摄影基础知识2(光学基础知识)

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1、光圈大，景深小，光圈小，景深大物距小，景深小，物距大，景深大，长焦，景深小广角，景深大很多摄影书都会出现上面一些看似武功秘诀的术语，其实术语后面都是一些在科学原理逻辑推演，并不像商人口中那样神乎其神只要有适当的讲解，受过高中教育的同学都能理解。下面借用照相技术系一本教材中的插图对景深的概念和光圈，物距和镜头焦距三者之间的关系作一个原理上的介绍。（以下插图均扫描自，《HandbuchderFotografie，Band1》（摄影手册，第一卷）JostJMarchesi作）在开始之前，先介绍一下凸透镜成像的基本规则，权当高中

2、物理课的复习。（相机镜头通常由几块镜片组成，一般都可以换算成凸透镜进行计算）这幅图的意思是，景物P点，发出的光，通过凸透镜，形成影像P''，而这个影像落在了胶卷上，就被记录下来。图中的水平的点划线为镜片的轴线,也叫主轴，镜片垂直轴线和水平轴线的交点为中心点F和F''为镜头的焦点，其和中心点的距离就叫焦距y为P点的实际高度y''为影像P''的高度，这里可以看出，景物被缩小了。那P''点的位置是如何确定的呢？凸透镜成像有几个原则：1平行于镜头主轴的光线经过镜片折射后，必然经过另一侧的焦点（如图中光线a）2进过焦点的光线，经过

3、镜片折射后，会变回为水平光线（如图中光线c）3经过中心点的光线，没有折射（如图中光线b）这三条光线在经过镜片后，从不同的方向射来，共同相交在一点，然后继续跑向不同的方向上面三条光线的交点，就是景物P点的像（至于为什么这三条线相交在同一点，这是中学的几何证明题，在这里就不赘述）理论上，当这点恰巧落在胶卷平面上，那么图像就清晰了，也就是焦实了。对焦其实就是让这点刚好落在胶卷平面上的操作。否则，如果胶卷平面在这点之前和之后，都会形成一个圆斑，而不是一点了。所以模糊就是这样产生的。但实际上，点其实是一个数学概念，表示一个直径无穷

4、小的圆。在现实中，不存在无穷小，所以对于照片来说，小到一定程度了，人眼分辩不出来了，就够了。比如对于一张8寸的照片，一般直径为0.2mm以下的圆，我们就会看起来是一点了。如下图由远到近有三个点，分别是Ph,P,Pv点，他们三个点成像分别为Ph'',P'',Pv''而胶卷平面放在p’上，那么在照片上，p’点才是理论上最清晰点，而Ph'',Pv''只能成为一个小圆圈，直径为U。当这个U很小的时候（好像上面的例子，小于0.2mm时），那我们也认为它是清晰的。从Ph到Pv这段范围的景物，都能形成清晰的点或很小的圆圈，照片上是清晰

5、的。所以Ph到Pv这段距离，也就叫做景深了。磨刀不误砍柴工，有了上面这个理论准备，通过光路图，下面的问题反而不用太多解释了，自己就可以一目了然，难题迎刃而解了。就这样就看懂了武林秘笈。为什么光圈大，景深小，光圈小，景深大？为什么物距小，景深小，物距大，景深大？图中距离镜头比较近的点B形成的圆比较大，A点为最佳成像点为什么长焦，景深小广角，景深大？图中长焦镜头形成的圆比较大，A点为最佳成像点为什么数码相机的景深比传统机大？数码相机，传统相机，在光学层面上原理其实是一样，数码相机只是把上面的胶卷换成ccd感光板。由于ccd版

6、的感光单元的直径一般在0.01mm，变相限制了成像点的直径，棱角分明，看上去就觉得清晰了，也就是以前常说的“锐”所以即使光学上形成了圈圈，但是数码相机的景深还是很大。高级数码所谓的景深效果，其实不是光学部分产生的，而是对图片进行了模糊处理（具体方法，另文详述），相当于相机自动ps而已。现在可以体会理论的力量了吧？什么是光，什么是白平衡？光是像海浪一样上下起伏的波，也是有快慢频率的。把他们按照频率从快到慢排列起来，就像七色彩虹，紫光属于快的一边，再快点，人眼就看不到了，叫紫外线红光属于慢的一边，再慢点，人眼同样看不到，叫红

7、外线跳得快，其中蕴含的能量比较多，跳得慢，能量就少，但是现实中，各种频率快慢的光或多或少地混在了一起，是很难衡量他们的能量和性质的，于是就有了色温的概念，单位是K（K是物理上表示温度的单位，0K就是-273摄氏度,绝对零度，一个无法人造的低温。尽管今天的人类可以上天下海，但是还是没能突破这个温度，自然规律的安排很神奇吧。）如果频率慢的光占多数的时候，能量小了，就叫色温低，颜色就会偏向慢的那边，也就是偏红了。好像日落或白炽灯的光。相反，当频率快的光占多数，能量大，颜色就会偏向快的那边，也就是偏绿了，例如荧光灯，日光灯。如果

8、他们的比例刚好相等，那么就叫白光。下面这个表就把各种光的成分和对应的色温列出来色温    蓝光绿光    红光        例子2000k    5.8%    16.7%    77.6%        烛光2800k    7%    32%    61%        白炽灯3200k    20%    3