单反相机结构

作者: admin 来源: 未知 发布时间:2020-01-11 22:58

  单反相机结构_经济学_高等教育_教育专区。单反相机结构 单反(SLR)是单镜头反光(Single Lens Reflex)相机的缩写。即只有 一个镜头,且镜头后有反光镜将来自镜头的光线反射到五棱镜,再经 五棱镜折射到取景器窗口。这样,拍摄者通

  单反相机结构 单反(SLR)是单镜头反光(Single Lens Reflex)相机的缩写。即只有 一个镜头,且镜头后有反光镜将来自镜头的光线反射到五棱镜,再经 五棱镜折射到取景器窗口。这样,拍摄者通过取景器就可看到来自镜 头的影像了。当快门按下时,反光镜会迅速升起,来自镜头的光线此 刻直接照射在胶片上(数码相机是 CCD 或者 COMS 感光器件),从而 完成拍照。1 单反相机内部零件结构图; 单反相机成像原理 数码单镜头反光 DSLR ( Digital SingleLensReflex) 照相机,简称数码单反相机。在这种系统中, 反 光镜和棱镜的独到设计使得摄影者可以从取景器中直接观察到通过 镜头的影像 单镜头反光照 。 相机的构造图中可以看到,光线透过镜头到达反光镜后,折射 到上面的对焦屏并结成影像,透过 接目镜和五棱镜,我们可以在观 景窗中看到外面的景物。 光通过透镜,被反光镜反射到磨砂取景屏 中。通过一块凸透镜并在五棱镜中反射,最终图像出现在取景框中。 当按下快门,反光镜沿箭头所示方向移动,反光镜被拾 起,图像被 被摄在 CCD 上,与取景屏上所看到的一致。 数码单镜头反光照相机的优势: 不存在视差 精确的取景和对焦。这一点对於微距和远距摄影很 重要 广泛的可更换镜头 常见的单反镜头比固定镜头相机提供了更 广泛的光圈范围, 尤其是增加了最大光 圈 数码单镜头反光照相机的 劣势: 体积大 在小光圈的情况下,取景器很暗 单反数码相机和普 通数码相机的区别 1、结构不同 单反数码相机与我们接触较多的普通消费数码相 机是完全不同的两个系统 这裏说的不同主要体 , 现在两者的内部 结构上,和传统单反相机一样采用了特殊的构造,数码单反相机根本 上解决了象 差的问题,就是说从取景器内部看到的就是将要暴光在 胶片上的图像,普通数码相机由於采用了 CCD 感光模式,大家在 LCD 上看到的就是 CCD 感受到的图像,也就是说拍摄者在液晶屏 上看到 的也是大家将要拍摄的图像,也不存在像差问题,所以普通 数码相机也能拍摄好微距!所以从这 点来说,单反相机不占优势。 2、 快门问题 普通数码相机对於普通用户拍摄到此一游的照片已 经足够 但是它的快门速度对有较高要求的要 , 适应恶劣拍摄环境 的摄影者来说却是极为重要的 在普通数码相机中最快快门速度极为 重要维持 , 在 1/1000 秒左右, 而单反数码相机的最快快门速度轻 松就能达到 1/10000 秒左右, 这麼快的快门 速度让普通数码相机望 尘莫及,非常适合拍摄生态环境。 3、 镜头不同 提到单反数码相机很多人都会津津乐道它拥有多种 可支持的镜头 也有人认为单反数码相机与普 , 通数码相机最大的 区别就在於一个可更换镜头另一个则不可以,乍一听好像很有道理, 仔细想想 其实不然。 比如 Olympus 的 E20P 就是一部不可换镜头 的单反数码相机,当然市场上绝大多数单 反数码相机背后都有配套 的镜头群的支援。在拍摄活动中我们可以更换不同的特效镜头,通过 取 景器便可以查看不同的特殊效果, 最终选择合适的镜头尝试拍摄。 单反数码相机不单支持的配套镜头多, 更重要的是在镜头指标上也有 普通数码相机达不到的高 度。首先如广角端的拍摄效果,普通数码 相机大都坚守 35mm~38mm 的阵地, 少数高端机型的 镜头支持到 28mm 广角,但是单反数码相机通常情况下使用原配镜头就可以拍 摄出令人欣慰的广 角风景照片,配合特殊的广角镜头甚至可以继续 扩大可视范围。其次数码相机对抖动是很敏感 的,在曝光过程中即 便轻微晃动都会产生模糊的照片, 如果普通数码相机不是高倍变焦镜 头机型 的话,很多都不带防抖动这一实用功能,而单反数码相机则 可以外加镜头来防止拍摄中持机不稳 抖动情况的发生。 另外镜头部 分与成像品质也是密切相关 比较大多数普通数码相机与单反数码相 机的镜头我们可以看出,普通数码相机镜头的镜片很小,与镜筒口径 不成比例,有些机型的镜片只有镜筒口径的 1/3 左右,而单反数码 相机镜头的镜片基本与镜筒口径相当, 这也造成了两个系统光学性能 表现 力的巨大差异。 总之多一个镜头选择就多了一分拍摄时的保障, 好的镜头能够使拍摄工作从容自 在地完成。 4、 感光材料的面积差别 数码单反相机大多数采用全片幅的 2/3 为感光材料,少数高端产品做到了全片幅(就是和 35 毫 米胶片的 大小一样) ,往往比普通的数码相机采用的 ccd 的面积大几倍,所以 数码单反一般躁点 非常小,而普通的数码相机躁点控制要差很多, 例如 800w 的 canon 20D 和 800w 的 sony f828 比 躁点控制相 差太大了,简直无法比! 重点说明: 1、 数码单反相机和传统单反相机的快门是故障率很 高的部件,因为在拍摄的时候首先是反光镜要 翻上去,然后再暴光,这 一系列动作都是非常快的,而且都是机械装置。有些朋友在使用单反 时可能 也注意到了,当按下快门一瞬间,从取景器看出去,只看到 一片黑,通过以上讲解大家应该知道 了为什麼,在按下按门后反光 镜会向上翻,这样光线才能通过镜头到达 CCD 或 CMOS 进行曝 光 (反光镜相当於一个光路的切换开关) 。 2、单反相机在更换镜头的时候内部很容易进灰,特别是数码单 反,如果 CCD 上面脏了一般就要 拿到专业维修部去清洗(保修期 内免费,过保修期,一次好像就是几百大羊了,贵) !所以在更 换镜 头的时候尽量找乾净无尘的地方进行。 3、许多刚刚使用单反数码相机的用户抱怨单反数码相机拍摄的 照片色彩灰暗,锐度不够,甚至 不如袖珍数码相机那样透亮。其实 这并不是相机的问题。这是因为单反数码相机的图片处理概念 和袖 珍数码相机完全不同,单反记录的图像资讯更加丰富真实(保留的原 始资料较多)以便用户 拥有更大的调整范围,获得更满意的图片, 同时也需要用户有一定的电脑照片处理水准。袖珍数 码机多会在图 片处理方面自动进行处理,如色彩夸张及影像边缘锐化等,留给用户 后期处理的条 件就很少了 毫无疑问,摄影术是史上最重要的发明之一,它真正改变了人们认知 世界的方式。现在,我们可以“看到”各种各样在空间和时间上距离我 们很遥远的事物。有了摄影术,我们就能捕捉美好瞬间,留待未来慢 慢追忆。 全手动单镜头反光照相机 摄影的基本技术非常简单。胶片照相机包括三个基本元件:光学元件 (镜头)、化学元件(胶片)和机械元件(照相机机身)。在后文中 我们将看到,摄影的唯一诀窍就是校准并组合这些元件,令其记录清 晰图像。 摄影有很多种不同方法。本文将介绍手动单镜头反光 (single-lens-reflex, SLR) 照相机。使用这种照相机时,摄影者看到的 图像与曝光至胶片的图像完全一样, 并只需转动刻盘和按下按钮就能 调节一切。由于拍照时不需要通电,因此手动单反照相机充分展示了 摄影的基本过程。 这种照相机的光学元件是镜头。简单地说,镜头就是一块有弧度的玻 璃或塑料。其作用是吸收物体反射的光束并改变光束方向,让它们会 聚形成实像——与镜头前的景象完全一样的图像。 但玻璃如何能做到这一点呢?过程其实非常简单。 光从一种媒介传播 至另一种媒介时,速度会改变。而光在空气中的传播速度比在玻璃中 快,因此镜头会减慢光速。 当光波从某个角度射入玻璃时, 一部分光波比另一部分提前抵达玻璃, 因此会先开始减速。就像以某个角度把购物车从人行道推入草地。购 物车的右轮先碰到草地并减速,而此时左轮还在人行道上。由于左轮 的移动速度暂时快于右轮,因此购物车进入草地时会右拐。 光的原理也一样——光从某个角度射入玻璃时,会向一个方向偏转。 当光射出玻璃时,部分光波会先于其他部分进入空气并加速,于是再 次发生偏转。 标准会聚透镜 (或凸透镜) 玻璃有一面或两面向外弯曲。 这表示穿过透镜的光线在射入时会向透镜中心偏转。 而对于双凸透镜 (如放大镜)来说,光线在射入和射出时都会偏转。 这实际上颠倒了物体发出光线的路径。光源(如蜡烛)会向各个方向 发光。所有光线都始于同一点——蜡烛的火焰,然后不断发散。会聚 透镜吸收这些光线并改变其方向,让它们重新会聚到一点,在光线会 聚的地方,就能看到蜡烛的实像。后面几节将介绍影响实像形成的一 些可变因素。 我们已经知道实像是由穿过凸透镜的光线形成的。 而实像的性质会根 据光穿过透镜的方式(即光线路径)发生改变。光线路径又取决于两 大因素: 光束射入透镜的角度 透镜的结构 光的入射角随物体与透镜之间的距离变化而变化,如下图所示。铅笔 离透镜越近,铅笔尖反射的光束射入透镜的角度就越小;铅笔离透镜 越远,入射角就越大。但总的来说,不管光束怎样射入,透镜都只会 将其偏转到某个总角度。结果就是,以越小角度射入的光线会以越大 角度射出,反之亦然。透镜上任一点的总“偏转角”都保持不变。 正如您所见,与远处发出的光束相比,近处发出的光束射出透镜后的 会聚点更远。换句话说,近处物体形成的实像比远处物体的实像离透 镜更远。 您可以通过简单实验来观察这一现象。在黑暗中点一支蜡烛,在蜡烛 和墙之间放一面放大镜。墙上就会出现蜡烛倒立的图像。如果蜡烛的 实像不是直接落在墙上,就会显得有些模糊,因为某个特定点发出的 光束未能恰好会聚于此。让放大镜靠近或远离蜡烛,就可以让图像聚 焦。 当您转动相机镜头聚焦时, 做的正是同一件事——让镜头靠近或远离 胶片表面。通过转动镜头,就能调准物体的聚焦实像,令其直接落在 胶片表面。 镜头中的透镜 照相机镜头其实是由多个透镜组合而成的。 单个会聚透镜也能在胶片上 形成实像,但大量像差会导致实像变形。 变形的主要原因之一就是,不同颜色的光穿过镜头时偏转程度不同。事 实上,这种色像差会导致图像的颜色排列错误。 为此,照相机要用多个不同材料的透镜进行弥补。其中每个透镜对颜色 的处理都不同,当它们以特定方式组合到一起时,就会重新排列各种颜 色。 在变焦镜头中,不同的镜头元件可以前后移动。通过改变特定透镜之间 的距离,就能调节整个镜头的放大率——焦距。 现在您已经知道,无论光束的入射角如何,透镜的任一点都会将其偏 转至某个总角度。这个总“偏转角”是由透镜结构决定的。 形状更圆(中心更凸出)的镜头,其偏转角就更大。基本说来,镜头 向外凸出,就会增加镜头上各点之间的距离。这会延长快速光波与慢 速光波的传播时间差,从而增大光的偏转角。 偏转角度增加会产生一个明显效果: 某一点发出的光束会在离镜头更 近的地方会聚。而在形状更扁平的镜头中,光束的偏转角度较小,因 此会在离镜头较远的地方会聚。换言之,扁平镜头形成的聚焦实像离 镜头更远。 增加镜头和实像之间的距离实际上就是增大实像的整体尺寸。 想一想, 就会发现这非常合理。以放映机为例:放映机离屏幕越远,图像就越 大。简单地说,光束在传播至屏幕的途中会持续扩散。 照相机的基本原理与此相同。随着镜头和实像之间的距离增加,光束 进一步扩散,形成更大的实像。但胶片尺寸是固定的。当您使用非常 扁平的镜头时, 会产生很大的实像, 但曝光至胶片的只有其中间部分。 通常来说, 镜头都会瞄准画面的中间, 并放大您面前的一小部分景象。 镜头越圆,形成的实像就越小,因此胶片表面感应的景象区域就越大 (放大率降低)。 专业照相机可供安装不同的镜头,因此能以不同的放大率观看景象。 镜头的放大率用焦距表示。照相机的焦距定义为镜头和远距离物体 (如月亮)的实像之间的距离。焦距越长,图像的放大率就越高。 标准的 50 毫米镜头缩放图像的程度都不明显。 不同的镜头适用于不同的场景。若想拍摄山脉,就要用焦距特别长的 长焦镜头。这种镜头可供您瞄准远处的特定元素,从而构建更紧凑的 画面。 如果要拍特写镜头, 可能就要用广角镜头。 这种镜头焦距较短, 因此会缩小您面前的景象。即便物体距离照相机仅 30 多厘米,其整 个外观都会曝光至胶片。标准 50 毫米照相机镜头缩放图像的效果并 不明显,因此非常适合拍摄不近不远的物体。 传统照相机的化学元件是胶片。当胶片向实像曝光时,其实就在对光 的图案进行化学记录。 记录光线的是许多微小的感光粒子, 这些粒子分布在塑料条上的化学 悬浮液里。粒子曝光后,就会发生化学反应。 胶卷照完后,就要进行冲洗——将胶片置于其他化学物中,这些化学 物会与感光粒子起反应。在黑白胶片上,显影化学物会让曝了光的粒 子变黑。于是亮的区域变黑,黑的区域变亮,这样就形成了底片,然 后在打印时将其转换成正像。 彩色胶片有三层不同的感光物质,依次对应红色、绿色和蓝色。冲洗 胶片时,这三层都置于为胶片各层染色的化学物中。叠加所有三层的 颜色信息,便能得到全色底片。 有关整个过程的全面讲述,请参阅摄影胶卷的基础知识。 至此,我们已经介绍了摄影的基本原理——用会聚透镜形成实像,并 将这个实像的光图记录到感光材料层上。从概念上说,这就是拍照的 全过程。但要捕捉清晰的图像,还必须严格控制每一个环节。 如果把一张胶片放在地上,并用会聚透镜将实像聚焦至胶片,显然不 可能获得有用的照片。一旦暴露在外,胶片上的每个粒子都会彻底曝 光。由于没有任何相对的非曝光区域,因此不可能形成照片。 为了捕捉图像,必须在拍照前让胶片一直处于完全黑暗的状态。当您 想记录图像时,再让光进入。就最基本的层面而言,照相机机身就是 一个密封盒,盒子里的快门可以在镜头和胶片之间开闭。事实上,照 相机 (camera) 一词是暗箱 (camera obscura) 的缩写,在拉丁语中意 指“暗室”。 要正确拍摄照片,就必须精确控制射入胶片的光线量。如果射入的光 线太多,就会有过多粒子起反应,照片看上去仿佛褪色了。但如果碰 触胶片的光线不够,起反应的粒子又太少,照片就会很暗。 那该怎 样调节曝光率呢?有两大因素必须考虑: 穿过镜头的光线数量 胶片曝光的时间 要增加或减少穿过镜头的光线量, 必须改变光圈 (镜头开口) 的大小。 为此,可以使用虹彩光圈,它是一系列可以彼此覆盖着向内折叠或向 外伸展的重叠金属板。 其实这种机制的工作原理就和人眼的虹膜一样 ——以圆形张开或闭合,从而缩小或扩大镜头的直径。镜头越小,捕 捉的光就越少;镜头越大,捕捉的光也越多。 当虹彩光圈中的金属板彼此覆盖着向内折叠时,会 缩小光圈;向外伸展时则扩大光圈。 曝光时间的长短取决于快门速度。 大多数单反照相机都使用焦平面快 门。这种机制非常简单,主要包括镜头和胶片之间的两块“帷幕”。在 拍照之前, 第一帷幕关闭, 以防止胶片曝光。 拍照时, 这块帷幕滑开。 一定时间之后,第二帷幕从另一侧滑入,结束曝光。 按下照相机的快门按钮时,第一帷幕将滑开,胶片随即曝光。一定时 间之后,第二个遮光器滑闭,结束曝光。这一时间延迟由照相机的快 门速度旋钮控制。 这个简单动作由许多复杂的齿轮、 开关和弹簧控制, 就如同手表机芯。 当您按下快门按钮,就会松开一个杠杆,让几个齿轮开始运转。您可 以转动快门速度旋钮, 旋紧或旋松一些弹簧。 这样可以调节齿轮机制, 延长或缩短第一帷幕打开和第二帷幕关闭的时间延迟。 如果把旋钮设 置到非常缓慢的快门速度,快门就会打开很长时间。如果把旋钮设置 到很快的速度,第二帷幕就会紧随第一帷幕闭合,因而每次都只有一 小段胶片曝光。 曝光的理想程度还取决于胶片上感光粒子的大小。 大粒子比小粒子更 能吸收可见光子。粒子大小用胶片感光度表示,感光度就印在胶卷桶 上。不同的胶片感光度适合不同类型的摄影;例如,100 ISO 胶片适 合在明亮的阳光下进行摄影时使用,而 1600 胶片只适合在相对微弱 的光线条件下进行摄影。 在手动 SLR 照相机中,可以看到众多复杂的齿轮 和弹簧。点击每张图片,查看高清晰度特写镜头。 正如您所见,正确曝光涉及许多问题,您必须调和胶片感光度、光圈 大小和快门速度,使其适合拍照时的光线强度。手动单反照相机有内 置曝光表可协助调整。 曝光表的主要元件是一组能感应光能的半导体 感光器。这些感光器把光能转换成电能,而曝光表系统则根据胶片感 光度和快门速度来解析电能。 接下来,我们看看单反照相机如何在拍照前将实像投射到取景器,又 如何在按下快门时将其投射至胶片。 SLR 照相机与傻瓜照相机 市面上有两种消费级胶片照相机——单反照相机和傻瓜照相机。 两种 相机的主要区别在于摄影者看到景象的方式。 傻瓜照相机的取景器是 穿过机身的一个简单窗口。摄影者看不到照相机镜头形成的实像,只 能大致看到景象。 而在单反照相机中,摄影者可以看到即将呈现在胶片上的真正实像。 取下单反照相机的镜头看看内部,就能理解其工作原理。相机的快门 和镜头之间有一面斜镜,斜镜上方有一块半透明玻璃和棱镜。这种布 局的工作原理与潜望镜类似——实像从下面的镜子反射到半透明玻 璃上,而半透明玻璃则充当银幕。棱镜的作用是翻转屏幕上的图像, 让其重新正立,并将它重新投射至取景器窗口。 当您按下快门按钮时, 照相机迅速移开镜子, 图像就投射至曝光胶片。 由于镜子与快门定时器系统相连, 因此其开放时间与快门处于打开状 态的时间相同。这也是拍照时取景器突然变黑的原因。 SLR 照相机里的镜子把实像投射至取景器。按下 快门按钮时, 镜子向上翻转, 从而让实像投射至胶 片。 这种照相机里安装了镜子和半透明屏幕, 因此可以按胶片上显示的图 像精确呈现实像。这种设计的优点是可以调节焦距和取景,从而拍出 您真正想要的照片。正因如此,专业摄影师通常都用单反照相机。 目前,大多数单反照相机都能选择手动控制和自动控制,而大多数傻 瓜照相机都是全自动的。就工作原理而言,自动照相机与手动照相机 非常相似, 唯一的差别就是所有控制操作均由中央微处理器代替人完 成。中央微处理器从自动对焦系统和曝光表接收信息,然后激活几个 小发动机,让它们调节镜头并开闭光圈。现代照相机的中央微处理器 已经变为相当先进的电脑系统。 自动傻瓜照相机用电路板和电机取代了齿轮和弹 簧。

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