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【轉(zhuǎn)】漫談微距鏡和近攝鏡

 張乾良 2011-10-15
漫談微距鏡和近攝鏡
2011-04-17 22:46

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  一、微距攝影不是近距離攝影

  數(shù)碼相機(jī)特別是具備微距功能的小數(shù)碼相機(jī)的出現(xiàn),讓“微距攝影” 這一詞匯高頻出現(xiàn)。在更多時(shí)候,影友將“近距離攝影”和“微距攝影”都視為微距攝影,嚴(yán)格來(lái)說(shuō)這并不正確。近距離攝影是指拍攝時(shí)鏡頭與被攝對(duì)象之間的距離非常近,而微距攝影則是展現(xiàn)人眼極限下才能及的一個(gè)纖毫畢現(xiàn)的微觀世界,二者有著概念上區(qū)別。前者是一種攝影時(shí)參數(shù)狀態(tài)的表述,后者則更廣泛地代表著一種攝影類別)。正是這種概念上的混淆,造成很多影友認(rèn)為近距離拍攝與微距攝影是同一件事,甚至還誤將能近距離攝影的鏡頭也當(dāng)做微距鏡頭看待。

  二、最近對(duì)焦距離并非決定因素

  微距攝影的有力武器是微距鏡頭。微距鏡頭屬特殊設(shè)計(jì)的專業(yè)鏡頭。微距鏡頭光學(xué)構(gòu)造分兩種,一種是采用內(nèi)置伸縮鏡頭筒結(jié)構(gòu),在遠(yuǎn)距離拍攝時(shí)與相同焦距的普通鏡頭沒(méi)有太大區(qū)別,而在近攝時(shí)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)會(huì)隨同內(nèi)置鏡筒同步前移,使像距增大,達(dá)到近攝放大的月的。另一種采用變換鏡頭內(nèi)光學(xué)鏡片組前后位置的結(jié)構(gòu),近攝時(shí)變換光學(xué)鏡頭組前后位置來(lái)獲得影像放大率。因?yàn)槲⒕噻R頭設(shè)計(jì)特殊,制造成本會(huì)加大,內(nèi)部構(gòu)造也比普通鏡頭復(fù)雜,所以市場(chǎng)上微距鏡頭的價(jià)格一般比同焦段普通鏡頭昂貴。

  目前市而上的微距鏡頭在保證理想放大倍率的前提下,都可達(dá)到近距離攝影要求,但并不是所有能近距離拍攝的鏡頭都具備較高放大倍率??匆恢荤R頭是不是微距鏡頭,并不是看其最近拍攝距離,而是要看最高放大倍率是多少。這也是很多同焦距鏡頭盡管最近對(duì)焦距離相同,但放大倍率卻不相同的原因。如適馬 24-70mm F2.8規(guī)格的新老鏡頭,盡管老款最近對(duì)焦距離只有0.4m,但放大倍率卻可達(dá)到0.26x;而新款最近對(duì)焦距離比老款的還要近2毫米,但放大倍率卻只有 0.19x。其原因在于老款兼顧微距設(shè)計(jì),而新款的是普通鏡頭設(shè)計(jì)。同樣,微距鏡頭在設(shè)計(jì)時(shí)不但考慮了放大倍率,還要實(shí)現(xiàn)控制像場(chǎng)平整度及高分辨率、高銳利度等諸多性能指標(biāo)。

  三、標(biāo)稱距離與工作距離的關(guān)系

  單反相機(jī)或數(shù)碼單反相機(jī)的“最近對(duì)焦距離”,是指由膠片或感光元件平面到被攝物之間的最短拍攝距離。在單反相機(jī)機(jī)頂,可以看到一個(gè)圓圈中間一條橫線的圖標(biāo),它就是該相機(jī)的焦平面位置。工作距離是指由鏡頭前組鏡片至被攝物之間的距離,工作距離都比對(duì)焦距離短。以佳能百微為例,鏡頭標(biāo)稱最近對(duì)焦距離為 31cm,而實(shí)際工作距離僅14.9cm。而輕便數(shù)碼相機(jī)上標(biāo)稱“微距”的最近對(duì)焦距離都是上作距離。

  工作距離多遠(yuǎn)才合適,這要看拍攝體裁及對(duì)圖像的表現(xiàn)方式。使用短焦距微距鏡頭和使用長(zhǎng)焦距微距鏡頭拍攝,可以拍出同樣大小的微距照片,但實(shí)際效果卻不盡相同。短焦距微距鏡頭因?yàn)閷?duì)焦距離近,拍攝時(shí)會(huì)給布光造成困難且景深大,而采用長(zhǎng)焦距微距鏡頭,可以有更長(zhǎng)的上作距離。

  微距鏡頭不但可以作為微距鏡頭,同時(shí)還可以作為普通鏡頭使用,這也是一些短焦距、放大倍率并不高的鏡頭優(yōu)勢(shì),如佳能EF 50mm f/2.5小型微距鏡頭,不但可以作為微距鏡頭,還可以作為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭使用。現(xiàn)在的小數(shù)碼普遍具備1 厘米微攝功能,但它們并不能代替微距鏡頭,僅是個(gè)近攝功能。以佳能IXUS 7201S數(shù)碼相機(jī)與佳能“百微”鏡頭拍攝出的圖像對(duì)比為例,IXUS 720IS拍出的圖像景深大,主體不突出,圖像有些變形。而“百微”的圖像主體與背景很好地分離,畫面壓縮感強(qiáng)。同時(shí),IXUS 720IS的1厘米微距所拍主體大小并不如“百微”大、這就說(shuō)明并不是對(duì)焦距離越近所拍圖像越大,放大率跟鏡頭的放大比有關(guān),而并不全看最近對(duì)焦距離。

 四、放大倍率與有效光圈值的換算

  因?yàn)樵谖⒕鄶z影時(shí)存在光圈f值與t值不等同的問(wèn)題,因而會(huì)涉及放大倍率同有效光圈的換算?,F(xiàn)在我們使用微距鏡頭時(shí),并沒(méi)有換算的麻煩,是因?yàn)楝F(xiàn)在單反相機(jī)的自動(dòng)曝光模式可通過(guò)曝光補(bǔ)償解決這一問(wèn)題——如果用佳能相機(jī),機(jī)身標(biāo)稱光圈并不改變,測(cè)光時(shí)會(huì)自動(dòng)降低快門速度;而尼康相機(jī)會(huì)直接顯示等效光圈值,但也有例外,比如加接環(huán)時(shí)就必須考慮到計(jì)算有效光圈的問(wèn)題。

  五、標(biāo)稱光圈不是有效光圈

  照相機(jī)運(yùn)用的是凸透鏡成像規(guī)律,凸透鏡的成像原理是物距2 倍焦距以外,可以得到縮小倒立的實(shí)像;1倍至2倍焦距可以得到倒立放大的實(shí)像;2倍焦距可以得到等大的倒立實(shí)像。微距攝影的成像條件,就是物距在1至2倍焦距之間,這樣像距就會(huì)靠近2倍焦距,甚至超出2倍焦距。對(duì)此光學(xué)原理最直觀的解釋是,鏡頭要遠(yuǎn)離相機(jī)焦平面,才能清晰地成像。微距鏡頭的設(shè)計(jì)也正是遵循這一原則,只是在進(jìn)行普通攝影時(shí),鏡頭內(nèi)部鏡片組同普通鏡頭并沒(méi)有明顯不同,但在微距攝影時(shí),鏡頭內(nèi)部鏡片組會(huì)移動(dòng),令成像透鏡前移,使其遠(yuǎn)離焦平面(實(shí)際上是增大像距)以獲得較高放大率(由于鏡頭并不是由一片凸透鏡組成,鏡頭內(nèi)部的鏡片并不會(huì)全部前移,所以看起來(lái)鏡片并不是全部堆積在鏡頭前部)。如果把這些透鏡比作一個(gè)鏡頭的話,獲得放大影像的原理就是在這個(gè)鏡頭同相機(jī)間加裝了一個(gè)接圈或皮腔,讓鏡頭遠(yuǎn)離感光面。其實(shí)微距鏡頭在微距攝影時(shí),自身的鏡筒就充當(dāng)了接圈或皮腔的角色,此時(shí)會(huì)產(chǎn)生光圈變化的問(wèn)題。以佳能“百微”為例,它標(biāo)稱的最大光圈為F2.8,但當(dāng)對(duì)焦距離旋轉(zhuǎn)到最近端0.31米(放大率 1:1)時(shí),卻發(fā)現(xiàn)它的光圈變小了,如果用手持測(cè)光表以鏡頭標(biāo)稱光圈測(cè)得的讀數(shù)來(lái)曝光,必會(huì)曝光不足。這是所有微距鏡頭的一個(gè)共性,造成這種情況的原因解釋起來(lái)并不復(fù)雜。

  我們有必要分清標(biāo)稱光圈值和有效光圈值的概念:焦距與光孔直徑的比值是標(biāo)稱光圈值,可以稱為f值光圈,也可以說(shuō)是物理光圈。鏡頭外標(biāo)的光圈值就是f 值。這個(gè)比值以鏡頭標(biāo)稱焦距(固定值)來(lái)計(jì)算,可以看成是靜態(tài)值。像距與光圈直徑的比值是有效光圈值,可稱為t值光圈,也可以說(shuō)是成像光圈,即有效光圈。因?yàn)閷?duì)焦距離不同,像距也不斷變化,t值光圈可看成動(dòng)態(tài)值。

  定焦鏡頭中,每只鏡頭都有特定焦點(diǎn)距離。焦點(diǎn)距離是從鏡頭中心到它在膠片平面所形成的清晰影像間的距離。從某種意義上說(shuō)焦距是固定的,即該鏡頭在對(duì)焦距離無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)的像距。但我們現(xiàn)在使用的鏡頭都是可變焦點(diǎn)鏡頭,意思就是說(shuō)任何一只鏡頭都可以前后挪動(dòng),在一定范圍內(nèi)對(duì)不同距離的景物調(diào)焦,以產(chǎn)生最清晰的影像。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō),一只鏡頭的焦距又是非固定的,因?yàn)榍昂笈矂?dòng)對(duì)焦距離即是改變像距。

  到達(dá)感光元件上光量的多少,由光圈孔徑大小控制,而到達(dá)感光元件的光的強(qiáng)度則由鏡頭離膠片的距離所決定,鏡頭離膠片越近,到達(dá)膠片的光就比鏡頭遠(yuǎn)離膠片的光要強(qiáng)些,即焦點(diǎn)距離越大,達(dá)到膠片的光越弱。

  一般鏡頭因?yàn)槲锵窬啾戎岛艽?,所以可以用焦距代替像距,也就是用?biāo)稱光圈f值代替有效光圈t值。但進(jìn)行微距攝影時(shí)不能代替。微距鏡頭會(huì)在正常拍攝距離向微距拍攝距離旋轉(zhuǎn)時(shí)逐步伸長(zhǎng)筒徑,此時(shí)就等于在鏡頭內(nèi)加了皮腔,到達(dá)感光元件的光線強(qiáng)度降低,有效光圈也跟著縮小。實(shí)際上,大多數(shù)微距頭在1:1攝影時(shí),t值光圈都比f(wàn)值光圈小2檔左右,包括佳能“百微”這樣的內(nèi)調(diào)焦微距頭亦是如此(別認(rèn)為它的鏡頭不伸長(zhǎng),t值光圈就不變化)。

  這其中有個(gè)易讓入迷糊的地方,就是鏡頭的調(diào)焦系統(tǒng),鏡頭上標(biāo)注的距離信息其實(shí)并不是距離,即常被人理解成的物距。如果相機(jī)同物體距離相對(duì)固定的話,那么物距并不會(huì)改變。盡管鏡頭標(biāo)稱的是物距的遠(yuǎn)近,事實(shí)上鏡頭上對(duì)焦過(guò)程改變了像距,調(diào)焦過(guò)程是根據(jù)選擇的物距來(lái)調(diào)整成像位置,即像距,為的是讓圖像更清晰。這個(gè)意思是說(shuō),物距是相機(jī)同被攝體間的距離,只能靠移動(dòng)相機(jī)位置來(lái)改變,它調(diào)整的是被攝體的大小。鏡頭上的調(diào)焦系統(tǒng)意在改變像距,為的是讓圖像清晰。

  六、不推薦用小光圈拍攝

  光的衍射(Diffraction)指光在傳播路徑中,遇到障礙物或小孔(狹縫)時(shí),偏離直線繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。鏡頭的衍射是處理光線在鏡頭光圈葉片周圍的彎曲路徑時(shí)遇到的一個(gè)物理問(wèn)題。用微距鏡頭進(jìn)行微距攝影時(shí),衍射問(wèn)題比使用普通鏡頭更嚴(yán)重。造成衍射最主要的兩個(gè)條件,一是較小的光圈孔徑,二是光圈離焦平面遠(yuǎn)。也就是說(shuō),光圈越小或離焦平面越遠(yuǎn),圖像分辨率損失就越大。按照微距鏡頭有效光圈比標(biāo)稱光圈小兩級(jí)的算法,用F16的光圈也就等同于F32,如果用F32的光圈實(shí)際光圈也就是F64。微距鏡頭進(jìn)行微距攝影的原理是讓成像透鏡組遠(yuǎn)離膠片平面。二者加起來(lái),就是微距鏡頭或是用別的方法如延伸筒更容易產(chǎn)生衍射的原因。

  用數(shù)碼相機(jī)容易造成衍射現(xiàn)象的另一個(gè)原因是數(shù)碼相機(jī)的衍射臨界光圈DLA(Diffraction Limited Aperture)。簡(jiǎn)單地說(shuō),當(dāng)鏡頭光圈小于某數(shù)碼相機(jī)的“像素衍射臨界光圈”時(shí),該相機(jī)成像元件的像素點(diǎn)將受到衍射影響,分辨率逐點(diǎn)下降。像素衍射臨界光圈與像素大?。ɑ蛘哒f(shuō)像素?cái)?shù)以及成像元件面積)有關(guān)。像素?cái)?shù)越高,像素衍射臨界光圈越大;成像面積越大,像素衍射臨界光圈越小。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是,像素密度越大,越不適合用小光圈。下表是某網(wǎng)站給出的佳能數(shù)碼單反相機(jī)的DLA 。

  當(dāng)然這并不是說(shuō)超過(guò)這個(gè)臨界光圈值就不能用。在以追求大景深的景物拍攝中,小光圈有著不可替代的作用。另外,衍射問(wèn)題跟鏡頭有關(guān),微距鏡頭對(duì)衍射進(jìn)行了很好的校正,影友可以大膽使用。

  七、全畫幅與非全畫幅放大倍率之辨

  放大倍率是經(jīng)常用來(lái)衡量一只鏡頭微距性能好壞的參數(shù)。放大倍率是感光面影像尺寸與被攝物尺寸的比值,例如1:1是指感光而影像與被攝物一樣大。而1:2則是說(shuō)感光面影像而積是被攝物的1/2,反之2:1則是說(shuō)感光面影像面積是被攝物的兩倍

  放大倍率這個(gè)概念,非全畫幅(即APS畫幅)數(shù)碼單反相機(jī)的出現(xiàn),產(chǎn)生了一個(gè)較易混淆的觀念,有人說(shuō)將放大倍率1:1的微距鏡頭安裝到APS規(guī)格相機(jī)上,放大率大于鏡頭所標(biāo)稱的放大率。其實(shí)這是理解上的錯(cuò)誤,微距鏡頭并沒(méi)有因?yàn)檠b在不同畫幅相機(jī)上而改變對(duì)焦距離,因?yàn)閷?duì)焦距離沒(méi)有變,APS相機(jī)比全畫幅視角小,對(duì)被攝體的整體影像尺寸呈現(xiàn)比全畫幅大,好像是得到了更大放倍大率,其實(shí)只等同于在全畫幅上裁出的圖像,而1:1這個(gè)比值的概念沒(méi)有變。

  八、專職”與“兼職”有別

  專門的微距鏡主要功能是進(jìn)行微距攝影,“兼職”微距鏡頭是在別的鏡頭上附帶有微距功能。關(guān)于二者的區(qū)別,尼克爾系列鏡頭區(qū)分比較明顯。尼康把門下的尼克爾鏡頭中專門用于微距攝影的鏡頭定名為Micro,而附帶微距功能的鏡頭則稱為Macro, 用戶可輕易地分出哪些是“專職”微距鏡頭,哪些不是。其他幾家廠商的鏡頭不論是專業(yè)微距還是兼顧微距都以Macro統(tǒng)稱。因?yàn)榧骖櫸⒕喙δ艿溺R頭在設(shè)計(jì)和制造上與專業(yè)微距鏡頭存在根本差別,所以其放大率一般僅能達(dá)到1:2 甚至更差。


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