数码摄影入门和提高 第 1 讲 相机和镜头
内容提要 数码相机 镜头 附件和其它器材 关于电脑 2
前言 从胶片到数码, 摄影以前所未有势头进入大众生活, 摄影爱好者数量比 20 年前何止增加百倍 与胶片摄影相比, 数码摄影更易上手, 摄影者通常更深地介入摄影全过程, 更有乐趣 : Kodak 公司广告语 :You press the button, we do the rest. 你只要按下快门, 前期工作和后期处理都由他们做 数码时代不同了 : 前期 : 你自己制作 数字胶卷 - 设置相机 拍摄 : 你按下快门 - 得到数字底片 后期 : 你在自己的数字暗房 (PS) 里进行处理 3
前言 很多朋友, 买相机第一句就是问 你的相机多少万像素 这些不太专业的话先做个相机技术知识的普及, 知道除了像素还有什么, 大家买相机时可以多和商家侃侃, 使他们不能轻易用像素来左右你口袋里的银子 不盲目追求高级, 要选适合自己的专业的相机能帮拍摄者实现更多的拍摄想法, 但不要局限于设备的优劣, 在掌握基本技术基础上, 最要紧的是培养审美观和独到的眼光, 这胜于专业的镜头 拍好照片, 相机后面的头比相机前面的头更关键 4
摄影术历史 1724 年德国 Schültz 发现银和白垩混合物受光照会变黑 1826 年法国 Niépce 用此原理制成的相机获得第一张照片 1850 年英国 Archer 发明湿板照相 1861 年 Maxwell 在 Sutton 协助下得到第一张彩色照片 1920 年发明电子视频摄像管 照相机逐步被广泛使用, 世纪之交开始迈入数字时代 1921 Kodak 1949 Contax First SLR 1959 Nikon First 35mm 2003 Canon Early DSLR 5
数字相机的发展 1968 年 9 月,Philips 公司申请专利,1970 年 11 月获批准 1972 年 TI 公司工程师设计非电子无胶片相机并申请专利 1973 年美国 Fairchild 半导体公司研制成 CCD 图像传感器 1975 年 Kodak 用 CCD 制成实验性数字相机,3.6 公斤, 用盒式磁带记录图像,10,000 像素, 拍一张照片需 23 秒 1981 年 Sony 制成第一架手持模拟电子摄像机 1986 年模拟电子相机 Canon RC-701 进入市场, 售 2 万美元 1988 年第一架真正的数字相机 :Fuji DS-1P 1998 年尝试 硅胶卷 用于取代传统胶卷 从 21 世纪开始, 数字照相机得到快速发展 6
同步发展的 Photoshop 1987 年 : 密西根大学学生 Thomas Knoll 编写程序用苹果电脑显示黑白图像, 后发展为图像编辑程序, 命名 Photoshop 同年与 Barneyscan 签约, 将 PS 与扫描仪捆绑售出 200 件 1988 年 :Knoll 兄弟到硅谷为 Apple 和 Adobe 演示 PS,Adobe 买下版权 1990 年 :Adobe 发布用于苹果电脑的 Photoshop 1.0 2012 年 : 发布第 13 个版本 -Photoshop CS6 新的数码相机不断推出, 电脑不断升级,Photoshop 也不断更新, 相机 电脑 软件轮番更新, 周期越来越短 7
你需要哪种相机 卡片机 : 适合一般居家旅游 大变焦一体机 : 灵活, 性能还不错 可更换镜头相机 : 单镜头反光 :DSLR 微单或电单 8
认识你的单反相机 数码单反相机 : DSLR Digital Single Lens Reflection 9
数字图像和像素 10
感光元件和像素 一般说来像素越多, 图像越精细 唯像素论 : 将像素数当作唯一重要的参数, 这是误区 像素数与显示和打印输出幅面直接有关 : 满足高清显示需要只用 1920 1080, 仅 230 万像素 以下是满足打印输出需要的像素数 : 300 万像素 5 7 400 万像素 8 10 800 万像素 16 20 1200 万像素 24 36 若将图片放大到几米以上, 需要更多像素 11
相机的像素数和感光元件面积 在低价位上单纯追求高像素数, 可能损失其他重要功能 CCD 面积决定感光点大小 : 感光点大, 容纳电荷的极限就高, 对光的敏感性和宽容度高, 能描述的层次丰富 感光点过小容易产生电荷溢出, 使画面出现噪点 便携相机 CCD 对角线常在 1/2.7 ~1/1.8 之间, 远小于 35mm 胶片 ;DSLR 的两种 CCD 尺寸 : APS-C 画幅 (24.9mm 16.6mm) 全幅 (35mm 24mm) 12
感光元件大小和镜头的关系 如果 CCD 小, 在镜头焦距变短的情况下也能得到类似长焦的效果 例如 APS-C 格式的相机, 镜头焦距 200mm, 效果相当于全幅相机的 300mm 背景虚化效果仍与 200mm 相当 CCD 面积小可使镜头焦距较短, 成本较低 但是短焦距低价位镜头的光学性能往往不佳, 这也是便携式相机拍摄效果无法与单反比美的原因之一 13
CCD 尺寸比较 便携 DC 1/2.7 (8.1mm 6.1mm) 1/1.8 (11.3mm 8.4mm) 全幅 (35mm 24mm) APS-C (24.9mm 16.6mm) DSLR 14
理解全幅和半幅 15
全幅和半幅的选择 全幅的优点 可充分发挥广角镜头的功能 可更接近拍摄对象, 减小景深, 背景虚化更好 传感器较大, 因而噪点较少 特别适合于拍摄风光 扫街 艺术 建筑 产品 全幅的缺点 比 APS-C 贵, 镜头价格也贵 全幅相机必须使用全幅镜头, 机身镜头都更重 拍摄远处对象 ( 如鸟 ) 时难以填充全部画面 16
全幅和半幅的选择 APS-C 的优点 价半幅格便宜, 如用半幅专用镜头, 价格也较低 扩展长焦端 在需要景深较大的情况下有优势 适合于拍摄远距离对象, 如运动 / 鸟类摄影 APS-C 的缺点 损失广角效果 背景虚化效果较差 感光单元尺寸小, 意味着噪点较多 APS-C 格式的相机除了用半幅镜头, 也可用全幅镜头 17
全幅和半幅 左 :APS-C, 右 : 全幅 看到的拍摄对象范围不同 左 :Cannon 30D,APS-C,f/2.8 右 :Cannon 5D, 全幅,f/2.8, 调整焦距在相同构图下比较 18
全幅和半幅 微距摄影中全幅和 APS-C 有不同表现 全幅通常画质更好, 而且背景虚化效果较强 若需要较大景深,APS-C 有优势 19
关于器材的选购 做摄影爱好者, 而不是器材爱好者 收藏爱好者 选购相机的实用主义 : 应围绕好用这个主题, 如果一套器材因体积和重量而总被扔在家里, 就不是合适的器材 20
考虑因素 传感器大小 : 全幅还是半幅 (APS-C), 一般尺寸越大越好, 因为画质好些, 但全幅价格较贵, 而且镜头也贵 像素 : 对现在的相机而言, 基本不是问题 处理引擎 : 主流品牌的图像处理引擎都有强大功能, 中档型号也有采用高端处理器的趋势 镜头群 : 流行品牌都有足够的镜头供选择, 也可考虑身边人使用的是什么相机, 说不定可交换镜头玩玩 对焦系统 : 对焦点数量, 有没有十字对焦点, 这涉及到对焦的速度和准确性 测光和白平衡的准确性 21
其它因素 连拍速度 : 根据个人喜好, 如是否喜欢拍摄体育运动等 操作性 : 如按钮 拨盘 菜单布局等是否便捷 机身材质 : 铝镁机身自然比塑料机身好, 但较重 有无全高清摄像能力 电池持续时间 显示屏分辨率, 是不是旋转的 22
预算和其它 预算有限时应遵循的一般原则是廉价机身, 尽可能好的镜头 : 万元以下, 镜头和机身价格可在 1:1 左右甚至更高 镜头可用多年, 机身寿命限于 3-5 年, 无论什么机身, 快门寿命有限 ( 几十万次 ), 光电传感器使用多年也会老化 开始就要好一点的镜头, 能一直用下去, 不会感到不够 18-55 套头搭配机身才合 600-800 元, 是实惠的选择, 但如果追求高性能, 很快就想升级, 反而白白浪费银子 如资金和体力充沛, 可准备入手全幅, 连同高端镜头和附件, 数万甚至更多也能轻松花出去 副厂镜头总体不如原厂, 但有价格优势, 有的性能不错, 并且在焦段和其它方面各有特色, 也可考虑 23
单反相机的镜头 广角变焦 定焦 微距 远摄变焦 标准变焦 24
关于镜头 数码相机升级很快, 机身的价值随时间推移下降很快 相对于机身, 好的镜头更为保值 建议在预算范围内优先考虑高性能的镜头, 而不要一味追求高档机身 中档机身配一支中档镜头, 可能不如入门机身配一支较高档的镜头 : 当你升级机身时, 就能感受到好处 25
镜头的功能 镜头的任务是将光线聚焦在成像芯片上 镜头技术含量极高, 设计镜头的挑战在于 : 成像在整个画面都清晰而且没有畸变, 包括边缘和四角 镜头由多枚镜片构成, 每一枚的功能不同, 组合在一起可在成像芯片上形成高质量的影像 对变焦镜头, 还要在全部焦段范围内都精确地聚焦光线 26
镜头外部构造 MF/AF: 在手动对焦和自动对焦之间切换 27
什么是焦距? 焦距是从透镜的光学中心到光聚集之焦点的距离, 就是镜头的光学中心到底片或 CCD 成像平面的距离 为什么很重要? 焦距决定视角大小, 从而决定视场范围, 就是镜头能够拍到多宽的画面 28
广角镜头和长焦镜头 短焦距产生较宽的视场, 短焦距镜头称为 广角 镜头 反之, 长焦距产生较窄的视场, 可称为 远摄 镜头 焦距短则视角大 焦距长则视角小 29
视角与焦距的关系 50mm 镜头与人眼视角接近故称为标准镜头 焦距 (mm) 视角 ( ) 6 180 18 94 24 84 35 62 50 46 85 29 135 18 200 12.5 400 6 800 3.5 1200 2 30
定焦镜头和变焦镜头 不同焦距的镜头用途不同 定焦镜头通常具有优秀的光学性能 变焦镜头可方便地改变焦距, 使用较方便 31
光学变焦和电子变焦 单反相机的变焦镜头通过调整镜片组相互位置实现变焦, 真正改变了镜头的焦距, 因此都是光学变焦 便携式相机在光学变焦之外, 常常还有电子变焦, 例如光学变焦 3 倍, 电子变焦 10 倍 电子变焦的实质 : 拍摄对象太远, 光学变焦不够用, 成像很小 通过运算将局部成像放大, 使局部影像充满画面 表面上提高了变焦倍数, 但插入的像素并非由物理感光单元直接产生, 而是计算得到, 影像质量必然不高 等同于后期用软件将照片局部放大 32
电子变焦不是真正的变焦 焦距不够长, 远处对象在感光元件上成像很小, 通过插值放大图像, 实现 变焦 33
光圈 光圈就是让光通过的孔径 记住一般相机的常用光圈值 : 1.4 2 2.8 4 5.6 8 11 16 22 32 光圈大小控制了进入镜头的光强, 用 f 值衡量 : 数值越小的光圈 ( 如 f/1.4) 进光量越大, 光圈数值越大 ( 如 f/22) 的进光量反而越小 我们在说大光圈时, 就是指数值小的光圈 光圈相差一档, 面积改变一倍, 进光量也改变一倍 34
光圈 绝大多数镜头具有可变光圈, 选择镜头考虑的一个重要因素是最大光圈, 它表示镜头有多 亮, 一般来说, 越亮越好, 大光圈镜头价格较高 光圈除了控制进光量大小以外, 还控制镜头的景深, 直接影响成像特性, 这个放在后面介绍 可变光圈 35
镜头上的标识 焦距 (mm):1 个数字表示是定焦镜头 ; 有 2 个用横杠连起来的数字说明是变焦镜头 最大光圈 : 如果只有 1 个数字, 说明是恒定光圈镜头 ; 有 2 个数字说明是非恒定光圈镜头 其他标识举例 : 对焦距离, 是否防抖, 是用于全画幅相机还是 APS-C 格式 ( 半画幅 ) 实例 Cannon EF 50mm f/1.8 II Nikon AF-S DX Nikkor 18-200mm f/3.5-5.6 G ED VR II 36
恒定光圈和非恒定光圈 非恒定光圈镜头是指最大光圈随焦距而变的变焦镜头 光圈是允许光线通过的孔径,100mm f/2.0 镜头的孔径是 100/2.0=50mm 让我们看 28-135mm f/3.5-5.6 镜头 在 28mm, 最大可用光圈 f/3.5, 孔径是 28/3.5=8mm 在 135mm, 最大光圈 f/5.6, 孔径是 135/5.6=24mm 为什么不做成恒定 f/3.5 的光圈? 在 135mm,f/3.5 需要 38mm 孔径, 镜头体积增大很多 非恒定光圈是一种妥协, 所有镜头设计都是妥协 非恒定光圈镜头的优势 : 更轻, 更小, 便宜得多 37
聚焦 要拍摄一个点, 这个点发出的光线应聚集在传感器的一个点上 照片中所有边缘都锐利, 我们就说它 合焦 了 合焦通过移动镜头内一枚或多枚镜片实现, 理想情况下希望光线精确地聚焦在传感器上 38
自动聚焦和手动聚焦 自动对焦时, 相机向镜头发出信号, 使镜头改变焦点 自动对焦一般情况下都不错, 但在某些环境下可能需要切换到手动对焦 有时相机反复检测也找不到准确的对焦点, 比如物体反差较低, 或者透过玻璃拍摄 景物前有栅格等情况 微距摄影需要精确对焦的情况 现在所有相机都有自动对焦系统, 辅助手动对焦的对焦屏不复存在, 因此手动对焦比胶片相机困难一些 如果相机有实时取景功能, 可以用它放大画面, 辅助手动对焦 39
内对焦和外对焦 两种对焦方式 : 内部及外部 对焦时前镜组会动的是外对焦 前镜组保持不动的是内对焦 有些滤镜 ( 偏振镜 ) 的透光特性有方向性, 若镜头在对焦时会转动, 就得先对焦再调整滤镜, 此外并无理由拒绝外对焦镜头 40
镜头上的标尺 对焦距离标尺, 标注从最近对焦距离到无限远的刻度 依赖标尺上的刻度是无法准确对焦的 景深标尺 显示在特定光圈下的景深与对焦距离之间的关系 : 例如光圈 f/22, 对焦无限远, 在 3 米之后的景物都是清晰的 但这样 浪费 景深, 将相机切换到手动对焦, 可调节到从 1 米到无限远的景物都在景深范围内 ( 超焦距技术 ) 41
镜头卡口和副厂镜头 各厂商有自己独有的镜头卡口, 不能通用 可用转接环将镜头装在不同机身上, 对微单相机来说转接更容易, 因为传感器和机身都较小 如预算有限, 可考虑副厂镜头, 例如适马 70-200mm f/2.8 不如佳能 70-200mm f/2.8 锐利, 但价格便宜约 2/3 可选副厂品牌 Sigma( 适马 ) Tamron( 腾龙 ) Tokina( 图丽 ) 42
镜头防抖 很多镜头有内置防抖系统, 利用重力传感器, 控制镜片组的马达来消除镜头的轻微抖动 为使画面清晰, 快门速度至少应为焦距的倒数, 如 200mm 镜头, 速度不能慢于 1/200s 防抖允许使用 2-4 级更慢的快门 : 本来需要用 1/200s 才能保证画面不模糊, 就可以使用 1/50s 了 有些相机有机身防抖系统, 但和镜头防抖功能不可叠加 注意 : 防抖对幅度过大的震动无能为力 需要移动镜头 ( 如摇摄 ) 时, 防抖系统尝试抵消移动, 导致照片模糊, 所以此时需要关闭防抖 用三脚架时应关闭防抖功能, 否则反而造成相机抖动 43
传感器尺寸及焦距乘数 相机的传感器有不同尺寸, 传感器尺寸小于 36 24mm, 效果就等同于对画面进行裁切 下图是 36 24mm 传感器和 24 16mm 传感器捕获的画面 等效焦距和实际焦距不等, 需用焦距系数换算 在全画幅相机上用某一镜头得到确定的视场角, 将同一镜头装在小尺寸传感器的相机上, 发现视场角缩小了 注意这里镜头焦距没有改变, 但由于不同的传感器尺寸 等效焦距 改变了 购买镜头应注意焦距换算系数 全幅镜头可用于半幅, 反之不可 44
滤镜 大部分镜头前端都有滤镜螺纹接口, 可安装各种滤镜, 滤镜接口尺寸标注在镜头前端或镜筒上, 如 Ø=77mm 滤镜可以实现各种效果, 如为场景增加色彩, 帮助压暗场景, 增加特殊效果等 常用滤镜 UV 镜, 吸收紫外线, 保护镜头 圆偏振镜, 吸收非金属表面反光, 使天空更蓝 中灰滤镜, 压低光强, 延长曝光时间 中灰渐变镜, 压暗天空, 避免过曝 45
增距镜和微距接环 增距镜 内有光学镜片, 可扩大焦距, 最常见的是 1.4x 和 2x 同时也减少进光量, 减少的量相当于焦距增加倍数 微距接环 微距接环没有光学镜片, 缩短最近对焦距离, 以拍摄微小对象, 但会牺牲无限远对焦 可叠加 :14mm 接环和 20mm 接环组合成 34mm 接环 增距镜 微距接环 46
镜头的畸变 所有镜头都有或多或少的畸变, 定焦镜头畸变较轻微, 因为设计师只需针对一个焦距进行校正 对镜头畸变只能通过后期软件进行校正 桶形畸变与枕形畸变 47
镜头引起的其它问题 像差 镜片本身存在缺陷, 不同颜色光折射率不同, 光圈叶片造成的衍射, 多层镜片之间的折射等, 都会导致像差 有些像差可通过软件消除, 但大部分都难以对付 锐度 : 很大程度上取决于镜头的素质, 要获得某支镜头最佳的锐度, 就要正确使用镜头 镜头中心锐度最高, 向边缘逐渐降低 变焦镜头在不同焦段的锐度不相同, 随具体镜头不同 锐度和光圈有关, 用最大光圈拍摄时锐度略有下降, 收缩几档光圈能得到最佳锐度, 继续收缩锐度又会下降 48
紫边 49
关于镜头缺陷 上面说的畸变 锐度下降等问题, 实际影响不大, 而且锐度也不是画质的全部, 即使用变焦镜头锐度最差的焦距, 在最大光圈, 把画面重点放在边缘, 仍能得到好照片 不要让这些实验室才能得到的数据影响拍摄, 把这些留给工程师去做, 自己只专注于拍摄好照片 50
特殊镜头 微距镜头 : 用于微小对象 : 昆虫 花朵 医学照片之类, 放大倍数可达 1:1, 在感光元件上成像与原物大小相等 鱼眼镜头 : 用来创作非常独特的视角, 与一般镜头尽量避免畸变不同, 鱼眼镜头会产生非常夸张的效果 移轴镜头 : 可创造倾斜的焦平面, 你可以调整胶片面以适合拍摄对象, 可以得到完美的景深 移轴镜头还能创造出浅景深的微缩模型效果 51
特殊镜头的效果 52
你需要怎样的镜头 如果初次入手单反, 应该买什么镜头? 注意相机是 APS-C 格式还是全幅, 要买相应的镜头 全幅镜头可用于 APS-C, 但是大材小用 反过来不行 可优先考虑标准镜附近焦段 ( 标准变焦 ) 全幅相机应覆盖 50mm APS-C 覆盖 35mm 套机镜头 : 覆盖常用焦段, 经济实惠 可考虑 一镜走天下 的大变焦镜头 根据需求逐步扩充广角和长焦等 53
熟悉你的相机 拍摄模式 : 自动 程序模式 光圈优先 ( 先设定光圈 ) 快门优先 ( 先设定速度 ) 手动 测光模式 : 点测光 局部测光 评价测光 ( 矩阵 ) 中央重点平均测光 曝光补偿 ISO 设定 图像文件格式 :Raw 还是 JPEG, 如果是 JPEG, 对文件大小和图像质量的选择 白平衡 : 自动 晴天 阴天 灯光 手动 闪光模式 : 禁止闪光 强制闪光 自动闪光 抑制红眼 后帘同步 慢速闪光 54
其它器材和附件 滤镜 UV 镜 : 吸收紫外线, 保护镜头 ( 必备 ) 圆偏振镜 : 吸收非金属反光 使蓝天更蓝 提高反差 中灰镜 : 降低进光量, 可延长曝光时间达到特定目的 方形中灰渐变镜 : 压低天空亮度, 提升暗部细节 三脚架 : 一定要稳固, 选购性能好的云台, 若要求重量轻可选碳纤维材质, 但价格较高 闪光灯 : 机顶闪光拍人像效果差, 要求高的须离机闪光 线控器或遥控器, 配合三脚架可避免机振 镜头清洁用具 55
后期处理和电脑 拍摄和后期处理是数码摄影密切相关的两个阶段, 即使只进行最低限度的后期处理, 也离不开电脑 胶片时代 : 暗房处理 数字时代 : 电脑和后期处理 My old darkroom kit PS & Lightroom 56
关于电脑和软件 新型号相机要求高版本处理软件, 高版本软件要求较高的电脑配置 除 CPU 外, 内存大小是关键, 至少 4G, 最好 8G 或更高 高质量显卡和显示器, 如色彩和亮度偏差大容易误导 大容量硬盘, 可考虑另购外部存储器 如用笔记本电脑, 可考虑另购高质量显示器 软件建议 照片管理 :Bridge Lightroom 图像处理 :Photoshop Lightroom 可选插件 看图 :ACDSee 57
Photoshop 电脑 内存 1. 32 位电脑 : 最多能用到 3.25G 内存 2. 64 位电脑 : 可识别 100G 以上的内存 3. 64 位电脑 /64 位 Photoshop 加上较大的内存意味着较高的运行速度和处理更大幅面照片 更多图层的能力 4. 内存 16G 以上性能并不直线上升 处理图像时,64 位比 32 位有明显优势 64 位 PS 只能装在 64 位系统上 64 位 PS 不支持 32 位插件, 许多老插件没有 64 位版本 58
PS 实际可用内存 59
实测数据 笔记本 Intel i5 with 8GB RAM CS5 = 157.5 Sec CS6 = 139.5 Sec 台式机 Intel i7 with 24GB RAM & SSD scratch disk CS5 = 36.5 Sec CS6 = 27 Sec 60
结束语 - 关于器材 拥有昂贵相机不代表是好摄影师, 傻瓜机也是相机 有魔法的镜头并不存在, 好机好镜不一定拍出好照片 数码并不优于胶片, 胶片也不优于数码 镜头比机身更保值 不片面追求像素 熟悉你的相机, 根据实际情况随时改变设置 定焦镜头可助你学做更好的摄影师 随身带上你的相机, 多花一点时间去拍摄 选择合适的相机包, 让你更容易取出相机和镜头 配备内存和硬盘足够大的电脑 61
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