第三章-照相机

第三章照相机返回2/1/20231教学目标：掌握照相机的工作原理，学会照相机的使用教学内容（6学时）

第一节照相机概述第二节摄影物镜第三节景深、焦深与超焦距第四节快门第五节取景器、测距器第六节照相机的使用和维护重点：景深、快门、光圈、闪光同步难点：景深、闪光同步2/1/20232第三章照相机

第一节照相机概述

第二节摄影物镜

第三节景深、焦深与超焦距

第四节快门

第五节取景器、测距器

第六节照相机的使用和维护2/1/20233第一节照相机概述一.照相机工作原理和基本结构

1.

照相机的工作原理：照相机工作时，镜头把被摄景物成像在胶片位置上，通过控制快门的开闭，使胶片曝光，发生光化反应成潜影。已曝光的胶片经过冲洗，便显现出被摄景物的影像。镜头暗箱快门胶片图3-1照相机工作原理第三章照相机2/1/20234

2.基本结构：

机身：是一坚固骨架，用于支撑照相机的各个部件。机身内部是暗腔，可以让机内的胶片只对通过镜头进入机内的光线感光。镜头：作用是使景物成像，并通过光圈控制像面照度。它由光学系统（镜片）、光圈、和镜筒等组成。

取景器：通过一组透镜或照相物镜本身显示所要拍摄的景物，以便摄影者观察、构图。快门：是一种可动的遮光屏，只有在拍摄时，按动快门钮的一瞬间，才得以开启，是光线摄到胶片上。它用来控制曝光时间的长短。

输片结构：对于使用卷装胶卷的相机，用于移去已经曝光的胶片而代之以未曝光的胶片，准备下一次拍摄。第三章照相机第一节照相机概述调焦装置：用于前后移动镜头，使胶片得到清晰的影像。2/1/20235机身光圈镜头调焦装置快门快门速度第一节照相机概述第三章照相机

2.基本结构：2/1/20236二、照相机类型一.按相机规格及像幅尺寸可分为：大型相机：包括座机、组合相机等，使用单片。中型相机：120相机，使用120胶卷。像幅为60×60mm、

60×45mm、60×90mm等几种。小型相机：135相机，使用135胶卷。像幅为24×36mm，或24×18mm。超小型相机：110相机，使用110胶卷；16mm相机等。二.按取景方式可分为：（1）平视取景器式照相机第一节照相机概述第三章照相机2/1/20237（3）双镜头反光照相机（2）单镜头反光照相机早期的单镜头反光照相机是必须以腰平的方式把握照相机并俯视毛玻璃取景。第一节照相机概述第三章照相机2/1/20238第一节照相机概述三.按自动化程度可分为：1、手控曝光照相机2、半自动曝光照相机（可测光）（1）定点测光式照相机（2）追针测光式照相机（3）亮灯测光式照相机3、自动曝光照相机2/1/20239这种照相机装有测光系统，并根据结果自动控制曝光机构，实现正确曝光。又可分为：

a.快门速度优先式照相机：即自动光圈照相机

b.光圈优先式照相：即电子快门照相机

c.双优先式照相机

d.程序快门照相机4、自动对焦照相机：利用各种方式的测距器进行调焦，并将镜头锁定在正确对焦位置上进行曝光。有光电自动对焦、超声波自动对焦、红外线自动对焦等。5、自控闪光照相机照相机与闪光灯连为一体，闪光灯受闪光机构控制。6、自动输片照相机：即自动卷片，分为靠发条的和靠马达的两种第一节照相机概述第三章照相机2/1/202310五、按镜头活动方式分：1、固定焦点照相机2、可变焦点照相机3、可卸镜头照相机4、固定镜头照相机2/1/202311摄影镜头成像质量的优劣，直接影响着底片的成像质量，因为它与影像的清晰度、反差、色彩还原和畸变等都有关系。作为一个摄影镜头，在质量方面最起码的要求有三条：一是有会聚光线的能力，以便把来自物方的光束聚焦成像二是没有畸变，能使一个平面的物体所结的影像也是一个平面三是影像的外貌形态与景物的外貌形态必须相像。第二节镜头2/1/202312一、镜头的加膜摄影镜头一般有多片透镜组成，当光线投射到透镜表面时，除一部分通过透镜折射在胶片上会聚成像外，还有一部分因反射而损失掉。同时，每个镜片对光线的互相反射处会产生晕，使画面影像增加灰雾。因此，镜头的反光，既能减少通光量．又能降低影像的反差和清晰废，并使影像的质感和层次受到损失。如果拍摄的是彩色胶片，则彩色影像的色彩饱和度也能被降低。第二节镜头2/1/202313为了减少光的反射和损失，提高成像质量．现在的摄影镜头普遍在透镜片与空气相接触的表面上加增透膜(即镀膜)。镀膜有单层和多层两种形式，效果以多层为好．但成本较高。加膜表面因而显示紫色、蓝色或橙色等未加膜为白色。2/1/202314镜头的光学结构一、非对称式镜头二、对称式镜头三、摄远镜头摄远镜头既加长了镜头的焦距，又增大了影像的放大率，同时却缩短了镜简的长度，使镜头结构变得很紧凑，便于携带。摄远镜头让你在很远的地方也能拍到细节，在近处使用广角镜可以扩大视野2/1/202315四、折反射型镜头一般用于焦距大于400毫米的摄远镜头。由于它没有光圈调节环，所以不能灵活控制景探，其通光量的改变，也必须靠增减中性滤光镜(有的镜头设有内置中性灰滤光境)来实现。它的有效口径较小，一般为1：5．6—1：8，因而取景时光线较暗，不便调焦。五、反摄远镜头属于短焦距镜头。六、广角镜头七、鱼眼镜头八、可变焦距式镜头焦距可变2/1/202316第二节镜头一.镜头的光学特性

镜头的光学特性可由三个参数来表示：焦距、相对孔径和视场角。1.焦距和视场角（1）根据牛顿放大率公式β=–ƒ/χ及ƒˊ=–ƒ可得：，yˊ=βy=

y。β=

焦距是摄影物镜最重要的一个特性参数，通常被标在镜头的前景镜片压圈上或镜筒的外圆周上，如“f=50“或”50“等，其单位是毫米。焦距决定被摄物在胶片上成像的大小。表明：物距x一定，影像放大率β与焦距f'成正比。所以，f不同的镜头对同一距离的物体摄影时，焦距长的成像大，焦距短的成像小。第三章照相机还可以看出，当β一定，则焦物距x与焦距f'成正比。即当物像比例关系确定时，长焦距镜头拍摄，拍摄点可选的远些。反之，焦距越短，则越要靠近物体进行拍摄。2/1/202317第三章照相机第二节拍摄物镜按照焦距的长短，摄影物镜可分为：标准镜头、长焦距镜头、短焦距镜头2/1/202318第三章照相机第二节拍摄物镜按照焦距的长短，摄影物镜可分为：标准镜头、长焦距镜头、短焦距镜头标准镜头的焦距约等于底片画幅对角线的长度。2/1/202319第三章照相机第二节拍摄物镜按照焦距的长短，摄影物镜可分为：标准镜头、长焦距镜头、短焦距镜头2/1/202320第三章照相机第二节拍摄物镜按照焦距的长短，摄影物镜可分为：标准镜头、长焦距镜头、短焦距镜头2/1/202321按照焦距的长短，摄影物镜可分为：标准镜头、长焦距镜头、短焦距镜头

（2）视场角是用来表示摄影物镜视场大小的参数。它决定了能在感光胶片上成良好像的空间范围。2ω

2y'ƒˊ

摄影物镜的视场用调焦与无限远的物方视场角2ω表示，因对于空气中的光学系统其物方视场角ω与像方视场角ω相等，所以tgω=tgω′=-y'为像面画幅对角线的一半第二节拍摄物镜第三章照相机2/1/202322

可见,当画幅尺寸一定,视场角与焦距成反比.焦距越长的镜头,其视场角越小.在物距不变的情况下,影像放大率与焦距成正比,所以视场角与放大率也成反比关系,即视场角越小,放大率越大.2/1/202323(3)焦距与视场角的关系

长焦距镜头也就是小视场镜头,其焦距比标准镜头长,视场角比标准镜头小.在135照相机镜头中,一般把焦距为85-300毫米的称作摄远镜头把焦距为300-2000毫米的称作超摄远镜头.注意:焦距长、景深短,调焦时要格外细心.第二节拍摄物镜第三章照相机2/1/202324短焦距镜头也称广角镜头,其焦距比标准镜头短,视场角比标准镜头大在135照相机镜头中,一般把焦距为17-21毫米的镜头称作超广角镜头,把焦距为24-35毫米的镜头称作普通广角镜头.广角镜头易有边缘像场发生畸变和照度减弱的缺陷,选购和使用时要注意.2/1/2023252.相对孔径和光圈系数

（1）孔径光栏通过它前面的那些透镜片在镜头物空间成的像就是镜头的入射光瞳，简称入瞳。

入瞳直径D与镜头焦距f'的比值（D/f'）称为相对孔径，相对孔径常被写成1:(f'/D)的形式。照相机的像面光照度可由下式计算：E=τπB()E----光照度B---景物亮度τ---透镜的透过率

说明：当把光圈开至最大时，镜头有最大的相对孔径。因而最大相对孔径越大的镜头其透光能力越强。一般最大孔径大于1:2的镜头称为强光镜头。

（2）相对孔径的倒数称作光圈系数或称光孔号码。用F表示，简称光圈数或F数：F=说明：由式E=τπB()

可知，像面光照度与相对孔径（）的平方成正比，所以必与光圈数的平方成反比。

第二节拍摄物镜第三章照相机2/1/202326我国采用的光圈数标准系列为：1，1.4，2.8，4，5.6，8，11，16，22，32

说明：这是一个以为公比的等比级数。光圈数变化一挡，像面照度就变化一倍。光圈数越大，光圈的通光孔径D越小，曝光量越小。第二节拍摄物镜第三章照相机2/1/202327第二节拍摄物镜第三章照相机我国采用的光圈数标准系列为：1，1.4，2.8，4，5.6，8，11，16，22，32光圈的作用：一是控制通光量，以便限制通过镜头的光线量；二是控制景深，决定前后景物的纵氏清晰度；二是可以减少某些像差。2/1/202328

2.光圈

固定式光圈和可变式光圈。成像质量最高的一档光圈称为“最佳光圈”。最佳光圈都在中档位置。如：海鸥DF相机为标准镜的

F5.6光圈。第二节拍摄物镜第三章照相机2/1/2023293.调焦机构

拍摄前，改变物距、像距或焦距以调整像平面位置的过程称作

调焦。调焦正确时，能在胶片平面上获得最清晰的影像。把镜头的前伸移动量称为调焦量。F'胶片平面ABF'ΔxF-x-ffx'A‘B’AB∞物

说明：调焦量Δx等于焦像距x'，因此可由牛顿公式得：

Δx=x'=第二节拍摄物镜第三章照相机2/1/202330第三章照相机第二节拍摄物镜1234对同一拍摄物体，改变镜头的焦距，拍摄的效果不同。例如：图1图4焦距是越来越长的。

2/1/202331第三节景深、焦距与超焦距一.景深与弥散圆1.概念景深---能在像平面上成清晰像的物空间深度景深前界---距镜头最近的能成清晰像的物平面景深后界---距镜头最远的能成清晰像的物平面

前景深和后景深---调焦对准平面分别与景深前界和景深后界之间的距离2.景深的形成：ABCA'B'⊿⊿ιδ

C'如图所示：B在像平面上成清晰像点B'。物点A和C分别结像在A'点和C'点，它们的成像光束在焦平面上的截面是一个圆形光斑，称为弥散圆。允许弥散圆直径为δ。景深后界景深后界⊿ι⊿ι第三章照相机2/1/202332

由于弥散圆直径对人眼的张角还与人眼观察照片的距离有关，又因为底片的用途不同，对像质的要求不同，因而在景深的计算中可取不同的δ值。135型相机δ

=0.033毫米，120型相机δ

=0.067，

16毫米摄像机δ

=0.025毫米。在景深的计算中常取δ

=f’/1000。二.焦深BB'MEFGHDιι

'我们称EF和GH两个平面间的距离为焦深，用⊿表示。由图可得：⊿=2MB'=

讨论：当物距时，，则⊿=2δF。可见，焦深与光圈F成正比。应用：进行翻拍或照片放大时，调焦时开到最大光圈，很容易找到最佳调焦点。⊿δ第三节景深、焦距与超焦距第三章照相机2/1/202333三.超焦距

当镜头调焦在无穷远时，像平面位于镜头焦平面位置，到镜头距离为h的物点成像于x´点，在焦平面上的弥散圆直径为最大允许值δ，则x点能在像平面上清晰成像的最近点，我们把这个最近清晰点到镜头的物距称为超焦距。x'δxhf'注意：超焦距并不是指某一特定距离，而是随光圈、镜头焦距和模糊圈变化而变化。与光圈成反比。(详细见课本的公式转换）DF'第三节景深、焦距与超焦距第三章照相机2/1/202334四.景深的计算和影响景深的因素景深后界：景深前界：由前面知识可得：若取δ=ƒˊ/1000，可得

景深后界：景深前界：从公式可以看出，影响景深的因素有三个：光圈、焦距、物距第三节景深、焦距与超焦距第三章照相机2/1/202335光圈大，景深小；光圈小，景深大第三节景深、焦距与超焦距1、镜头光圈：当镜头焦距和调焦距离不变时，光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大。第三章照相机F2F162/1/202336第三节景深、焦距与超焦距2、镜头焦距：当光圈系数和调焦距离不变时，镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大。焦距短，景深大；焦距长，景深小。第三章照相机2/1/202337第三节景深、焦距与超焦距3、被摄物的距离：当光圈系数和镜头焦距不变时，物距越大，景深越大；物距越小，景深越小。距离越远，景深越长；距离越近，景深越短五.景深表1、表格式景深表2、摄影物镜上的景深表3、照相机上的景深表第三章照相机2/1/202338第四节快门一、快门速度系列

1、快门的作用：是照相机中用来控制曝光时间的机构，与光圈配合，控制胶片的曝光量。2、快门速度系列：T、B、1、2、4、8、15、30、60、125、

250、500、1000等，有的可以到达4000。读为X分之一秒。3、注意：光圈可以放在两档中间使用，绝大部分相机的快门速度不可以调在两挡之间。二、快门结构快门主要由五部分组成：1、启闭机构：控制快门叶片开启和关闭的机构，在没有延时机构参与下，它的速度决定了快门最短曝光时间，即快门的最高速度。第三章照相机2/1/2023392、B门机构：手控曝光机构。

3、慢门机构：是一种延时机构。在快门叶片刚刚开满通光孔到叶

片关闭前的一段时间起作用，作用时间长短不同，

形成了不同的曝光时间。4、自拍机构：也是一种延时机构，在快门开启之前起作用，一般延时8-10秒，用于自拍。5、连闪机构：它受快门起闭机构的控制，在适当位置上接同连闪触点，是闪光灯电路接通。三、快门的种类照相机快门的种类大体分为三类：机械快门、电子快门和程序快门。在机械快门中，根据快门的按放位置和运动特点又可分为镜头快门（又称中心快门）和焦平面快门（又称幕帘快门）。第四节快门第三章照相机2/1/202340叶片式快门帘幕式快门第四节快门第三章照相机2/1/202341四.快门的曝光时间和效率1.曝光时间的规定2.快门效率3.曝光时间的误差五.闪光同步闪光同步：闪光灯正好在快门开启后瞬间闪亮，使整幅画面均匀受到闪光照相机上标示的曝光时间是最大光圈时的有效曝光时间。快门有效曝光时间：为快门全部曝光时间为快门满开曝光时间快门效率是反映快门质量水平的一个重要标志。表达式为：第四节快门第三章照相机2/1/202342第五节取景器、测距器一.取景器

1.取景器用来观察被摄景物，以便选取合适的摄影范围。常见的有框架取景器、直视光学取景器、反光取景器。2.取景视差及补偿方法：（1）减小取景面积（2）调节取景器角度和移动接目筒。（3）用大、小亮框来补偿。（4）移动亮框。二.测距器测距器用来测量被摄景物的距离，以便对镜头进行准确调焦。1.测距器的常见种类（1）转动反光镜式测距器第三章照相机2/1/202343说明：当无限远的物点光线经过与基线成45度的半透镜和反光镜后，人眼可以看见一个重合的像点。而距离为E的物点到半透镜和反光镜的入射光线有一夹角ø，因此反光镜必须转过一个角度，才使两像重合A图3-15转动反光镜式测距器d半透镜反光镜基线ø（ø）E（2）摆动负透镜是测距器（3）摆镜变楔式测距器2.测距与调焦的连动三.对焦器1.毛玻璃对焦器2.裂像棱镜对焦器3.微型角锥对角器α第五节取景器、测距器第三章照相机2/1/2023442/1/202345第六节照相机的使用和维护一、照相机的选购1、外观：干净、严密、牢固。2、镜头：无开胶，划伤，发霉，污渍，杂物，调焦环、光圈调节环等应顺畅无松动，光圈大小变化要匀称适当，3、取景器：明亮、清晰、正确4、快门：调节灵活，各档应有差别。自拍机构工作时声响平稳。5、机械装置：上弦卷片应灵活平稳。计数器工作正常。装片后不跑