第二章 照相机的结构
科技发展的日新月异,使生产出的照相机花样百出、种类繁多、结构复杂、机械精密,新产品层出不穷。
无论各种照相机如何变化,结构如何纷繁,但它们的基本结构是一致的:
一是要具备将特体结成光学影像的成像系统,即镜头;
二是要具备由镜头至胶片之间的曝光通道,即暗箱;
三是要具备一架能将各部件承装起来的载体,即机身;
四是要具备一个能盛装感光胶片的装置,即后背。所以,一切照相机的基本结构均为四个部分--镜头、暗箱、机身与后背。关于这个四个部分,详述如下:
①镜头部分
用光学玻璃制成的镜头,把进入镜头的光线汇聚起来,在感光胶片上形成一个清晰的影像。比较复杂的镜头由两片或更多的光学玻璃组成的透镜,叫做透镜单元。透影单元组成一个整体,这就是摄影镜头。
照相机的镜头包括透镜组、光圈、快门三个部分。
镜头是由透镜构成的,透镜片数与组数的多少,决定着镜头的质量与优劣。
光圈是由多片多属叶片组成的。它用控制镜头纳光孔的大小,达到控制进入胶片光线的多少。在控制叶片的伸缩中,使得进光孔变大变小,从而来控制通过镜头投向胶片光束的大小。这种光孔大小的数值用光孔号码或f /值标注在镜头上。
快门是由金属片或胶质绸布制成的。它控制曝光时间的长短,即控制进入相机的光线和投射到胶片反经历的时间。正确的曝光,可使被摄对象获得清晰的影像。
镜头的种类:
镜头的种类很多,不存在一种“最好的”镜头。因为各种镜头都有独特的功能、适用范围和优点,针对拍摄需要去选择镜头,才是正确的。
依据拍摄画面的不同效果及照相机镜头焦距的长短,通常镜头的种类有:标准镜头、广角镜头、远摄镜头、鱼眼镜头、反射式镜头、变焦镜头和特殊镜头等。
●标准镜头
标准镜头属于校正精良的正光镜头,其焦距长度等于或近于所用底片画幅的对角线,视角与人眼的视角相近似。如135相机的画幅为56×56mm, 那么其标准镜头焦距则为50mm。因而,标准镜头的成像效果,诸如摄取景物的范围、前后景物的大小比例带来的透视感等,都与人眼观看的效果类同,画面影像较为真切自然,其成像质量相对来说比较高,故而在各种摄影中应用广泛,适应力强。凡是要求被摄景物必须符合正常的比例关系,均需依靠标准镜头来拍摄。它是使用最为广泛的一种镜头。
●广角与超广角镜头
广角镜头的特点是:焦距短、视角广、景深长,而且均大于标准镜头。其视角超过人们眼睛的正常范围。
凡视角在70度至90度左右的镜头,即为广角镜头;其视角为100度左右的,即称为超广角镜头。这类镜头其最大的优点为在较近距离内拍摄较大的场景。
它具体的特性与用途表现在:景深大,有利于把纵浓度大的被摄物,清晰地表现在画面上;视角大,有利于在狭窄的环境中,拍摄较广阔的场面;景深长,可使纵深景物的近大远小比例强烈,使画面透视感强。其缺点是,影像畸变差较大,尤其在画面的边缘部分,因此在近距离拍摄中应注意变形失真。
●远摄与超远摄镜头
这类镜头也称长焦距镜头,它具有类似望远镜的作用。
这类镜头的焦距长于、视角小于标准镜头。如135相机,焦距在200mm左右,视角在12度左右称为远摄镜头,焦距在300mm以上,视角在8度以下称为超远摄镜头。
这类镜头具有的特点表现在:景深小,有利于摄取虚实结合的形象;视角小,能远距离摄取景物的较大影象,对拍摄不易接近的物体,如动物、风光、人的自然神态,均能在远处不被干扰的情况下拍摄;透视关系被大大压缩,使近大远小的比例缩小,使画面上的前后景物十分紧凑,画面的纵深感从而也缩短;影象畸变差小,这在人像中尤为见长。
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●鱼眼镜头与反射式镜头
鱼眼镜头是一种极端的超广角镜头。对135相机来说是指焦距在16mm以下,视角在180度左右,因其巨大的视角如鱼眼而得名。它拍摄范围大, 可使景物的透视感得到极大的夸张。它使画面严重的桶形畸变,故别有一番情趣。
反射式镜头是一种超远摄镜头,外观短而胖,比相同焦距的远摄镜头短一半,重量轻,使用灵活方便。它的缺点是只有一档光圈,故对景深控制不利。
●变焦镜头
变焦是镜头可以改变焦点距离的镜头。所谓焦点距离,即从镜头中心到胶片上所形成的清晰影像上的距离。焦距决定着被摄体在胶片上所形成的影像的大小。焦点距离愈大,所形成的影象愈大。
变焦镜头是一种很有魅力的镜头。它的镜头焦距可在较大的幅度内自由调节,这就意味着拍摄者在不改变拍摄距离的情况下,能够在较大幅度内调节底片的成像比例,也就是说,一只变焦镜头实际上起到了若干只不同焦距的定焦镜头的作用。世界上第一只用于摄影的变焦镜头是1959年问世的,焦距变化为36--92mm,用于135相机。现代变焦镜头的种类已越来越多, 成像质量也越来越高,日益倍受摄影者亲睐。
1.变焦镜头的种类
现代变焦镜头的种类繁多,总体来说有自动变焦和手动变焦两大类。前者用于自动聚焦相机,后者用于手动聚焦相机。无论自动变焦或手动变焦,从广角变焦镜头直至远摄变焦镜头应有尽有。有关变焦镜头种类的实用常识包括以下方面。
变焦范围--从变焦范围的角度看,基本种类有:20--35mm左右的广角变焦镜头,35--70mm左右的标准变焦镜头、70--210mm 左右的中远变焦镜头,200--400mm左右的远摄变焦镜头等。
变焦倍率--从变焦倍率的角度看,基本种类有2倍、3倍、4倍、5倍、 6倍等。2倍的主要有20--35mm,25--50mm,28--55mm,35--70mm, 75--150mm,100--200mm,200--400mm等;3倍的主要有28--85mm,35--105mm,70--210mm,85--250mm,100--300mm等;4倍的主要有50--200mm,150--600mm等,5倍的主要有28--135mm,50--250mm等,6 倍的主要有35--210mm,50--300mm等。
变焦方式--手动变焦有“单环推拉式”与“双环转动式”两种。
“单环推拉式”的变焦环也是聚焦环,前后推拉为变焦,转动为聚焦。具有使用方便、有利快速拍摄的优点,但也存在缺点,如俯拍、仰拍时镜头简易滑动;当聚焦在先、变焦在后时,易使焦点发生偏移而影响成像清晰度。
“双环转动式”的变焦环与聚焦环各自独立,转动操作互不影响,因而不存在单环推拉式的上述缺点,但操作不如单环式简便,尤其当采用“变焦拍摄爆炸效果”的特技时,不如单环推拉式。
2.变焦镜头的优缺点
变焦镜头最大的优点是一只变镜头能代替若干只定焦镜头的作用,因而携带方便,使用简便,既不必在拍摄中不断更换镜头,也不必为摄取同一对象不同景别的画面而前后跑动。
变焦镜头的主要缺点是它的口径通党较小,党会因此而给拍摄带来麻烦,如想用高速快门速度时、想用大光圈时等,往往不能满足需要。使用变焦镜头后的取景屏也不如定焦镜头明亮,还常常会使裂像聚焦指示失灵。此外,在生产技术水平相同的前提下,变焦镜头的成像质量总比定焦镜头要差些。
3.变焦镜头的选择
配备一只变焦镜头--除非专门为了远摄的需要,通常配备一只变焦镜头宜选择包含广角、标准与中焦的镜头,如28--85mm、28--135mm、35 --70mm、35--105mm、35--210mm等。“35--70mm”的虽然变焦倍率较小,但以轻巧见长,价格也相对较低,也能足以应付大量的日常拍摄需要,现代有些相机已将这种变焦镜头取代原先定焦的50mm标准镜头。“28--135mm ”的焦距变化范围是较为理想的,但偏重些,价格也相对较高。“28--85mm”对常有室内拍摄的摄影者较为理想;“35--210mm”虽然变焦范围极大, 适用性也相对较大,但体积过大过重,党给拍摄带来不便,仅考虑变焦倍率大小不是一种明智的选择方法。
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配备两只变焦镜头--手中有两只变焦镜头几乎能满足各种拍摄需要。选择两只变焦镜头的基本考虑是包括所有常用的焦距,并不使两只变焦镜头的变焦范围有过多的重复。从这一指导思想出发的基本选择有“35--70mm”加上“70--210mm”、“28--85mm”加上“85--250mm”、“24--50mm”加上“50--250mm”等。如果你的镜头主要用于远摄,那么“150--600mm ”是理想的,可以再配上“28--135mm”或“35--105mm”。
尽可能使两只变焦镜头的变焦操作方式一致也很重要。“推拉式”和“转动式”各有优缺点,只要一致,熟能生巧,便于使用。
●特殊镜头
党用的特殊镜头有“巨像镜头”、“透视调整镜头”、“柔焦镜头”和“变焦距附加镜”。
1.巨像镜头
“巨像镜头”又称“微距镜头”,能产生巨像效果的一种镜头。它有“专用型”与“通用型”之分。
专用型巨像镜头只能用于近摄,通党是结合近摄皮腔或近摄接筒使用的,能获取高倍率的放大影像。焦距有20、38、50、80、135mm等。焦距越短, 放大倍率越大。如“Zuiko 20mm”巨像镜头,结合近摄皮腔能摄取4--12 倍于原物大小的影像。12倍就是意味着能将“2×3mm”的被摄体充满“24×36mm”的135画幅。通用型巨像镜头既能近摄用作巨像镜头,也能远摄用作普通镜头。它的近摄放大率较小,不如专用型巨像镜头,如“Zuiko 135mm ”结合“自动近摄接筒65--116”的近摄最大巨像效果为0.5倍于原物大小;它能在37cm--∞范围内聚焦,用作通党的135mm镜头。 通党的定焦镜头使用近摄接筒后虽然也有巨像效果,但不能远距离聚焦了。
变焦镜头中,有些也带有巨像功能,(镜头上有“Macro”标记), 但它的巨像放大率与成像质量都不如定焦巨像镜头。变焦镜头调巨像档的方法有三种:有些是变焦至长焦处,有些是变焦至短焦处,也有些可变焦距处调节巨像档。
2.透视调整镜头
指一种具有校正高大建筑物的垂直线向上收缩功能的镜头。这种镜头的光学系统的主光轴可进行横向或纵向移动调节,调节时机身与胶片平面的位置不发生移动。透视调整镜头主要用于建筑摄影。
3.柔焦镜头
“柔焦镜头”又称“软焦点镜光”、“柔光镜头”,是一种能使影像产生轻度虚化的镜头,主要用于人像与风景摄影。
柔焦镜头的柔焦效果与通常镜头聚焦稍有不实的是不同的。柔焦镜头实质上是产生一种双重影像,一个清晰的实像与一个焦点不准的虚像,两者重合而成。
4.变焦距附加镜
“变焦距附加镜”简称“变距镜”,俗称“增距镜”,其实增距镜只是变距镜中的一种。变焦距附加镜按其功能主要分为“远摄变距镜”、“广角变距镜”和“巨像变距镜”。当你有了一只配有标准镜头的单镜头反光相机,添置这类变焦距附加镜既能取得类似远摄广角、巨像镜头效果,而花费的代又较小。
为了更好地使用镜头,有必要在这里强调谈谈焦距与成像效果。
镜头焦距的含义从实用的角度可以理解为“镜头中心至胶片平面的距离”。理论上对焦距的计算是指“无限远的景物在焦平面结成清晰影像时,透镜(或透镜组)的第二节点至焦平面的垂直距离”。第二节点的位置与镜头中心十分接近,通常位于镜头中心略偏后一点点。
“第二节点”亦即“光学中心”。镜头光学中心也有可能位于镜头体外。以这种原理设计的镜头又称为“后焦点镜头”。“后焦点镜头”是现代镜头发展中的一个关键。这也就是为什么同一焦距的镜头可以有不同长短的原因所在。
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现代相机镜头焦距的变化幅度已经短至6mm,长至2000mm。 面对同样的被摄体,对画幅相同的相机来说,焦距变化所带来的成像效果变化可归纳为以下两条规律。
1.焦距与视角成反比
焦距长,视角小;焦距短,视角大。视角小意味着能远距离摄取较大的影像比率;视角大能近距离摄取范围较广的景物。
2.焦距与景深成反比
焦距长,景深小;焦距短,景深大。景深大小涉及纵深景物的影像清晰度,它是摄影中重要的实践与理论问题。
镜头上的光圈:
●光圈的作用--光圈与快门都是用来控制通光量的,相互制约,互相配合,方能使感光片得到正确的曝光。
在摄影镜头的结构中,其中光圈是重要的装置之一。
光圈的功能就是以不同的孔径来调节镜头的光通量。早期简易的新月形单透镜照相机的光圈,是在金属薄板上钻一些规格不同的圆孔,装在镜头前或镜头后,拨动金属片,使圆孔对准镜头中心,来达到调节通光量的目的。现代复式镜头的光圈,是由许多弧形金属叶片组成可变孔径,装在镜头的透镜组之间,根据需要可以随意调节光圈的孔径。
光圈的作用是:能使镜头的通光量得到准确的调节和控制,使感光村料得到正确曝光;在收缩光圈的情况下,可减少镜头残存的某些像差;可以利用光圈的收缩或放大来控制景深,光圈小景深长,光圈大景深短。
●光圈的刻标
光圈的刻标是以√2倍级数排列的。所以选用√2作为公比,是因为√22=2,也就是光圈每差一级,光孔的面积差一倍,透光力也差一倍, 这样每两个相邻的读数之间便成为倍数关系。
以√2倍级数排列,逐级数据如下:
√2………………………………1.4
√22………………………………2
√23………………………………2.8
√24………………………………4
√25………………………………5.6
√26………………………………8
√27………………………………11
√28………………………………16
√29………………………………22
√210………………………………32
镜头的刻标系数,就是把这一系列数字以几何级数排列起来的。每一级系数的通光量均以光孔面积来计算,并未把镜头的透光率考虑在内。如在标准刻度上,将光圈开大一级,镜头透光力增为2倍;将光圈缩小一级, 镜头透光力则减为1/2。光圈每差一级,其曝光量即差2倍。这在摄影实践中,易于掌握,使用方便。
光圈的各级孔径系数,都是入射光束的直径与焦距的比例数,称作焦点距离数。近代镜头的光圈系数分为英国制和大陆制两种系统:
英国制 | 2.8 | 4 | 5.6 | 8 | 11 | 16 | 22 | 32 |
大陆制 | 2.2 | 3.2 | 4.5 | 6.3 | 9 | 12.5 | 18 | 25 |
以上两种系统的各级系数,在摄影实践中,其用法是没有区别的。此外,光圈系数还有以等级系数来标度的,叫等比制。早期使用的简单快直光镜头,就是采用等级系数来确定光圈系数。现将光圈的焦点距离系数和等级系数作一比较:
焦 点 距 离 系 数 | 4 | 5.6 | 8 | 11.3 | 16 | 22.6 | 32 |
等级系数(等比制) | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 |
从以上比较中可以看出,等级系数光孔之大小是按等比制顺序排列的,其孔径愈大,读数愈小,所需要的曝光时间愈少。这种标度是表示相对曝光时间,而不是表示相对孔径。在使用时计算起来很方便。有些专供拍文件资料用的摄影镜头,就是采用这种等级系数来标刻光圈系数。
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●光圈通光量的计算
各级光圈之间通光量的倍数,有一种最简单的计算方法,就是用f 系数自乘,再以两级f系数自乘所得的积数相比,就是光圈口径面积大小的倍数差额。例如f/8与f/16两级的倍数差额可以按此法计算如下:
8×8=64,16×16=256,64:256=1:4
由以上计算可知:f/8与f/16两级之间通光量相差4倍。
各级f系数的通光量与曝光时间的关系,可以用它们的概数对照列成下表,以供参考(见表1)。
表1 各级f系数的通光量与曝光速度对照表
f 系 数 | f/32 | f/22 | f/16 | f/11 | f/8 | f/5.6 | f/4 | f/2.8 | f/2 |
通光量相差倍数 (1为基数) | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 |
曝光速度(秒) | 1/4 | 1/8 | 1/15 | 1/30 | 1/60 | 1/125 | 1/250 | 1/500 | 1/1000 |
各级光圈的通光量以及各级光圈与曝光时间的关系,还可分别从以下两表中参考对照(见表2、3):
表2 各级光圈的通光量比较
光圈 指数 | f/1.4 | f/2 | f/2.8 | f/3.5 | f/4 | f/4.5 | f/5.6 | f/8 | f/11 | f/16 | f/22 |
通 光 量 相 差 倍 数 | 1 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | ||
1 | 1.5 | 2 | 2.7 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | |||
1 | 1.5 | 2 | 3 | 6 | 12 | 24 | 48 | ||||
1 | 1.5 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | |||||
1 | 1.5 | 3 | 6 | 12 | 24 | ||||||
1 | 2 | 4 | 8 | 16 | |||||||
1 | 2 | 4 | 8 | ||||||||
1 | 2 | 4 | |||||||||
1 | 2 |
注:f/1.4相当于f/22的通光量256倍。f/3.5相当于f/4.5的2倍,f/8的6倍。
表3 光圈大小与曝光时间的关系
光孔号码相对孔径 | 光孔 | 直径倍数以f/22的直径为1 | 面积倍数以f/22的面积为1 | 曝光量倍数以f/2时底片所受照度为100% | 曝光时间倍数以f/2曝光时间为1 |
f/2 1:2 | 11 (11.3) | 128 | 100% | 1 | |
f/2.8 1:2/8 | 8 | 64 | 50% | 2 | |
f/4 1:4 | 5.6 | 32 | 25% | 4 | |
f/5.6 1:5.6 | 4 | 16 | 12.5% | 8 | |
f/8 1:8 | 2.8 | 8 | 6.25% | 16 | |
f/11 1:11 | 2 | 4 | 3.13% | 32 | |
f/16 1:16 | 1.4 | 2 | 1.6% | 64 | |
f/22 1:22 | 1 | 1 | 0.8% | 128 |
快门:
快门一般是由金属片或胶质绸布制成的,它的作用是控制镜头通光的时间,使感光片能得到正确曝光,并使静止的和运动中的被摄物均可获得清晰的影像。操纵和控制快门开启和闭合的动力,分为机械动力和电子动力两种。
快门的种类按其装配的位置来区分有四种形式:镜前式、镜后式、镜中式和焦点平面式。现在党用照相机的快门大多是镜头中间式或焦点平面式。
●镜头中间快门
镜头中间快门,通党简称镜关快门或中心快门。它由多片极薄的金属片制成,装配在镜头透镜组中间,与机身内的齿轮弹簧相连,用快门按钮操纵开启和闭合。金属叶片数量的多少,是由镜头口径的大小和快门高档速度的高低决定的。镜头口径大和高档快速度高,金属叶片就多;反之,镜头口径小和高档快门速度较低,金属叶片就少。
镜间快门是以机械为支力来操纵,快门速度不可能太高, 通常由 1 秒至1/1000秒不等。绝大部分的120型照相机都是镜间快门,35毫米小型照相机中,有一部分也是镜间快门。
镜间快门的优点是:结构精密,效能较高;拍摄任何快速运动的物体不致产生变形;使用闪光灯拍摄时,不受快门速度的限制,用任何一档速度都可使感光片全面感光。
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镜间快门也存在一定程度的缺陷:快门通光量的效率是随着光圈的大小和速度的高低而变化的,当光圈开孔大快门速度高时,通光效率就低。
镜间快门的运动程序是:叶片开启时是由小到大逐渐开足,形成一个圆孔径,闭合时是由大到小逐渐关闭。开启之初和闭合之前都只有很小空隙可以通光,当中间开足时才能使进入镜头的光线全部通过。由于开启和闭合这两个机械运动过程所占的时间远比开足的瞬间要长,所以快门速度越高,快门开足的瞬间占整个开启时间的比例越小。
镜间快门的高档速度对不同的光圈系数之间存在着一个差数。越是用高档快速度曝光,通过的光亮越少,差数越大,影响越严重;低档慢速度时,差数较小,影响较少。当光圈相对孔径开到最大时,各级快门速度的通光量的概数是:1/20秒的通光量可达95%,1/50秒的通光量达90%,1/100 秒的通光量是80%,1/200秒的通光量为70%,1/500秒的通光量仅占60 %左右。 例如:用f/16、1/30和f/4、1/500秒两种曝光组合拍摄同一景物,从曝光量的计算来看,这两个曝光组合所摄得的感光片密度应该是一致的。其实不然,如果前者曝光正确的话,后者则曝光略有不足。其原因是:前者光圈的相对孔径小,快门刚开和将闭时空隙虽小,镜头进入的光线也能全部通过,因此曝光正确。后者光圈的相对孔径大,只能在快门完全开足的瞬间才能使镜头进入的光线全产通过,刚开和将闭的小空隙只有极少部分光线能够通过,所以造成曝光不足。镜间快门的这一缺陷,往往被一些初学摄影者所忽视。
●焦点平面快门
焦点平面快门,通常称作帘幕快门。它用特制的黑色胶质绸布或金属帘片制成,装配在机身后部,紧巾在镜头焦点平面处,在感光片的前面并与其平行。焦点平面快门是通过帘幕上裂口的移动进行曝光的。帘幕的裂口有两种类型:一种是在帘幕上开有多个宽窄不同的固定裂口,用这些裂口来控制曝光,裂口宽的曝光时间长,裂口窄的曝光时间短,这种快门在现代照相机上已不用了;一种是由两片帘幕自动调节裂口的宽窄,帘幕运动的方式是前帘移动,后帘追随,追随速度的快慢决定着裂口的宽窄,裂口的宽窄决定着曝光时间的快慢,裂口宽的时间慢,裂口窄的时间快。帘幕快门的曝光速度比镜间快门的速度高,一般在1秒至1/1000秒,有的速度高达1/4000秒。 帘幕的运动方向有两种:一种是由左至右横向移动;一种是由上至下垂直移动。这种由上而下垂直运动的快门,在现代照相机中多为合金钢片结构,所以也叫做钢片快门。如尼康、美能达等单镜头反光照相机就是此类快门。
焦点平面快门的帘幕裂口经过感光片表面的行程,约需1/30秒的时间。曝光速度并不是指这种裂口行程的时间,而是指感光片上任何部位的实际曝光时间。
帘幕快门的优点是:结构严密,速度较高;帘幕紧靠感光片裂口由底片一端到另一端,快门速度高低都可均匀感光,通光量不受影响,不会产生镜间快门那种大光圈、高速度时可能曝光不足的现象。
焦点平面快门也有它的缺陷:用高速度愈快,变形的程度愈严重。帘幕运动方向的不同,物体变形的情况也不一样:由左向右移动的帘幕快门拍摄平行方向的运动物体,物体运动的方向与帘幕移动方向相同时,恰好是光学影像与帘幕移动方向相反,这时,影像会变短;物体运动方向与帘幕移动方向相反时,恰好是光光影像与帘莫移动方向相同,这时,影像则变长。由上向下移动的帘幕拍摄左右运动的物体,竖直的线条容易变为斜线。
产生变形现象有原因:由于帘幕快门高速度时的裂口很窄,对感光片的整个画面不能同时全面感光,而是由开启的一端先感光,裂口一边移动一边感光,闭合的一端最后感光,整个画面的感光有先后之分。因此,两个运动方向相反时,运动物体就产生了加速度;两个运动方向相同时运动物体就产生了减速度,于是便出现运动物体影像变短或变长的变形现象。
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为了减少或避免高速度帘幕快门使运动物体变形,通常采用两种方法:一是拍摄时照相机与物体运动方向要小于90度角,可减少变形;二是在90度角拍摄时,采用“追随拍摄法”,可避免变形,并使运动物体的背景出现模糊的“流动”影像,这样有助于加强被摄物体的运动感。追随拍摄法通常采用快门速度1/60秒、1/30秒或1/125秒,照相机与被摄体成90度的拍摄角度, 手持照相机追随被摄对象,在等速追随中按下快门钮。
以上介绍的两种结构不同的快门,都是以机械为动力来控制的,所以,也有将镜间快门和焦点平面快门合称为机械快门的。
近年来,随着电子科学的发展,先进的电子技术也应用到照相机的快门上来,用电子来控制快门曝光,被称为电子快门。电子快门分为全电子式和电子与机械并用式。全电子式快门以机身内的电池作为能源,自动控制测光和曝光;电子与机械并用式快门是限定在某一、二档速度可由机构控制,其他多档速度均由电子控制。如:日本美能达XG-M型相机就属于全电子式快门,电池耗尽就不能拍摄了。美能达XD-7型相机则属于电子与机械并用式快门,当电池耗尽时,尚可机械快门控制O档(相当于1/100秒)和B档快门来拍摄。 就目前的电子快门相机来看,绝大多数都是装配在单镜头反光式的焦点平面快门中使用。
●程序快门
程序快门是一种电脑控制的快门,它是由照相机中的电脑根据预先输入的编制好的快门与光圈组合程序来控制曝光。
现代照相机中的一些制造精良、小巧轻便、全部自动化的小型135 相机,大多装有程序快门。这种程序快门照相机,不必费神,抬手即拍。所以,通常把这类照相机称为“傻瓜相机”。
程序快门照相机,大多是由一组置于镜头之后的叶片兼作光圈和快门,用它来控制光圈的大小与快门开闭时间的长短,进行自动曝光。由于程序快门是按EV值的大小编制程序预置于电脑之中,当光线较暗时,即出现大光圈慢速度的曝光组合;当光线极暗时,相机内即出现红灯警告信号,这时则需将机身上的闪光灯开启,进行闪光照明摄影。在光线较暗的情况下,注意操机要稳,以免影像变虚。
近年来,在一些高中档的135单镜头反光照相机中, 也引用了这种编程自动曝光的方式。例如美能达X-700相机上绿色的P档就是编程自动曝光方式;再如理光10型、尼康F型、侍能A-1型、潘太克斯A型等照相机, 都拥有程序自动曝光方式。这些高中档相机的程序控制曝光比那些简单的傻瓜相机的程序快门要高级得多,用起来得心应手,尤其适用于新闻摄影中的快速抓拍。
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②暗箱部分
由镜头至感光片之间,必须保持一定的距离和空间,这段距离就是由镜头后节点到焦平面的焦距,这个空间就是照相机的暗箱部分。暗箱要保持绝对黑暗,不能透光,使外部的光线不能对感光片造成干扰和破坏。同时,通过暗箱的伸缩来调焦,使景物结成清晰的影像。
暗箱的类型大致有三种:
●皮制折叠暗箱
折合式的照相机都是皮制折叠暗箱,通常称这种皮制暗箱为“皮腔”。皮制折叠暗箱的特点是可张可叠,用时张开,可前伸后缩来调焦使景物达到清晰;不用时可折叠起来,收缩到机身内部,体积变小,重量较轻,便于携带。海鸥203型照相机就属于这一类。但是皮制暗箱不及金属暗箱经久耐用, 长久使用容易使边角靡损而产生漏光现象。
●方形金属暗箱
120型的双镜头反光式或单镜头反光式照相机的暗箱多是方形的, 与机身结合在一起,通过机身上的测距旋钮使它前后伸缩来调焦,使影像清晰。这种暗箱大多是用轻金属制成,通常称作金属暗箱。海鸥牌各型双镜头反光照相机及其他一些反光式方箱照相机均属此类。近年来亦有用优质塑料制作机身和暗箱的。方形金属暗箱的优点是质地坚固,经久耐用,不易漏光。但是,由于它是与机身结合在一起的金属方箱,照相机的体积较大,不如皮制折叠暗箱的照相机携带方便。
●镜头圆筒暗箱
35毫米小型照相机各种焦距镜头的套筒,能够在一定范围内前伸后缩进行调焦,它相应地代替了暗箱。国产的海鸥DF以及德国的莱卡、日本的尼康、美能达等小型照相机,均属此类。镜头套筒暗箱的特点是镜头、暗箱与机身互为一体,制造精确,结构严密,绝不会出现漏光现象。
机身部分
照相机的机身因照相机种类的不同,其结构、形状也各异。机身作为承装组成照相机的各种部件的载体,它的主要作用是将各主要部件紧密连结起来成为一个整体。机身上还附设有取景器、测距器、卷片装置、闪光联动及自拍设备。
取景器
取景器是照相机的重要部件之一,摄影者通过它来观察被摄景物并确定其取舍,这种取舍就是摄影者对所拍摄的照片的初步构图。
取景器的种类很多,其分类方法各有不同。
按照取景器与成像镜头光学主轴的关系,可分为同轴取景器和旁轴取景器两种。同轴取景器是取景与成像在同一光学主轴上,单镜头反光式照相机即属此类;旁轴取景器是依靠独立的专用物镜和目镜来完成取景,取景的光学主轴处于成像光学主轴的旁侧,它们之间相互平行,双镜头反光式和光学透镜取景器的照相机即属此类。
按照取景器的结构方式,又可分为聚焦屏取景器、直视方框取景器、光学透镜取景器、反光棱镜取景器和附加取景器五种。现分述如下:
●聚焦屏取景器
聚焦屏取景器是在照相机的机身后部焦点平面处,装配一块特制的磨砂玻璃聚焦屏。这种聚焦屏取景器的照相机,是一块特制的磨砂玻璃聚焦屏。这种聚焦屏取景器的照相机,是利用同一个镜头来先后完成取景和成像,所以属于同轴式取景器。拍摄时先将照相机固定,取下后背片盒,放上磨砂玻璃聚焦屏,把镜头的光圈开足并打开快门,旋转测距钮,景物的光线通过镜头即可在磨砂玻璃上结成清晰的影像。当确定了被摄景物范围之后,即可闭合快门,将光圈收缩到应用的一级,取下磨砂玻璃聚焦屏,并把装有感光片的后背片盒置于机身后部,便可拍摄了。一般大型照相座机都是用聚焦屏取景的,某些新闻镜箱(如“林哈夫”照相机等)也附有这种取景装置。
●直视方框取景器
直视方框取景器是用金属丝或金属片制成方框,装配在照相机的前面,透过机身后部上面的接目孔,所看到的方框内景物范围,就是镜头所要拍摄的范围。这种方框式取景器并不是利用光学物镜来取景的,故无光学主轴可言。但是,由于方框取景器是处于成像镜头的旁侧,所以也可把它算作旁轴式取景器。一些早期生产的简单照相机,多是这类取景器;现代一些反光式照相机,为了便于拍摄运动物体,也附有直视方框取景器,通常称作运动取景器。例如:国产东风照相机、瑞典的哈斯德照相机都附有方框式运动取景器,并备有不同焦距镜头的转换屏框;海鸥双镜头反光式照相机,除可通过反光镜取景外,也附有直视方框取景器。
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●光学透镜取景器
光学透镜取景器安装在机身内部,由数块光学透镜构成。这种光学透镜取景器的光学主轴,与成像光学主轴相互平行而分离,所以属于旁轴式取景器。通常标准镜头和广角镜头的取景器,前面是一块凹透镜,后面的接目镜是凸透镜,将被摄景物缩小收入目镜之内,其视角可以放大;长焦距的摄远镜头则前面为凸镜,后面接目镜为凹镜,能将被摄景物扩大,其景物范围由相应缩小了。现代照相机的光学透镜取景器与光学测距器合为一个观测孔,同时取景、测距,交能将视差予以校正,十分方便。某些高级照相机在一个取景器内设有三种或四种不同焦距镜头的自动变换取景框。通过这种光学透镜取景器,可以直接平视观察被摄景物的运动和变化,对于拍摄运动物体极为方便。
●反光棱镜取景器
反光棱镜取景器,分为两种类型,一种是单镜头反光式照相机,利用同一个镜头来完成取景和成像,属于同轴式取景器;一种是双镜头反光式照相机,用两个镜头来分别完成取景和成像,属于旁轴式取景器。反光棱镜取景器是在机身内镜头主轴45度角处安装一块反光镜,将镜头结成的影像反射到机身顶部的磨砂玻璃上,感光片和磨砂玻璃距离镜头的光程长度完全相等,两者的画幅大小是一致的,在磨砂玻璃上所观察到的景物即是感光片上将要结成的影像。这种取景方式也叫作反光镜取景器。用反光镜反射到磨砂玻璃上的影象,与景物的上下位置相同,左右位置相反。例如:瑞典的哈斯德、国产的东风、海鸥、珠江、牡丹等照相机均属此类。
为了从取景的磨砂玻璃上能看到与景物位置完全相同的正象,一些反光式照相机在取景器中增设一块屋脊五棱镜,把反射光线双作两次折射,使原先看到的与景物左右位置相反的影像,变成与景物上下左右位置都完全相同的影像。这种取景方式也叫作五棱镜反光取景器。例如:国产海鸥DF照相机就属于这一类。还有的现代照相机,在俯视反光取景的磨砂玻璃上,附加一个五棱镜平视取景器,这种取景器可使景物成为正像,并能将影像放大三至四倍,极为清晰明亮。例如:瑞典的哈斯德照相机就附有五种不同形式的五棱镜取景器。
这种反光棱镜取景器同时也是照相机的测距器,是取景、测距合一的装置。有些电子控制的照相机,取景器的内侧有显示曝光数值的小窗孔,光线不足或光线过强即有警告信号,经过调整光圈或快门速度,才能使警告信号消失。
●附加取景器
照相机除了机身上所装配的各类取景器之外,还有一些附加的单独使用的取景器。各种附加的取景器,它们与成像镜头都不在同一个光学主轴上,所以附加取景器均属于旁轴式取景器。这类附加取景器,有的是可供五种不同焦距镜头变换使用的万能取景器,有的是仅供一种焦距镜头专用的单一取景器。如莱卡光学万能取景器是在一个取景镜筒内装有可变换数种不同焦距的取景框;康太斯光学万能取景器是在一个可旋转的圆盘上装有五个不同焦距的取景镜。还有一种在拍摄时不使被摄人物觉察的侧面取景器,它是由一块直角棱镜作90度反光取景的,可装到照相机上使用,摄影者由照相机的一侧取景,可拍摄左右两侧的人物活动,而不致被察觉。还有一种叫腰平取景器,适于翻拍文件资料,可以从侧面取景,使用十分方便。这几种取景器都是由光学透镜构成的。还有一类是框式附加取景器,也可供不同焦距的镜头使用。这类形式的取景器在现代照相机中已不多见了。
各种取景器,进化论是装配在机身内部还是附加在机身外部,凡是与成像镜头处在不同的光学主轴上,则镜头所拍摄的影像与取景器所观察的景物必然会有差别。这种从平行的不同位置观察同一件被摄物体,所看到的位置不一致而发生的差别,叫作视差,也叫平行差。现在许多照相机的取景器,都对视差进行了校正,但也有一些照相机取景器的视差校正不精或没有校正,使用这种照相机(包括使用直视方框取景器和附加取景器),愈是拍摄近距离物体,其视差显著。因此,在拍摄近距离物体时,应将镜头稍偏向被摄物体的方向,这样,由于视差的作用,影像在感光片上的位置将是合适的。
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照相机上的测距器,是调节镜头与被摄体之间距离的装置,对照相机内部结构来说,是调节镜头与胶片之间的像距。
随着科学技术的发展,照相机上的测距器也在不断孜进。早期生产的一些照相机,大多没有连动测距装置。一般都是在可旋转的镜头套圈上刻有物距标尺,拍摄时,先以目测确定距离,再将物距标尺对在测定的距离读数上,即可摄取清晰的影像。随后又制出附在照相机上独立使用的摄影测距器,单独测出物距后,再对好照相机上的物距标尺,可获得清晰影像,这种测距器比目测距离准确,但仍不够方便。现代照相机机身内都设有连动光学测距装置,称作光学测距器,由数块透镜和棱镜构成。镜头旋转时可使测距器连动,通常是取景、测距合一同时进行,拍摄取景时将镜头稍加旋转即可测出准确距离。近年来又出现了更为先进的电子控制的全自动测距装置,拍摄时,无须考虑测距,只要按动快门钮,即可摄得清晰的影像。
常见的测距器大致有以下几种:
●截影式测距器
截影式测距器,由取景孔观察被摄物体的影像是上下两截,左右错开,拍摄时须旋转测距装置,当左右错开的两段截影接合成为一个守整影像时,即是测距准确。截影式测距器通常有两种:一种是取景画面中的整个影像由中间截开;一种是取景画面中心部位影像由中间截开,而周围影像不产生截影。
●叠影式测距器
叠影式测距器,由取景孔观察被摄物体的影像是两个浓淡不同相互交错的叠合影像,拍摄时须旋转测距装置,当浓淡交错的两个影像渐渐叠合到一起,成为一个清晰的实像时,即是测距准确。
●反射式测距器
单镜头或双镜头反光式照相机,取景和测距都是依靠镜头主轴45度角处的反光镜反射,在磨砂玻璃上取景调焦,当影像清晰时,测距旋转的物距标尺便标出准确的物距读数。反光式照相机的测距装置,属于反射式测距器,也有人称作折射式测距器。其中有些取景屏的中心部位也磨有截影式测距窗,周围还有一圈微棱环,中心部位的截影窗中的两影接合即测距准确微棱环中的徽棱即消失。周围部位则是以影像清晰程度来决定测距准确与否,中心截影接合,周围影像必定清晰。这种取景测距装置兼有截影式和反射式两种测距功能。
●发光式测距器
在某些新型的现代照相机的取景调焦屏内部,装置有二级发光管指示灯,用红、绿灯的发光来显示调焦测距的准确程度,故称之为发光式测距器。在测距过程中,当调焦准确无误时,调焦屏两侧的三角型红灯消失,中间的圆点型绿灯发光闪亮,即可以进行拍摄;如果调焦不准,偏近或偏远,左右两个三角型红灯就分别发光,显示警告信号,促使摄影者进一步精确调焦。
卷片装置
照相机中,除了使用单张干版感光片的以外,凡是使用成卷软片的,一般都有卷片装置。卷片装置是由机身后背中的轴榫、卷轴和机身上卷片旋钮或摇柄以及计数设备组成的。也有人把卷片装置称为输片装置。
卷片装置有以下几种:
●红窗计数式卷片
一部分使用120型胶卷的照相机,后背外壳上开有圆孔式小红窗, 每拍一张,转动卷片旋钮或摇柄,感光片即随着移动,从小红窗里可以看到胶卷衬纸上的号码,以此来计数。例如:海鸥203、4B、4C照相机即属此类。
●快门连动式卷片
卷片装置与快门开闭装置连结着,每拍一张,快门的弹簧即放松,只有卷片后,快门弹簧才重新拉紧,可作下一次拍摄。这种卷片的记数是由计数盘自动记录的,每卷一片即自动停止,不会出现重拍或漏拍的现象,使用十分方便。目前照相机中大多采用这种卷片装置。
●全自动式卷片
有一部分照相机装有全自动卷片装置,当按动快门钮,在快门开启之后,曝光的胶片随即自动卷过。全自动卷片分为机械动力和电源动力两种:机械动力是在照相机中装有弹簧发条,上紧发条,以发条为动力,即可连续多次自动卷片;电源动力是在照相机机身下部附加电动马达装置,马达中装有电池,以此为动力,可连续自动卷片。马达电动卷片,卷片一次只需半秒钟,每秒可拍摄两次,有的每秒可拍四次。这种马达电动卷片装置,可以连续拍摄,也可以单拍,相机内胶片拍完,能自动停止卷片。这类全自动卷片的照相机,适于拍摄高速运动的物体,可以不失时机地抓取景有表现力瞬间动作。
闪光联动装置
闪光联动装置,也称作闪光同步装置,它的作用是使闪光灯的发光与快门的开启达到同步。如快门的开启与闪光灯发光不能有效地配合,就会导致闪光摄影的失败。
近代照相机的机身上一般都设有闪光同步插座(也有些是附在镜头套筒上)。闪光摄影时,将闪光灯的同步线接到插座上,在按动快门钮的同时,机身内的连接点把闪光的电路接通,闪光灯便在快门开启的同时发光。
闪光同步装置通党标有“M,X”,“FP,X”,“Q,N”等标号,“M”,“FP”和“Q”是表示有时滞的插座,适用于单次闪光泡(特快型闪光泡例外),因为闪光泡从接通电源到发光要间隔一段时间,所以必须用这种有时滞的插座才能同步;“X”和“N”是表示没有时滞的插座,适用于电子闪光灯(特快型闪光泡也适用),因为电子闪光灯一经接通电源便立即发光,所以要用这种没有时滞的插座才能同步。
④后背部分
后背部分,顾名思义便可知道它是照相机最后面的部分,它是安放感光片的装置。
后背按其构造与用途可分为三种:
●固定后背
固定后背在构造上与机身结为一体,通常是机身即后背,后背即机身,机身与后背几乎是不能明显划分开来的,这种后背是固定不可动的。后背盒盖内侧设有承影背,能将感光片紧密地压迫在成影框上,以便通过镜头的光线能够均匀地感光;还附设前后两根输片滚轴,便于卷片时胶片不发生磨擦而顺利通过。
大多数照相机都属于这一类后背结构。
固定后背按其装卸胶卷时后背的开合情况,可分为全开式后背和半开式后背:
●全开式后背
全开式后背,通常称为大揭盖后背。装卸胶卷时,可以把后背盒盖向上方或向左右打开,将装放胶卷的机构完全显露出来,装卸都十分简便快捷。
●半开式后背
半开式后背,在装卸胶卷时,只能从局部位置上打开后背盒盖,装放胶卷的机构不能完全显露出来,只能从后背底盖部分看到装卷机构的局部,胶卷需要由后背底部插入。35毫米小型照相机中有不少是这种半开式后背。
固定后背的缺点是:如果只有一台照相机,同时想使用不同类型的感光片拍摄(如同时拍黑白和彩色片),是极不方便的,要么等相机内的胶卷完全拍摄完,要么不等胶卷拍摄完就中途卸下来,换上另一种类型的胶卷。如果想同时交换使用不同类型胶卷拍摄,一个摄影者就需具备多台照相机,分别装用不同的胶卷,才能适应拍摄的需要。这样,照相机的台数过多,携带起来也有不便。固定后背照相机在这方面的不足,逐渐被一些活动后背照相机所弥补。
●活动后背
活动后背是一个独立的装放感光片的装置,将它附加到机身上,其卷片和计数装置,可与机身部分的快门机械联动。一台照相机备有数个活动后背,分装不同类型的胶卷,可随时调换后背进行拍摄,所以通常也称它为可换后背。
用于120型相机上的活动后背,可拍摄的画幅尺寸分为6×9、6×7、6×6、6×4.5厘米数种。有些120型相机还备有135胶卷专用活动后背,可拍摄24×36毫米画幅,还可拍摄24×54毫米的“宽银幕式”画幅。
常见的活动后背多用于新闻相机(林哈夫、骑士)和120 单镜头反光相机(哈斯、玛米雅RZ、勃朗尼卡、禄来福来XL 以及我国东风片相机等), 但在135单镜头反光相机上也有大片盒后背可换(装片10米),禄来福来SL2000 型和3000型两部相机就是可换后背的135单镜头反光相机。
●特殊后背
一些现代新式照相机设计有可更换的活动后背,适应了现代摄影技术的需要。
在可更换的活动后背中,还有一些具有特殊用途的活动后背。例如:拍摄后立即可以得到照片的“一次成像”后背;可以装用单张优质感光片的“单张装片”后背,等等。