1. 長焦鏡頭的原理圖

用廣角鏡頭拍攝時，如果同時要將前后兩個物體都攝入鏡頭，并占據(jù)畫面大半部分，就必須靠近前面的物體拍攝。而如果用長焦拍攝也要把兩個物體拍進(jìn)去就必須遠(yuǎn)離被攝物，否則無法拍攝。

從透視角度來說，鏡頭的視角是一個錐體，最終被映射到膠片或CMOS的矩形平面，近處的物體因為處于較窄的視錐前端占據(jù)較大的面積，而遠(yuǎn)處的物體由于處于視錐體后端，因此占比就小，形成強烈的近大遠(yuǎn)小的透視效果。

從數(shù)學(xué)上理解，就是物體之間的距離比上拍攝距離的比值很大（拍攝距離為分母，分母越小比值越大），那么透視強烈，前后物體的大小對比強烈。而如果遠(yuǎn)離拍攝增加了分母從而降低了比值，物體視覺大小就接近，從而造成拉近的效果。

所以，實際上長焦拉近距離只是等價效應(yīng)或者說完全是錯覺，透視是由拍攝距離決定的，而且是唯一因素，更與鏡頭無關(guān)。

2. 廣角鏡頭和長焦鏡頭原理

1.廣角鏡頭和長焦鏡頭的區(qū)別主要在于焦距不同，取景范圍不同，拍攝對象不同。

2.焦距不同。廣角鏡頭是焦距在40mm (17mm——35mm)以下的攝影鏡頭；長焦鏡頭是焦距大于60mm (60mm——400mm)的攝影鏡頭。

3.不同的取景范圍。在同一個地方拍攝時，廣角鏡頭的拍攝范圍比標(biāo)準(zhǔn)鏡頭要寬得多，而這就是廣角鏡頭的特點，即它的拍攝范圍可以比肉眼更廣。

4.長焦鏡頭有類似望遠(yuǎn)鏡的功能，可以幫助拍攝遠(yuǎn)處的物體。但其取景范圍遠(yuǎn)小于肉眼(小視點)，便于遠(yuǎn)距離拍攝。

5.不同的主題。廣角鏡頭焦距短，視角廣，景深深，更適合拍攝較大場景的照片，如建筑、風(fēng)景等題材。

6.長焦鏡頭焦距長，視角小，底片上圖像大。因此，與標(biāo)準(zhǔn)鏡頭相比，可以在相同的距離拍攝更大的圖像。適合拍攝遠(yuǎn)處的物體。

7.因為景深范圍比標(biāo)準(zhǔn)鏡頭小，所以可以更有效地模糊背景，突出對焦的主體。而且被攝主體一般離相機較遠(yuǎn)，人像透視中的畸變較小，所以拍出來的人像更生動。因此，人們常把長焦鏡頭稱為人像鏡頭。

3. 鏡頭焦距原理圖

原理是：物體發(fā)出的光，經(jīng)過相機的鏡頭，就會會聚在一點上。這就是物體上一個點的像?？梢园寻l(fā)光的物體看成無數(shù)的發(fā)光點，發(fā)出的光經(jīng)過鏡頭會聚就形成無數(shù)個點的像，的整體就是物體的像。

內(nèi)置攝像頭的手機受到了廣泛應(yīng)用，手機攝像頭行業(yè)也隨之得到了良好的發(fā)展，各類手機攝像頭生產(chǎn)廠商如雨后春筍般出現(xiàn)，手機攝像頭的類型越來越豐富，手機的攝像功能成為手機用戶關(guān)注的重點

4. 長焦鏡頭結(jié)構(gòu)圖

攝像機是一種把景物光像轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置。從能量的轉(zhuǎn)變來看，攝像機的工作原理是一個光－－電－－磁－－電－－光的轉(zhuǎn)換過程。

　　攝像機所以能攝影成像，主要是靠鏡頭將被攝體結(jié)成影像投在攝像管或固體攝像器件的成像面上。

景深原理在攝像上有著極其重要的作用。正確理解和運用景深，有助于拍出滿意的畫面。光圈、焦距和物距是決定景深的主要因素。

　　變焦距鏡頭具有在一定范圍內(nèi)連續(xù)改變焦距而成像面位置不變的性能，已成為家用攝像機上運用最廣泛的鏡頭。

　　自動聚集裝置有四種工作方式，即紅外線方式、超聲波方式、海耐烏艾方式和佳能SST方式。它們都有較高的測量精度，分別被應(yīng)用在不同類型的攝像機之中。

　一、攝像機的工作原理

攝像機是一種把景物光像轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置。其結(jié)構(gòu)大致可分為三部分：光學(xué)系統(tǒng)（主要指鏡頭）、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（主要指攝像管或固體攝像器件）以及電路系統(tǒng)（主要指視頻處理電路）。

　　光學(xué)系統(tǒng)的主要部件是光學(xué)鏡頭，它由透鏡系統(tǒng)組合而成。這個透鏡系統(tǒng)包含著許多片凸凹不同的透鏡，其中凸透鏡的中比邊緣厚，因而經(jīng)透鏡邊緣部分的光線比中央部分的光線會發(fā)生更多的折射。當(dāng)被攝對象經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)透鏡的折射，在光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的攝像管或固體攝像器件的成像面上形成“焦點”。光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的光敏原件會把“焦點”外的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)變成攜帶電荷的電信號。這些電信號的作用是微弱的，必須經(jīng)過電路系統(tǒng)進(jìn)一步放大，形成符合特定技術(shù)要求的信號，并從攝像機中輸出。

　　光學(xué)系統(tǒng)相當(dāng)于攝像機的眼睛，與操作技巧密切相關(guān)，在本章以后的小節(jié)里將詳細(xì)敘述。光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是攝像機的核心，攝像管或固體攝像器件便是攝像機的“心臟”，有關(guān)這一部分的內(nèi)容，將在第三章里介紹。由于家用攝像機大多是將攝像部分和錄像部分合為一體，下面再概述一下錄像部分的工作原理。

　　當(dāng)攝像機中的攝像系統(tǒng)把被攝對象的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的電信號后，便形成了被記錄的信號源。錄像系統(tǒng)把信號源送來的電信號通過電磁轉(zhuǎn)換系統(tǒng)變成磁信號，并將其記錄在錄像帶上。如果需要攝像機的放像系統(tǒng)將所記錄的信號重放出來，可操縱有關(guān)按鍵，把錄像帶上的磁信號變成電信號，再經(jīng)過放大處理后送到電視機的屏幕上成像。

　　從能量的轉(zhuǎn)變來看，攝像機的工作原理是一個光－－電－－磁－－電－－光的轉(zhuǎn)換過程。

二、鏡頭及其成像原理

　　是攝像機最主要的組成部分，并被喻為人的眼睛。人眼之所以能看到宇宙萬物，是由于憑眼球水晶體能在視網(wǎng)膜上結(jié)成影像的緣故；攝像機所以能攝影成像，也主要是靠鏡頭將被攝體結(jié)成影像投在攝像管或固體攝像器件的成像面上。因此說，鏡頭就是攝像機的眼睛。電視畫面的清晰程度和影像層次是否豐富等表現(xiàn)能力，受光學(xué)鏡頭的內(nèi)在質(zhì)量所制約。當(dāng)今市場上常見的各種攝像機的鏡頭都是加膜鏡頭。加膜就是在鏡頭表面涂上一層帶色彩的薄膜，用以消減鏡片與鏡片之間所產(chǎn)生的色散現(xiàn)象，還能減少逆光拍攝時所產(chǎn)生的眩光，保護(hù)光線順利通過鏡頭，提高鏡頭透光的能力，使所攝的畫面更清晰。

　　攝像者在自學(xué)攝像的過程中，首先要熟知鏡頭的成像原理，它主要包括焦距、視角、視場和像場。

焦距是焦點距離的簡稱。例如，把放大鏡的一面對著太陽，另一面對著紙片，上下移動到一定的距離時，紙片上就會聚成一個很亮的光點，而且一會兒就能把紙片燒焦成小孔，故稱之為“焦點”。從透鏡中心到紙片的距離，就是透鏡的焦點距離。對攝像機來說，焦距相當(dāng)于從鏡頭“中心”到攝像管或固體攝像器件成像面的距離。

　　焦距是標(biāo)志著光學(xué)鏡頭性能的重要數(shù)據(jù)之一，因為鏡頭拍攝影像的大小是受焦距控制的。在電視攝像的過程中，攝像者經(jīng)常變換焦距來進(jìn)行造型和構(gòu)圖，以形成多樣化的視覺效果。例如，在對同一距離的同一目標(biāo)拍攝時，鏡頭的焦距越長，鏡頭的水平視角越窄，拍攝到景物的范圍也就越??；鏡頭的焦距越短，鏡頭的水平視角越寬，拍攝到的景物范圍也就越大。

　　一個攝像機鏡頭能涵蓋多大范圍的景物，通常以角度來表示，這個角度就叫鏡頭的視角。被攝對象透過鏡頭在焦點平面上結(jié)成可見影像所包括的面積，是鏡頭的視場。但是，視場上所呈現(xiàn)的影像，中心和邊緣的清晰度和亮度不一樣。中心部分及比較接近中心部分的影像清晰度較高，也較明亮；邊緣部分的影像清晰度差，也暗得多。這邊緣部分的影像，對攝像來說是不能用的。所以，在設(shè)計攝像機的鏡頭時，只采用視場。需要重點指出，攝像機最終拍攝畫面的尺寸并不完全取決于鏡頭的像場尺寸。也就是說，鏡頭成像尺寸必須與攝像管或固體攝像器件成像面的最佳尺寸一致。

　　當(dāng)攝像機鏡頭的成像尺寸被確定之后，對一個固定焦距的鏡頭來說則相對具有一個固定的視野，常用視場來表示視野的大小。它的規(guī)律是，焦距越短，視角和視場就越大。所以短焦距鏡頭又被稱為廣角鏡頭。

　　三、鏡頭的景深原理

　　當(dāng)鏡頭聚集于被攝影物的某一點時，這一點上的物體就能在電視畫面上清晰地結(jié)像。在這一點前后一定范圍內(nèi)的景物也能記錄得較為清晰。這就是說，鏡頭拍攝景物的清晰范圍是有一定限度的。這種在攝像管聚焦成像面前后能記錄得“較為清晰”的被攝影物縱深的范圍便為景深。當(dāng)鏡頭對準(zhǔn)被攝景物時，被攝景物前面的清晰范圍叫前景深，后面的清晰范圍叫后景深。前景深和后景深加在一起，也就是整個電視畫面從最近清晰點到最遠(yuǎn)清晰點的深度，叫全景深。一般所說的景深就是指全景深。

　　有的畫面上被攝體是前面清晰而后面模糊，有的畫面上被攝體是后面清晰而前面模糊，還有的畫面上是只有被攝體清晰而前后者模糊，這些現(xiàn)象都是由鏡頭的景深特性造成的?？梢哉f，景深原理在攝像上有著極其重要的作用。正確地理解和運用景深，將有助于拍出滿意的畫面。決定景深的主要因素有如下三個方面：

光圈 在鏡頭焦距相同，拍攝距離相同時，光圈越小，景深的范圍越大；光圈越大，景深的范圍越小。這是因為光圈越小，進(jìn)入鏡頭的光束越細(xì)，近軸效應(yīng)越明顯，光線會聚的角度就越小。這樣在成像面前后．會聚的光線將在成像面上留下更小的光斑，使得原來離鏡頭較近和較遠(yuǎn)的不清晰景物具備了可以接受的清晰度。

焦距 在光圈系數(shù)和拍攝距離都相同的情況下，鏡頭焦距越短，景深范圍越大；鏡頭焦越長，景深范圍越小。這是因為焦距短的鏡頭比起焦距長的鏡頭，對來自前后不同距離上的景物的光線所形成的聚焦帶（焦深）要狹窄得很多，因此會有更多光斑進(jìn)入可接受的清晰度區(qū)域。

　　物距 在鏡頭焦距和光圈系數(shù)都相等的情況下，物距越遠(yuǎn)，景深范圍越大；物距越近，景深范圍越小。這是因為遠(yuǎn)離鏡頭的景物只需做很少的調(diào)節(jié)就能獲得清晰調(diào)焦，而且前后景物結(jié)焦點被聚集得很緊密。這樣會使更多的光斑進(jìn)入可接受的清晰度區(qū)域，因此景深就增大。相反，對靠近鏡頭的景物調(diào)焦，由于擴(kuò)大了前后結(jié)焦點的間隔，即焦深范圍擴(kuò)大了，因而使進(jìn)入可接受的清晰度區(qū)域的光斑減少，景深變小。由于這樣的原因，鏡頭的前景深總是小于后景深。

　　四、變焦距鏡頭及其原理　　攝像機的鏡頭可劃分為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、長焦距鏡頭和廣角鏡頭。以16毫米的攝影機為例，其標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的焦距是25毫米，之所以將此焦確定為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的焦距，其主要原因是這一焦距和人眼正常的水平視角（24度）相似。在使用標(biāo)準(zhǔn)鏡頭拍攝時，被攝對象的空間和透視關(guān)系與攝像者在尋像器中所見到的相同。焦距50毫米以上稱為長焦距鏡頭，16毫米以下的稱為廣角鏡頭。攝像機劃分鏡頭的標(biāo)準(zhǔn)基本與16毫米攝影機相同。但是，目前我國的電視攝像機大多只采用一個變焦距鏡頭，即一個透鏡系統(tǒng)能實現(xiàn)從“廣角鏡頭”到“標(biāo)準(zhǔn)鏡頭”以至“長焦距鏡頭”的連續(xù)轉(zhuǎn)換，從而給攝像的操作帶來了極大的方便。

　　距鏡頭的主要特點之一是具有在一定范圍內(nèi)邊疆改變焦距而成像面位置不變的性能，已成為家用攝像機上運用最廣泛的鏡頭。

　　變集中鏡頭由許多單透鏡組成。最簡單的是由兩個凸透鏡組成的組合鏡?，F(xiàn)設(shè)定兩個透鏡之間的距離為X，通過實踐可以得知，只要改變兩個凸透鏡之間的距離X的長短，就能使組合透鏡的焦距發(fā)生變化。這是變焦距鏡頭的最基本原理。但是，上述組合透鏡的缺點是，當(dāng)改變了X的距離后，不僅使焦距發(fā)生了變化，而且成像面的位置也會有所改變。為了使成像面的位置不變，還必須再增加幾組透鏡，并有規(guī)律地共同移動。因此，攝像機中的變焦距鏡頭至少要有三組組合透鏡，即調(diào)焦組、變焦組和像面補償組。如果因為像距太長，成像面亮度不中，需要縮短像距時，還要再增加一組組合透鏡，這組透鏡叫物鏡組。圖五是變焦距鏡頭的結(jié)構(gòu)圖。

　　變焦距鏡頭在變焦時，視角也發(fā)生了改變，但焦點位置與光圈開度不變。通常所說的鏡頭的就焦倍數(shù)，是指變焦距鏡頭的最長焦距與最短焦距之比。目前，在一些普及型的攝像機中，其變焦距鏡頭的變焦范圍大體上是從10－90（mm），故其倍數(shù)約為6－8倍。一些廣播級攝像機變焦距鏡頭的倍數(shù)約為14－15倍。另外，有些機器上還裝有一個變焦倍率器，使鏡頭焦距可以在最長焦距的基礎(chǔ)上增加一倍，從而延伸了鏡頭的長焦范圍。但是，這種變倍裝置會影響圖像的質(zhì)量，使用時要格外謹(jǐn)慎。

　　在實際拍攝時，當(dāng)把變焦距鏡頭從廣角端漸漸地變?yōu)殚L焦端時，其畫面的視覺效果好像是攝像機離這一景物越來越近，這種效果便是所謂的“推鏡頭”。相反的變化效果便是“拉鏡頭”。攝像機鏡頭進(jìn)行變焦距的變化有兩種控制方法，一是電動變焦，二是手動變焦。電動變焦靠電動推拉桿（T推－W拉）來控制，手在推拉桿上用力的大小可改變鏡頭運動的速度。電動變焦的特點是鏡頭在推拉的過程中變化均勻。手動變焦是通過直接用手撥動變焦環(huán)實現(xiàn)的，手動變焦一般是在鏡頭需要急速推拉時才能使用。

　　變焦距鏡頭的操作有一定的難度，初學(xué)者會更為明顯地感到困難，這是因為影響聚焦清晰的因素如鏡頭焦距、光圈、景深以及主體離攝像機的距離等可能同時都在變化。為了有效地解決這一問題，初學(xué)者可以在拍攝中把握這樣一點，即先用變焦距鏡頭最長的焦距對準(zhǔn)被攝對象聚焦，然后再恢復(fù)到拍攝時所需要的焦距上，這樣就能保證被攝對象的清晰。

5. 長焦鏡頭工作原理

望遠(yuǎn)鏡

長焦鏡頭與望遠(yuǎn)鏡相比還是望遠(yuǎn)鏡更清晰一些。鏡頭看的遠(yuǎn)和清洗，與鏡片有很大的關(guān)系，按照光學(xué)的原理，要想看的遠(yuǎn)，看的清晰，使用的長焦鏡頭和望遠(yuǎn)鏡的鏡片有很大關(guān)系，長焦鏡頭與望遠(yuǎn)鏡也是這樣，只要看鏡頭鏡片，一般來說，望遠(yuǎn)鏡看的更清晰一些。

6. 長焦鏡頭 原理

是圓的，不是方的。

鏡頭由于較嚴(yán)格的光學(xué)成像的物理原理限制，很難被生產(chǎn)為圓形以外的形狀。其他形狀的透鏡所成的像，邊緣會有很大面積浪費掉。鏡頭焦距的調(diào)節(jié)，圓筒形實現(xiàn)起來最方便。

眼鏡鏡片被切割成各種形狀，是因為對成像邊緣的要求不高，或者可以視為是出于審美目的浪費了大量的鏡片面積。

7. 長焦鏡頭光學(xué)原理

　　就是光學(xué)變焦.　　光學(xué)變焦的倍數(shù)，指的是數(shù)碼相機鏡頭的變焦比。顧名思義，就是利用玻璃透鏡為介質(zhì)在光學(xué)成像上“有所放大”，使用高倍變焦時簡單點說就象是望遠(yuǎn)鏡。雖然相機光學(xué)鏡頭和望遠(yuǎn)鏡成像原理一樣，但在解析度上，光學(xué)鏡頭要比望遠(yuǎn)鏡高很多倍，特別在數(shù)碼相機里，越高像素的數(shù)碼相機對鏡頭的解析度要求越高。因此大變焦的光學(xué)鏡頭非常難制造，從而鏡頭的成本也就隨之上升了?！　∫话闱闆r下，3X光學(xué)變焦是最適合于家庭用戶和初學(xué)者，因為這些用戶主要是拍攝人物生活為主，既然是家庭用戶，對于一般的拍攝足夠。大家也明白，其實在很多人出去拍照，一個38mm定焦的傻瓜相機足矣；如果擁有3X光學(xué)變焦的話，更是如虎添翼，這樣整個相機的價格也不會太貴。　　對于攝影愛好者來說，3X光學(xué)變焦是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這里所需要的不僅僅是變焦，而變焦中還要涵蓋廣角、望遠(yuǎn)等問題。在鏡頭的焦距越小，如28mm，則拍攝的面越廣，無論對于風(fēng)景也好，人物也好，可以達(dá)到很好的視覺沖擊；而如果在使用長焦，例如將焦距調(diào)整到200mm后，則可以拍攝到更遠(yuǎn)，這樣拍攝的對象就越多，能將遠(yuǎn)處的東西通過鏡頭而放大，小鳥啊，動物啊，不能靠近拍攝的遙遠(yuǎn)的事物竟能盡收眼底，這就是長焦的優(yōu)勢，這樣的長焦鏡頭價格就相對貴一點。　　數(shù)碼相機的光圈同傳統(tǒng)相機一樣，均安放在鏡頭的幾片透鏡中，由幾片金屬薄片組合而成，利用金屬薄片的移動來調(diào)節(jié)光圈的大小。使用過傳統(tǒng)反光相機的人都知道，在鏡頭上，我們可以找到光圈值f，通常所標(biāo)的光圈刻度為：1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22……光圈級數(shù)f越大，表示鏡頭的口徑越小。f值是鏡頭的焦距與光圈的口徑（孔的大?。┫喑玫臄?shù)字，因此數(shù)值越大，口徑也就愈小?？扉T速度值通常標(biāo)為：1、2、4、8、15、30、60、125、250、500……，這些所代表的實際意義是1秒的倒數(shù)，所以15是指1/15秒，250是指1/250秒，這比光圈要令人好理解多了。它和光圈一樣，每一格的快門速度間所相差的光量值也是兩倍，例如，1/500秒快門的光量值為1/250秒的一半，是1/125秒的1/4。