡頭。利用攝像機(jī)拍攝時(shí)，如果拍攝距離不變，鏡頭焦距愈長(zhǎng)，拍攝到的景物范圍越小，景物在畫(huà)面中的面積越人;鏡頭焦距愈短，拍攝到的景物范圍越大，景物在畫(huà)而中的面積越小。在電視攝像操作時(shí)，調(diào)焦是最基本的一項(xiàng)操作技術(shù)。通過(guò)調(diào)節(jié)鏡頭上的調(diào)焦環(huán)，使被攝物體的影像落在焦平而上，形成清晰的畫(huà)面。二、視場(chǎng)角鏡頭的視場(chǎng)角是用來(lái)表現(xiàn)攝像機(jī)鏡頭視場(chǎng)大小的參數(shù)，決定了能在感光器件上良好成像的空間范圍。視場(chǎng)角的大小約為成像面邊緣與鏡頭光心形成的夾角。光學(xué)鏡頭的視場(chǎng)角受鏡頭成像面尺寸和鏡頭焦距兩個(gè)因素的制約。在電視攝像制作中，直接影響視場(chǎng)角的是鏡頭焦距。CCD器件在拍攝時(shí)如果需要改變視場(chǎng)角的大小，一般只能通過(guò)改變鏡頭焦距的鏡頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。在成像面尺寸不變、拍攝距離相對(duì)固定的情況下：對(duì)象在畫(huà)面中的成像面積大小和背景范圍，鏡頭焦距越長(zhǎng)、視場(chǎng)角越小，攝像機(jī)鏡頭在焦平面上所能拍攝的清晰影像的范圍越小;鏡頭焦距越短、視場(chǎng)角越大，攝像機(jī)鏡頭在焦平面上所能拍攝的清晰影像的范圍越大。攝像機(jī)在同一距離上對(duì)同一被攝對(duì)象進(jìn)行拍攝時(shí)，使用不同焦距的鏡頭會(huì)改變其透視關(guān)系。廣角鏡頭的焦距一般都小于25mm。視場(chǎng)角一般處在600一1300之間。1300以上到2300之間的鏡頭被稱(chēng)為超廣角鏡頭.魚(yú)眼鏡頭也是廣角鏡頭的一種，但由于夸大了光學(xué)鏡頭變形，具有普通廣角鏡頭不具備的畫(huà)面特性。三、相對(duì)孔徑與光圈系數(shù)鏡頭的相對(duì)孔徑是指鏡頭的入射光孔直徑與焦距之比，說(shuō)明鏡頭接納光線(xiàn)的多少，決定攝像機(jī)的光電靶光照度和分辨率的重要因素。光圈是通過(guò)一組葉片調(diào)節(jié)鏡頭通光孔的大小，從而控制進(jìn)人鏡頭的光通量，控制焦平而的光照度。相對(duì)孔徑的倒數(shù)被稱(chēng)為光圈系數(shù)。焦平面照度和通光孔的面積大小成正比，即與相對(duì)孔徑的平方成正比。因此攝像機(jī)的鏡頭光圈系數(shù)以根號(hào)2的倍率遞進(jìn)，如1.4,2.2.8，4,5.6,8,11,16,22等。在快門(mén)不變的情況下光圈系數(shù)相差一檔，攝像機(jī)鏡頭的光通量變化一倍，曝光量相差一級(jí)，如將光圈從4調(diào)到5.6時(shí)，鏡頭光通量減少到原來(lái)的一半，曝光量減少一級(jí)。對(duì)攝像機(jī)鏡頭進(jìn)行光圈選擇，雖然表現(xiàn)為曝光控制這個(gè)技術(shù)問(wèn)題，但仍然需要攝像師積極思考?，F(xiàn)在的攝像機(jī)通常都有手動(dòng)光圈和自動(dòng)光圈兩種控制方式。自動(dòng)光圈是攝像機(jī)根據(jù)出廠(chǎng)設(shè)置，對(duì)畫(huà)面自動(dòng)測(cè)光，并使整個(gè)畫(huà)面亮度盡童保持在中灰亮度.完全是機(jī)械的、技術(shù)性的。若需要實(shí)現(xiàn)特殊的、有意識(shí)的藝術(shù)創(chuàng)作和光影表現(xiàn)，攝像師必須使用手動(dòng)光圈。面對(duì)復(fù)雜的光線(xiàn)環(huán)境必須采取手動(dòng)光圈。例如在大反差環(huán)境下，特別是主體與背景亮度差別過(guò)大，攝像機(jī)會(huì)出現(xiàn)曝光不準(zhǔn):主體亮背景暗時(shí)會(huì)曝光過(guò)度;主體暗背景亮?xí)r會(huì)曝光不足。在光影流動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)，采用自動(dòng)光圈，攝像機(jī)會(huì)隨著外界光線(xiàn)的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)光圈，使得畫(huà)面明暗閃爍，影響觀(guān)眾觀(guān)看。在暗背景前的自動(dòng)光圈效果(A)與手動(dòng)光圈效果(A)景深景深是指攝像機(jī)在拍攝時(shí)，能獲得清晰影像的前后范圍，在景深范圍之內(nèi)的影像都是清晰的，在景深范圍之外的影像都是不清晰的虛像。景深范圍受到光圈、焦距和拍攝距離的直接影響，在拍攝時(shí)。當(dāng)攝影鏡頭的焦距和物距不變時(shí)，光圈愈小（即光圈系數(shù)愈大），所攝畫(huà)面的景深愈大，前后景深范圍也就愈大；反之，光圈愈大（即光圈系數(shù)愈小），景深則愈小，前后景深的范圍也就愈小。當(dāng)攝影鏡頭的光圈和焦距不變時(shí)，物距越遠(yuǎn)，所攝畫(huà)面的景深越大，前后景深的范圍也就越大；反之，物距越近，景深則越小，前后景深的范圍也就越小。二、定焦距鏡頭一、標(biāo)準(zhǔn)鏡頭標(biāo)準(zhǔn)鏡頭主要是由兩個(gè)方面的因素決定的。一是鏡頭焦距與像平面對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度的比值，當(dāng)焦距近似等于像平面對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度時(shí)，則該鏡頭為攝像機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。二是以人眼正常情況下觀(guān)看物體的視角為依據(jù)，觀(guān)看物體時(shí)，一般人眼觀(guān)看物體的有效水平視場(chǎng)角為400-600，因此我們把視場(chǎng)角為500的鏡頭稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。攝像機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距為25mm。二、長(zhǎng)焦鏡頭長(zhǎng)焦距鏡頭又稱(chēng)為望遠(yuǎn)鏡頭、窄角鏡頭等，是指焦距大于25mm、視場(chǎng)角小于400的鏡頭。對(duì)攝像機(jī)的長(zhǎng)焦部分是指焦距大于25mm的部分,如焦距為40mm,80mm,120mm時(shí)的部分。1、長(zhǎng)焦距鏡頭的光學(xué)特點(diǎn)視角窄與標(biāo)準(zhǔn)鏡頭相比，長(zhǎng)焦距鏡頭視場(chǎng)角窄。鏡頭焦距越長(zhǎng)，視角越窄。由于攝像機(jī)鏡頭受到最近拍攝距離的限制，即在近于某一點(diǎn)時(shí)，無(wú)法調(diào)準(zhǔn)焦距。因此在拍攝特近物體或細(xì)小物體時(shí)，攝像師通常使用長(zhǎng)焦鏡頭，可以拍到較大的畫(huà)面影像。景深小在相同拍攝距離上使用相同光圈拍攝時(shí)，長(zhǎng)焦距拍攝的畫(huà)面景深比標(biāo)準(zhǔn)鏡頭拍攝的小。景深受光圈、拍攝距離和鏡頭焦距三個(gè)因素的綜合影響。在光圈值、拍攝距離不變的情況下焦距越長(zhǎng)景深越小。

當(dāng)光圈值為F4、拍攝距離為6m時(shí)，各種焦距鏡頭的景深壓縮現(xiàn)實(shí)縱向空間由于光學(xué)特點(diǎn)，長(zhǎng)焦距鏡頭能夠明顯壓縮縱深方向的現(xiàn)實(shí)空間，畫(huà)面的縱深感和空間感減弱，使畫(huà)面上呈現(xiàn)出的鏡頭前縱深方向上的景物與景物之間的距離減小。長(zhǎng)焦鏡頭的這種特性使縱深上的多層次景物有前后重疊、彼此更為接近的感覺(jué)。

2.長(zhǎng)焦距鏡頭的作用（1）遠(yuǎn)距離拍攝被攝主體，并且不影響被攝主體，具有自然、真實(shí)的畫(huà)面效果①被攝對(duì)象排斥攝像記者。②某些被攝人物由于接受采訪(fǎng)的機(jī)會(huì)不多或由于性格原因面對(duì)近距離、正對(duì)自己的攝像機(jī)鏡頭時(shí)，會(huì)過(guò)度緊張，下意識(shí)地表現(xiàn)出眼神漂移或神態(tài)僵硬，甚至出現(xiàn)說(shuō)話(huà)不連貫、語(yǔ)言表達(dá)不流暢的失常狀態(tài)。③與被攝對(duì)象接近的范圍和距離受到限制。(2)畫(huà)而畸變及像差較小，適合表現(xiàn)被攝主體較小景別的畫(huà)而，擅長(zhǎng)對(duì)人物面部的描寫(xiě)長(zhǎng)焦距鏡頭產(chǎn)生的畸變現(xiàn)象較輕微，能夠較為準(zhǔn)確而客觀(guān)地還原出物體水平線(xiàn)條和垂直線(xiàn)條，同時(shí)稍微地壓縮空間使人臉顯得似乎更接近現(xiàn)實(shí)生活中人進(jìn)行觀(guān)看的習(xí)慣，一般不會(huì)出現(xiàn)對(duì)人物形象的丑化，能使被攝主體的臉部特征清晰、具有親近感。

(3)拉近縱向景物之間的距離，使畫(huà)面形象飽滿(mǎn)、緊湊，有利于烘托環(huán)境氣氛.例如：用長(zhǎng)焦拍攝大街上熙熙攘攘的車(chē)流或人流，能體現(xiàn)一種擁擠熱鬧的氣氛。(4)可以造成明顯虛實(shí)結(jié)合的畫(huà)面效果①可以利用固定焦點(diǎn)和小景深，形成被攝對(duì)象虛一實(shí)一虛的變化②虛化的空間由于視覺(jué)表現(xiàn)模糊，這種心理狀態(tài)往往是攝像師的有力表現(xiàn)工具，攝像師可以用這種手法引導(dǎo)觀(guān)眾的注意力。③利用長(zhǎng)焦距鏡頭創(chuàng)造虛焦點(diǎn)畫(huà)面，即有意將被攝主體放在焦點(diǎn)之外，使被攝主體虛化。④可以用調(diào)整焦點(diǎn)的拍攝方法實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景轉(zhuǎn)換。分為虛出、虛入兩種。(5)產(chǎn)生人眼不常見(jiàn)的畫(huà)面效果，形成視覺(jué)沖擊，進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)作。(6)改變運(yùn)動(dòng)速度，調(diào)整觀(guān)看節(jié)奏長(zhǎng)焦距鏡頭在表現(xiàn)運(yùn)動(dòng)主體時(shí)，可以加強(qiáng)橫向運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)感、減弱縱向運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)感。

3.長(zhǎng)焦距鏡頭拍攝應(yīng)注意的問(wèn)題長(zhǎng)焦距鏡頭的景深較小，因此在拍攝過(guò)程中焦點(diǎn)必須精確調(diào)焦。特別是當(dāng)拍攝距離較近、光圈較大、畫(huà)面反差較小時(shí)，這種現(xiàn)象更為明顯由于長(zhǎng)焦距鏡頭視場(chǎng)角窄，拍攝過(guò)程中攝像機(jī)的稍微顫動(dòng)都將會(huì)引起畫(huà)面的抖動(dòng)

三、廣角鏡頭凡是焦距比標(biāo)準(zhǔn)鏡頭短的鏡頭我們稱(chēng)為廣角鏡頭。廣角鏡頭又稱(chēng)短焦距鏡頭，它的視場(chǎng)角大于600。相對(duì)于攝像機(jī)上的變焦距鏡頭而言就是指焦距小于250的那一段鏡頭，如10mm,16mm鏡頭。廣角鏡頭的水平視場(chǎng)角一般在600-1300之間，視場(chǎng)角在1300-2300稱(chēng)為超廣角鏡頭。1.廣角鏡頭的光學(xué)特性(1)視角寬(2)景深大廣角鏡頭能夠展現(xiàn)縱深方向上較大范圍內(nèi)的景物，即用廣角鏡頭拍攝的畫(huà)面能夠清晰地展現(xiàn)處于相對(duì)較遠(yuǎn)距離上的不同層次的景物。(3)有較明顯的光學(xué)畸變(4)空間透視感強(qiáng)

2.廣角鏡頭的作用(1)有利于擴(kuò)展空間，近距離表現(xiàn)大范圍景物，可以展現(xiàn)被攝主體全景及其所處的環(huán)境(2)廣角鏡頭景深大、拍攝范圍廣，可以對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行多層次的表現(xiàn)，增加畫(huà)面的信息量(3)廣角鏡頭拍攝范圍廣、景深大，可以快速調(diào)焦或取景(4)利用光學(xué)畸變和透視夸張的效果進(jìn)行藝術(shù)化創(chuàng)作(5)改變被攝主體運(yùn)動(dòng)速度，調(diào)整運(yùn)動(dòng)節(jié)奏

(6)廣角鏡頭便于肩扛拍攝，與長(zhǎng)焦鏡頭比較，畫(huà)面易于平穩(wěn)，清晰度高3.廣角鏡頭拍攝時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題(1)注意廣角鏡頭的光學(xué)畸變和夸張透視的特點(diǎn)。拍攝人物有丑化效果。(2)廣角鏡頭表現(xiàn)較為開(kāi)闊的空間時(shí)，畫(huà)平面上直線(xiàn)條都必須仔細(xì)經(jīng)營(yíng)。第三節(jié)變焦鏡頭變焦距鏡頭是一種可連續(xù)變換焦距的鏡頭，它由多組透鏡組組成。變焦鏡頭的光學(xué)原理是通過(guò)鏡筒的變焦環(huán)，移動(dòng)活動(dòng)鏡片組，改變鏡片組之間的距離，實(shí)現(xiàn)鏡頭焦距在較大幅度內(nèi)的自由調(diào)節(jié)。調(diào)焦組：使一定距離的拍攝物清晰地成像在攝像器件上。變焦組：鏡片的移動(dòng)可改變鏡頭的焦距，即改變圖像的放大率。一般變焦距鏡頭的變焦倍數(shù)可達(dá)12～22倍。補(bǔ)償組：在變焦距時(shí)與變焦組鏡片按一定規(guī)律同時(shí)移動(dòng)，可保證成像面的位置不變，即保證變焦距時(shí)圖像清晰度不變。固定組：（又稱(chēng)移像組）可將鏡頭的成像面后移一段距離，以便在鏡頭與攝像器件之間安裝分光系統(tǒng)。固定組內(nèi)還可以安裝擴(kuò)展鏡（倍率鏡），其作用是增大圖像的放大率。專(zhuān)業(yè)攝像機(jī)鏡頭上有兩種調(diào)節(jié)焦距的方式。一種是電動(dòng)變焦，在按下變焦鈕后，鏡頭在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下平衡地變焦，按下的力量越大，變焦速度越快;另一種是用手動(dòng)變焦，在這種狀態(tài)下，鏡頭筒受到很小的阻尼，可以迅速地變焦，產(chǎn)生強(qiáng)烈的視覺(jué)效果。一、變焦鏡頭造型表現(xiàn)上的優(yōu)勢(shì)和作用1.變焦距鏡頭具有不同焦距定焦鏡頭的表現(xiàn)功能2.形成平穩(wěn)的推拉效果3.電動(dòng)變焦或手動(dòng)變焦產(chǎn)生的景別變化、畫(huà)面運(yùn)動(dòng)和畫(huà)面節(jié)奏，可以調(diào)整觀(guān)眾的視線(xiàn)和