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。與照相機鏡頭相比，在鏡頭右邊多了一個攝像握手，里面有電機，在握手上有對鏡頭電機進行控制的多個按鈕。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。任何一個光學(xué)鏡頭的主要光學(xué)特性可由三個參數(shù)表示:即光學(xué)鏡頭的焦距、視場角和相對孔徑。一、焦距平行的直射光線穿過透鏡后在另一邊的光軸上匯聚成一點，這個點就稱為焦點。從焦點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。攝像機的光電靶就處于焦平面上。按照鏡頭焦距的長短，攝像機鏡頭可以分為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、長焦距鏡頭和短焦距鏡頭(廣角鏡頭)。標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的長短與攝像管光電靶面上的成像面積的對角線長度相同。專業(yè)電視攝像機光電靶面成像面積為15x20mm2，因此電視攝像機的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距通常為25mm;焦距長度大于像平面對角線的鏡頭，稱為長焦距鏡頭,如80mm;焦距長度小于像平面對角線的鏡頭,稱為短焦距鏡頭或廣角鏡頭,如8mm鏡頭。通過調(diào)節(jié)鏡頭內(nèi)部鏡頭組，使焦距發(fā)生變化的鏡頭，稱為變焦距鏡頭。利用攝像機拍攝時，如果拍攝距離不變，鏡頭焦距愈長，拍攝到的景物范圍越小，景物在畫面中的面積越人;鏡頭焦距愈短，拍攝到的景物范圍越大，景物在畫而中的面積越小。在電視攝像操作時，調(diào)焦是最基本的一項操作技術(shù)。通過調(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，形成清晰的畫面。二、視場角鏡頭的視場角是用來表現(xiàn)攝像機鏡頭視場大小的參數(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)鏡頭的視場角受鏡頭成像面尺寸和鏡頭焦距兩個因素的制約。在電視攝像制作中，直接影響視場角的是鏡頭焦距。CCD器件在拍攝時如果需要改變視場角的大小，一般只能通過改變鏡頭焦距的鏡頭來實現(xiàn)。在成像面尺寸不變、拍攝距離相對固定的情況下：對象在畫面中的成像面積大小和背景范圍，鏡頭焦距越長、視場角越小，攝像機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、視場角越大，攝像機鏡頭在焦平面上所能拍攝的清晰影像的范圍越大。攝像機在同一距離上對同一被攝對象進行拍攝時，使用不同焦距的鏡頭會改變其透視關(guān)系。廣角鏡頭的焦距一般都小于25mm。視場角一般處在600一1300之間。1300以上到2300之間的鏡頭被稱為超廣角鏡頭.魚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面特性。三、相對孔徑與光圈系數(shù)鏡頭的相對孔徑是指鏡頭的入射光孔直徑與焦距之比，說明鏡頭接納光線的多少，決定攝像機的光電靶光照度和分辨率的重要因素。光圈是通過一組葉片調(diào)節(jié)鏡頭通光孔的大小，從而控制進人鏡頭的光通量，控制焦平而的光照度。相對孔徑的倒數(shù)被稱為光圈系數(shù)。焦平面照度和通光孔的面積大小成正比，即與相對孔徑的平方成正比。因此攝像機的鏡頭光圈系數(shù)以根號2的倍率遞進，如1.4,2.2.8，4,5.6,8,11,16,22等。在快門不變的情況下光圈系數(shù)相差一檔，攝像機鏡頭的光通量變化一倍，曝光量相差一級，如將光圈從4調(diào)到5.6時，鏡頭光通量減少到原來的一半，曝光量減少一級。對攝像機鏡頭進行光圈選擇，雖然表現(xiàn)為曝光控制這個技術(shù)問題，但仍然需要攝像師積極思考?，F(xiàn)在的攝像機通常都有手動光圈和自動光圈兩種控制方式。自動光圈是攝像機根據(jù)出廠設(shè)置，對畫面自動測光，并使整個畫面亮度盡童保持在中灰亮度.完全是機械的、技術(shù)性的。若需要實現(xiàn)特殊的、有意識的藝術(shù)創(chuàng)作和光影表現(xiàn)，攝像師必須使用手動光圈。面對復(fù)雜的光線環(huán)境必須采取手動光圈。例如在大反差環(huán)境下，特別是主體與背景亮度差別過大，攝像機會出現(xiàn)曝光不準(zhǔn):主體亮背景暗時會曝光過度;主體暗背景亮?xí)r會曝光不足。在光影流動的現(xiàn)場，采用自動光圈，攝像機會隨著外界光線的變化自動調(diào)節(jié)光圈，使得畫面明暗閃爍，影響觀眾觀看。在暗背景前的自動光圈效果(A)與手動光圈效果(A)景深景深是指攝像機在拍攝時，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。當(dāng)攝影鏡頭的焦距和物距不變時，光圈愈?。垂馊ο禂?shù)愈大），所攝畫面的景深愈大，前后景深范圍也就愈大；反之，光圈愈大（即光圈系數(shù)愈?。?，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，物距越遠(yuǎn)，所攝畫面的景深越大，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)鏡頭主要是由兩個方面的因素決定的。一是鏡頭焦距與像平面對角線長度的比值，當(dāng)焦距近似等于像平面對角線長度時，則該鏡頭為攝像機的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。二是以人眼正常情況下觀看物體的視角為依據(jù)，觀看物體時，一般人眼觀看物體的有效水平視場角為400-600，因此我們把視場角為500的鏡頭稱為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。攝像機的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距為25mm。二、長焦鏡頭長焦距鏡頭又稱為望遠(yuǎn)鏡頭、窄角鏡頭等，是指焦距大于25mm、視場角小于400的鏡頭。對攝像機的長焦部分是指焦距大于25mm的部分,如焦距為40mm,80mm,120mm時的部分。1、長焦距鏡頭的光學(xué)特點視角窄與標(biāo)準(zhǔn)鏡頭相比，長焦距鏡頭視場角窄。鏡頭焦距越長，視角越窄。由于攝像機鏡頭受到最近拍攝距離的限制，即在近于某一點時，無法調(diào)準(zhǔn)焦距。因此在拍攝特近物體或細(xì)小物體時，攝像師通常使用長焦鏡頭，可以拍到較大的畫面影像。景深小在相同拍攝距離上使用相同光圈拍攝時，長焦距拍攝的畫面景深比標(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景深越小。

當(dāng)光圈值為F4、拍攝距離為6m時，各種焦距鏡頭的景深壓縮現(xiàn)實縱向空間由于光學(xué)特點，長焦距鏡頭能夠明顯壓縮縱深方向的現(xiàn)實空間，畫面的縱深感和空間感減弱，使畫面上呈現(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。

2.長焦距鏡頭的作用（1）遠(yuǎn)距離拍攝被攝主體，并且不影響被攝主體，具有自然、真實的畫面效果①被攝對象排斥攝像記者。②某些被攝人物由于接受采訪的機會不多或由于性格原因面對近距離、正對自己的攝像機鏡頭時，會過度緊張，下意識地表現(xiàn)出眼神漂移或神態(tài)僵硬，甚至出現(xiàn)說話不連貫、語言表達(dá)不流暢的失常狀態(tài)。③與被攝對象接近的范圍和距離受到限制。(2)畫而畸變及像差較小，適合表現(xiàn)被攝主體較小景別的畫而，擅長對人物面部的描寫長焦距鏡頭產(chǎn)生的畸變現(xiàn)象較輕微，能夠較為準(zhǔn)確而客觀地還原出物體水平線條和垂直線條，同時稍微地壓縮空間使人臉顯得似乎更接近現(xiàn)實生活中人進行觀看的習(xí)慣，一般不會出現(xiàn)對人物形象的丑化，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，使畫面形象飽滿、緊湊，有利于烘托環(huán)境氣氛.例如：用長焦拍攝大街上熙熙攘攘的車流或人流，能體現(xiàn)一種擁擠熱鬧的氣氛。(4)可以造成明顯虛實結(jié)合的畫面效果①可以利用固定焦點和小景深，形成被攝對象虛一實一虛的變化②虛化的空間由于視覺表現(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)觀眾的注意力。③利用長焦距鏡頭創(chuàng)造虛焦點畫面，即有意將被攝主體放在焦點之外，使被攝主體虛化。④可以用調(diào)整焦點的拍攝方法實現(xiàn)場景轉(zhuǎn)換。分為虛出、虛入兩種。(5)產(chǎn)生人眼不常見的畫面效果，形成視覺沖擊，進行藝術(shù)創(chuàng)作。(6)改變運動速度，調(diào)整觀看節(jié)奏長焦距鏡頭在表現(xiàn)運動主體時，可以加強橫向運動物體的動感、減弱縱向運動物體的動感。

3.長焦距鏡頭拍攝應(yīng)注意的問題長焦距鏡頭的景深較小，因此在拍攝過程中焦點必須精確調(diào)焦。特別是當(dāng)拍攝距離較近、光圈較大、畫面反差較小時，這種現(xiàn)象更為明顯由于長焦距鏡頭視場角窄，拍攝過程中攝像機的稍微顫動都將會引起畫面的抖動

三、廣角鏡頭凡是焦距比標(biāo)準(zhǔn)鏡頭短的鏡頭我們稱為廣角鏡頭。廣角鏡頭又稱短焦距鏡頭，它的視場角大于600。相對于攝像機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角一般在600-1300之間，視場角在1300-2300稱為超廣角鏡頭。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面能夠清晰地展現(xiàn)處于相對較遠(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

2.廣角鏡頭的作用(1)有利于擴展空間，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，可以對場景進行多層次的表現(xiàn)，增加畫面的信息量(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行藝術(shù)化創(chuàng)作(5)改變被攝主體運動速度，調(diào)整運動節(jié)奏

(6)廣角鏡頭便于肩扛拍攝，與長焦鏡頭比較，畫面易于平穩(wěn)，清晰度高3.廣角鏡頭拍攝時應(yīng)注意的問題(1)注意廣角鏡頭的光學(xué)畸變和夸張透視的特點。拍攝人物有丑化效果。(2)廣角鏡頭表現(xiàn)較為開闊的空間時，畫平面上直線條都必須仔細(xì)經(jīng)營。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)原理是通過鏡筒的變焦環(huán)，移動活動鏡片組，改變鏡片組之間的距離，實現(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。補償組：在變焦距時與變焦組鏡片按一定規(guī)律同時移動，可保證成像面的位置不變，即保證變焦距時圖像清晰度不變。固定組：（又稱移像組）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)還可以安裝擴展鏡（倍率鏡），其作用是增大圖像的放大率。專業(yè)攝像機鏡頭上有兩種調(diào)節(jié)焦距的方式。一種是電動變焦，在按下變焦鈕后，鏡頭在電機的驅(qū)動下平衡地變焦，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)生強烈的視覺效果。一、變焦鏡頭造型表現(xiàn)上的優(yōu)勢和作用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.電動變焦或手動變焦產(chǎn)生的景別變化、畫面運動和畫面節(jié)奏，可以調(diào)整觀眾的視線和