第6章 光学镜头及其应用

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1、第六章光学镜头及其应用本章主要内容第一节　镜头的光学特性第二节　长焦距镜头（窄角镜头）第三节　短焦距镜头（广角镜头）第四节变焦距镜头第五节特殊效果镜简介本章教学要求：了解电视光学镜头的特性。理解镜头的焦距、视场角、相对孔径、光圈等概念。掌握各类镜头的画面造型特点、表现潜能和不足之处以及拍摄的注意点。第六章光学镜头及其应用镜头概述镜头的两种含义：技术上指光学透镜及金属部件组成的一种光学器件。质量好的摄像机镜头：由多片正、负透镜组成，带有自动光圈、电动变焦装置等。艺术上指摄像机连续拍摄的一段电视画面。第一节镜头的光学特性第六章光学镜头及其应用各

2、种镜头实物第一节镜头的光学特性第六章光学镜头及其应用镜头结构示意图镜头的光学参数焦距、视场角、相对孔径。指摄像机上的光学透镜组。镜头光学特性的技术性能、组配关系对画面造型及其意义的表达有重要的影响。对摄像人员来讲，要掌握镜头的焦距、视场角和相对孔径对画面产生的影响。镜头的光路图第一节镜头的光学特性第六章光学镜头及其应用镜头分类按使用场合分摄影镜头、摄像镜头、医用镜头按焦距分定焦距镜头标准镜头、广角镜头、望远镜头变焦距镜头长变焦镜头、中变焦镜头、短变焦镜头特技镜头潜望镜头、鱼眼镜头、幻想镜头、星光镜头、显微镜头、近摄镜头、各种滤光镜头及其他各

3、种附加镜头。第一节镜头的光学特性第六章光学镜头及其应用焦距焦距的概念焦点与焦距焦距：焦点至镜头中心的距离，单位为mm。焦平面镜头焦距的长短与被摄对象在摄像机靶面上的成像面积成正比。如果在同一距离上对同一被摄对象进行拍摄：镜头焦距愈长，成像面积越大，放大倍率越高；镜头焦距愈短，成像面积越小，放大倍率越低。第一节镜头的光学特性第六章光学镜头及其应用镜头按焦距分类标准镜头焦距与像平面对角线接近或相等的镜头f=25mm长焦距镜头焦距大于像平面对角线的镜头f>25mm广角镜头焦距小于像平面对角线的镜头f<25mm变焦镜头焦距从长焦距到短焦距可以变化第

4、一节镜头的光学特性第六章光学镜头及其应用三、视场角1、视场角的概念摄像机靶面有效成像平面（视场）边缘与镜头后焦点所形成的夹角。2、视场角的计算（1）视场角图示（2）视场角的计算公式：2θ=2tg-1（3）几种常用的摄像管靶面规格尺寸3、视场角的性质（1）从造型角度上讲，镜头视场角反映了摄像机记录景物范围的开阔程度。镜头视场角分为水平视场角和垂直视场角，本章所用视场角均指水平视场角（2）视场角与被摄对象在画面中的成像效果成反比。视场角愈大－－被摄主体成像越小、画面景物的视野越开阔。视场角愈小－－被摄主体成像越大、画面景物的视野越狭窄。4、影响

5、视场角的因素（1）根据公式，视场角与镜头成像尺寸、镜头焦距相关。靶面成像平面的尺寸L：L↑，θ↑镜头焦距f：f↑，θ↓（2）当靶面尺寸一定时，视场角由θ镜头焦距f决定。镜头焦距越长，视场角越小；焦距越短，视场角越大。5、视场角和景深的关系镜头焦距越短，视场角越大，景深越大，反之亦然。6、各种镜头的视场角（1）标准镜头(25mm镜头)呈现的视场角大约在45∘左右。（2）广角镜头(焦距小于25mm)广角镜头：水平视场角均大于60∘，一般处在60∘～130∘之间。超广角镜头：水平视场角在130∘以上到180∘之间的镜头，又称为鱼眼镜头。（3）长焦

6、距镜头(焦距大于25mm)水平视场角小于40∘。四、相对孔径与光圈系数1、概念（1）相对孔径指镜头的入射光孔直径（D）与焦距（f）之比。（2）光圈系数F相对孔径(D/f)的倒数(f/D）称为光圈系数。F＝f/D常见的有：1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22.2、性质（1）相对孔径和光圈系数与镜头光通量的关系光圈指数每增加一级，则进光量减小一半。（1）相对孔径和光圈系数与镜头景深的关系光圈越大，景深范围越小光圈越小，景深范围越大。五、关于自动光圈自动光圈：采用镜头视野范围内光照情况的技术平均值而确定的光圈数。自动光圈只能对被摄

7、场景的曝光控制作出技术性处理有意识、有目的的动态用光和艺术处理只能由手动光圈才能更好的表现。对镜头曝光的有意图控制和不同景深的选择性运用，是摄像人员实现创作意图、取得最佳画面效果的有效手段。影响通过光阑的光通量的因素有效孔径D、光圈的焦距f相对孔径D/f，光圈指数F=f/D像面中心的亮度L0为L0=1/4×τLs（D/f）2－、长焦距镜头的概念：1、长焦距镜头：（1）是视场角小于40度、焦距大于25mm的镜头，对于摄像机的变焦距镜头而言，是指焦距调至大于25mm的状态下的镜头。（2）又称为望远镜头、远摄镜头、窄角镜头等二、长焦距镜头的特点

8、：1、视角窄第二节长焦距镜头视角窄<40度、景物范围小，物体成像面积大，有望远拍摄效果。25mm45度；50mm23度;75mm14度；100mm12度；150mm8度