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镜头

镜头在影视中有两指,一指电影摄影机放映机用以生成影像的光学部件,由多片透镜组成。各种不同的镜头,各有不同的造型特点,它们在摄影造型上的应用,构成光学表现手段;二指从开机到关机所拍摄下来的一段连续的画面,或两个剪接点之间的片段,也叫一个镜头。一指和二指,是两个完全不同的概念,为了区别两者的不同,常把一指称光学镜头,把二指称镜头画面

(1). 采用镜片数目:多类型镜片组合,可减少色偏改善聚焦等问题,但会减少透光率。

(2). 镜片透光率:好镜片透光率佳价格贵,差镜片较会阻挡光线通过。

(3). 镀膜与研磨:镜片镀膜与研磨技术影响镜片品质。

(4) 机械装置:镜头内部机械结构精密度,影响镜片移动精确镀及可靠度,品质差机械结构,会产生调整误差及不一致性。

一、单片或双胶合透镜构成的简易镜头

这种简易型镜头由于只采用单片或双胶合透镜构成,因此其象差不可能完善校正,孔径也很小,只能在强光下使用。但由于此类镜头价格特别低廉,特别是近年来已普遍使用光学塑料(PMMA)替代光学玻璃,使其制造成本更为降低。因此,目前市场上的玩具相机、一次性相机大多使用这种简易镜头。

二、三片三组柯克[Cooke]型镜头

早期由三片分离透镜组成的柯克型镜头,其光圈位于透镜之间,这种光学结构型式是镜头象差能得以初步校正的最简单结构,象质基本上满足一般普及型相机的要求(镜头等级为2~3级),且价格比较低。近几年来为了适应自动、袖珍照相机的发展,把通常三片型柯克镜头的光圈由镜头中间移至镜后,使透镜之间密接紧靠。由于光圈后移造成的光焦度失对称,使系统存在有较大的轴外球差,不得而已只能采取拦光的办法来保证象差,因此相对来说边缘照度较低,在设计及使用时都需要统筹兼顾。

为进一步降低成本,目前市场上的水货低档照相机大多用光学塑料透镜替代柯克型三片物镜中的某一片(大多为中间一片),此时其相对孔径只能做到1/4.5左右。

三、天塞[Tessar]型三组四片照相镜头

由柯克型发展起来的天塞型镜头见图1-2-18,它1902年起源于德国的蔡司光学工厂,最早是由著名光学专家鲁道夫(Rudolof)设计的。它用双胶合透镜组代替了柯克型镜头的第三片,所以镜头的相对孔径可以大大提高,在中等视场50°~60°情况下其相对孔径可做到1/3.5~1/2.8。它是目前国内中档或普及型照相机应用得最广的镜头结构形式。光圈位于第二、第三组之间,构成非对称结构型的正光焦度摄影物镜。

引入的胶合透镜组使物镜的象散和轴外均得到了充分改善,因此特别适合于风景摄影。

四、双高斯物镜及其演变形式

双高斯物镜是在具有较大视场(大约40°左右)的物镜中,相对孔径最先达到F/2的一种物镜。最初的设计如图1-2-19所示。加入的两个胶合面,使其有可能更好地消除象差。胶合面两边玻璃的色散尽管不同,但折射率近似相等,因此胶合面的加入对单色象差影响不大。基本对称的结构有利于彗差、畸变、倍率色差等垂轴象差的校正,光圈两侧各有一个强凹透镜,有利于球差和象散的校正。 双高斯物镜的复杂化型式,主要是为了增加镜头的相对孔径或者是为了改善镜头的成象质量。最常见的方法是把前面或者后面的正透镜用两个单正透镜来代替,如图1-2-19(a)所示。它可以使轴外的视场高级球差和轴上的孔径高级球差同时减小,可以在较大的视场情况下获得较高的成象质量。

双高斯物镜的另一类复杂化形式是把前、后厚透镜中的胶合面,用分离曲面代替;或者同时把前面或后面的正透镜分成两个。

安防监控领域,镜头的分类,选择,以及镜头的计算

在电视监控系统中如何根据现场被监视环境,正确选用摄像机镜头是非常重要的,因为它直接影响到系统组成后在系统末端监视器上所看到的被监视面画的效果能否满足系统的设计要求(就画面范围或图像细节而言),所以正确的选用摄像机镜头可以使系统得到最优化设计并可获得良好的监视效果。

目前市场上标榜的低照度摄像机无论是厂商或是进口商,对低照度的定义众说纷纭,莫衷一是,彩色摄像机从0.0004LUX~1LUX,黑白摄像机从0.0003~0.1LUX均有,(若搭配红外线,则均可达0LUX),这就是国内市场在CCTV产业的技术规格方面并无统一标准,而产生各说各话的情况。 行业内人士强调,照度能低到多少,不仅要看镜头的光圈大小(F值),更要看是在什么条件限制下才能出现所标示的LUX值,否则只是流于数字的游戏罢了!以光圈大小(F值)而言,光圈愈大则其所代表的F值愈小,所需的照度愈低。另外电子灵敏度(ELECTRONIC、SENSITIVITY)是否提高,单一画面累积帧数为多少?红外线是ON还是OFF?……等都应了解清楚,才不致被规格所标示的照度数值所混淆。 低照度摄像机在中国市场的演进过程 低照度摄像机在中国市场的演进简单分为以下三步:白天彩色/晚上黑白(COLOR/MONO);低速快门(SLOW/SHUTTER)及超感度摄像机(EXVIEW/HAD)。[3-4]

1) 定焦距:焦距固定不变,可分为有光圈和无光圈两种。

有光圈:镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变化,应相应调节光圈的大小。光圈的大小可以通过手动或自动调节。人为手工调节光圈的,称为手动光圈;镜头自带微型电机自动调整光圈的,称为自动光圈。

无光圈:即定光圈,其通光量是固定不变的。主要用光源恒定或摄像机自带电子快门的情况。

2) 变焦距:焦距可以根据需要进行调整,使被摄物体的图像放大或缩小。

常用的变焦镜头为六倍、十倍变焦。

三可变镜头:可调焦距、调聚焦、调光圈。

二可变镜头:可调焦距、调聚焦、自动光圈。

为了获得预期的摄像效果,在选配镜头时,应着重注意六个基本要素:

A) 被摄物体的大小

B) 被摄物体的细节尺寸

C) 物距

D) 焦距

E) CCD摄像机靶面的尺寸

F) 镜头及摄像系统的分辨率

一、产品选用指南

电视监视系统通过遥控摄像机、镜头、电动云台等设备,在监视器上直接观看被监视场所、目标所发生的一切情况。并可以把被监视的场所、目标的图像信息内容传通过录像机进行记录。

镜头:把被监视目标的光像聚焦于摄像机的靶面或CCD(电荷耦合器件)传感器上,在摄像机的靶面或CCD传感器上产生被监视目标的清晰图像。

选用镜头时,镜头应与摄像机的工业接口要一致。镜头规格应与摄像机靶面规格一致。镜头的焦距应根据视场大小和镜头与监视目标的距离确定。除硫化锑摄像管外,当监视目标照度有变化时,均应采用光圈可调镜头。当需要遥控时,可选用具有光对焦、光圈开度、变焦距的遥控镜头装置。摄像机需要隐蔽时,可设置在天花板或墙壁内,镜头可采用针孔或棱镜镜头。

镜头:可分为定焦距镜头、变焦距镜头、广角镜头等。

1)定焦距镜头用于摄取固定目标。

2)变焦距镜头用于摄取大范围画面。

3)广角镜头用于摄取小视距、大视角画面。

摄像机镜头的选择应符合下列规定:

① 镜头的焦距应根据视场大小和镜头目标的距离确定,

摄取固定监视目标时,可选用定焦镜头;当视距较小而视角较大时,可选用广角镜头;当视距较大时,可选用望远镜头;当需要改变监视目标的观察视角或视角范围较大时,宜选用变焦距镜头。

②当需要遥控时,可选用具有光对焦、光圈开度、变焦距的遥控镜头装置。

二、施工、安装要点

可参见《智能建筑弱电工程设计施工图集》 97×700。

(1)摄影者不能自行随意拆卸镜头,有问题要到专门维修部门修理,否则,拆卸后无法复原,又不能进行精确调校,造成镜头的损伤会影响镜头的成像质量。

(2)不能用粗糙不清洁的物品擦拭镜片。

(3)用镜头刷刷镜头表面时,应保持毛刷的清洁,不能用手触摸毛刷,刷毛用脏后应及时用酒精清洗。

(4)不能在摄影镜头调节环处随意加润滑油。以免流入镜头内部沾污透镜表面。

(5)不拍摄时,应把镜头调焦环调到无限远,把光圈调到全开状态,把推拉式变焦环和微距环缩回,以改善镜头的抗震性能。

(6)摄影镜头长期不使用时,最好保存在储有干燥剂的玻璃密封器皿内,或将其密封在有干燥剂的塑料袋内。

为了获得预期的摄像效果,在选配镜头时,应着重注意六个基本要素:

A) 被摄物体的大小

B) 被摄物体的细节尺寸

C) 物距

D) 焦距

E) CCD摄像机靶面的尺寸

F) 镜头及摄像系统的分辨率

一、产品选用指南

电视监视系统通过遥控摄像机、镜头、电动云台等设备,在监视器上直接观看被监视场所、目标所发生的一切情况。并可以把被监视的场所、目标的图像信息内容传通过录像机进行记录。

镜头:把被监视目标的光像聚焦于摄像机的靶面或CCD(电荷耦合器件)传感器上,在摄像机的靶面或CCD传感器上产生被监视目标的清晰图像。

选用镜头时,镜头应与摄像机的工业接口要一致。镜头规格应与摄像机靶面规格一致。镜头的焦距应根据视场大小和镜头与监视目标的距离确定。除硫化锑摄像管外,当监视目标照度有变化时,均应采用光圈可调镜头。当需要遥控时,可选用具有光对焦、光圈开度、变焦距的遥控镜头装置。摄像机需要隐蔽时,可设置在天花板或墙壁内,镜头可采用针孔或棱镜镜头。

镜头:可分为定焦距镜头、变焦距镜头、广角镜头等。

1)定焦距镜头用于摄取固定目标。

2)变焦距镜头用于摄取大范围画面。

3)广角镜头用于摄取小视距、大视角画面。

摄像机镜头的选择应符合下列规定:

① 镜头的焦距应根据视场大小和镜头目标的距离确定,

摄取固定监视目标时,可选用定焦镜头;当视距较小而视角较大时,可选用广角镜头;当视距较大时,可选用望远镜头;当需要改变监视目标的观察视角或视角范围较大时,宜选用变焦距镜头。

②当需要遥控时,可选用具有光对焦、光圈开度、变焦距的遥控镜头装置。

二、施工、安装要点

可参见《智能建筑弱电工程设计施工图集》 97×700。

(1)镜头的组接必须符合观众的思想方式和影视表现规律镜头的组接要符合生活的逻辑、思维的逻辑。不符合逻辑观众就看不懂。做影视节目要表达的主题与中心思想一定要明确,在这个基础上我们才能确定根据观众的心理要求,即思维逻辑选用哪些镜头,怎么样将它们组合在一起。

(2)景别的变化要采用“循序渐进”的方法

一般来说,拍摄一个场面的时候,“景”的发展不宜过分剧烈,否则就不容易连接起来。相反,“景”的变化不大,同时拍摄角度变换亦不大,拍出的镜头也不容易组接。由于以上的原因我们在拍摄的时候“景”的发展变化需要采取循序渐进的方法。循序渐进地变换不同视觉距离的镜头,可以造成顺畅的连接,形成了各种蒙太奇句型。

前进式句型:这种叙述句型是指景物由远景、全景向近景、特写过渡。用来表现由低沉到高昂向上的情绪和剧情的发展。

后退式句型:这种叙述句型是由近到远,表示有高昂到低沉、压抑的情绪,在影片中表现由细节到扩展到全部。

环行句型:是把前进式和后退式的句子结合在一起使用。由全景中景近景特写,再由特写近景中景远景,或者我们也可反过来运用。表现情绪由低沉到高昂,再由高昂转向低沉。这类的句型一般在影视故事片中较为常用。

镜头组接的时候,如果遇到同一机位,同景别又是同一主体的画面是不能组接的。因为这样拍摄出来的镜头景物变化小,一副副画面看起来雷同,接在一起好像同一镜头不停地重复。在另一方面这种机位、景物变化不大的两个镜头接在一起,只要画面中的景物稍有一变化,就会在人的视觉中产生跳动或者好像一个长镜头断了好多次,有“拉洋片”、“走马灯”的感觉,破坏了画面的连续性。

如果我们遇到这样的情况,除了把这些镜头从头开始重拍以外(这对于镜头量少的节目片可以解决问题),对于其他同机位、同景物的时间持续长的影视片来说,采用重拍的方法就显得浪费时间和财力了。最好的办法是采用过渡镜头。如从不同角度拍摄再组接,穿插字幕过渡,让表演者的位置,动作变化后再组接。这样组接后的画面就不会产生跳动、断续和错位的感觉。

(3)镜头组接中的拍摄方向,轴线规律

主体物在进出画面时,我们拍摄需要注意拍摄的总方向,从轴线一侧拍,否则两个画面接在一起主体物就要“撞车”。

所谓的“轴线规律”是指拍摄的画面是否有“跳轴”现象。在拍摄的时候,如果拍摄机的位置始终在主体运动轴线的同一侧,那么构成画面的运动方向、放置方向都是一致的,否则应是“跳轴”了,跳轴的画面除了特殊的需要以外是无法组接的。

(4)镜头组接要遵循“动从动”、“静接静”的规律

如果画面中同一主体或不同主体的动作是连贯的,可以动作接动作,达到顺畅,简洁过渡的目的,我们简称为“动接动”。如果两个画面中的主体运动是不连贯的,或者它们中间有停顿时,那么这两个镜头的组接,必须在前一个画面主体做完一个完整动作停下来后,接上一个从静止到开始的运动镜头,这就是“静接静”。“静接静”组接时,前一个镜头结尾停止的片刻叫“落幅”,后一镜头运动前静止的片刻叫做“起幅”,起幅与落幅时间间隔大约为一二秒钟。运动镜头和固定镜头组接,同样需要遵循这个规律。如果一个固定镜头要接一个摇镜头,则摇镜头开始要有起幅;相反一个摇镜头接一个固定镜头,那么摇镜头要有“落幅”,否则画面就会给人一种跳动的视觉感。为了特殊效果,也有静接动或动接静的镜头。

(5)镜头组接的时间长度

我们在拍摄影视节目的时候,每个镜头的停滞时间长短,首先是根据要表达的内容难易程度,观众的接受能力来决定的,其次还要考虑到画面构图等因素。如由于画面选择景物不同,包含在画面的内容也不同。远景中景等镜头大的画面包含的内容较多,观众需要看清楚这些画面上的内容,所需要的时间就相对长些,而对于近景,特写等镜头小的画面,所包含的内容较少,观众只需要短时间即可看清,所以画面停留时间可短些。

另外,一幅或者一组画面中的其他因素,也对画面长短直到制约作用。如同一个画面亮度大的部分比亮度暗的部分能引起人们的注意。因此如果该幅画面要表现亮的部分时,长度应该短些,如果要表现暗部分的时候,则长度则应该长一些。在同一幅画面中,动的部分比静的部分先引起人们的视觉注意。因此如果重点要表现动的部分时,画面要短些;表现静的部分时,则画面持续长度应该稍微长一些。

(6)镜头组接的影调色彩的统一

影调是指以黑的画面而言。黑的画面上的景物,不论原来是什么颜色,都是由许多深浅不同的黑白层次组成软硬不同的影调来表现的。对于彩色画面来说,除了一个影调问题还有一个色彩问题。无论是黑白还是彩色画面组接都应该保持影调色彩的一致性。如果把明暗或者色彩对比强烈的两个镜头组接在一起(除了特殊的需要外),就会使人感到生硬和不连贯,影响内容通畅表达。

(7)镜头组接节奏

影视节目的题材、样式、风格以及情节的环境气氛、人物的情绪、情节的起伏跌宕等是影视节目节奏的总依据。影片节奏除了通过演员的表演、镜头的转换和运动、音乐的配合、场景的时间空间变化等因素体现以外,还需要运用组接手段,严格掌握镜头的尺寸和数量。整理调整镜头顺序,删除多余的枝节才能完成。也可以说,组接节奏是教学片总节奏的最后一个组成部分。

处理影片节目的任何一个情节或一组画面,都要从影片表达的内容出发来处理节奏问题。如果在一个宁静祥和的环境里用了快节奏的镜头转换,就会使得观众觉得突兀跳跃,心理难以接受。然而在一些节奏强烈,激荡人心的场面中,就应该考虑到种种冲击因素,使镜头的变化速率与青年观众的心理要求一致,以增强青年观众的激动情绪达到吸引和模仿的目的。

(8)镜头的组接方法

镜头画面的组接除了采用光学原理的手段以外,还可以通过衔接规律,使镜头之间直接切换,使情节更加自然顺畅,以下我们介绍几种有效的组接方法。

连接组接:相连的两个或者两个以上的一系列镜头表现同一主体的动作。

队列组接:相连镜头但不是同一主体的组接,由于主体的变化,下一个镜头主体的出现,观众会联想到上下画面的关系,起到呼应、对比、隐喻烘托的作用。往往能够创造性的揭示出一种新的含义。

黑白格的组接:为造成一种特殊的视觉效果,如闪电、爆炸、照相馆中的闪光灯效果等。组接的时候,我们可以将所需要的闪亮部分用白色画格代替,在表现各种车辆相接的瞬间组接若干黑色画格,或者在合适的时候采用黑白相间画格交叉,有助于加强影片的节奏、渲染气氛、增强悬念。

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