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    镜头的基础光学性能(光学镜头基础知识)

    单反相机入门教程  2022-11-181300

    1. 光学镜头基础知识

    1.摇镜头

    是通过摇摄而产生的一种电视镜头语言,在拍摄中,摄像机的位置不动,通过摄像机本身的光学镜头水平或垂直移动而拍摄的镜头。其画面效果犹如人们转动头部环顾四周或视线由一点移向另一点的视觉效果。抽象地看摇镜头的运动轨迹,就像一个以摄像机为中心的对四周六面空间的扇形以至环行的扫描。

    2.移镜头

    分为横移和跟移两种。横移为向左或向右横向移动;跟移则向前或向后纵向移动。跟移与推拉镜头不同,它是跟随拍摄对象的运动而向前或向后移,而与对象基本保持不变的距离,但背景空间却发生不断变化,造成一种流动感。

    2. 镜头的光学参考有哪些

    光学镜头是机器视觉系统中必不可少的部件,直接影响成像质量的优劣,影响算法的实现和效果。光学镜头从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头,长焦镜头;从视场大小分有广角、标准,远摄镜头;结构上分有固定光圈定焦镜头,手动光圈定焦镜头,自动光圈定焦镜头,手动变焦镜头、自动变焦镜头,自动光圈电动变焦镜头,电动三可变(光圈、焦距、聚焦均可变)镜头等。

    3. 光学镜头的基本构成

    透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,镜头是由几片透镜组成的,有塑胶透镜(plastic)和玻璃透镜(glass)两种,玻璃透镜比塑胶贵。

    通常摄像头用的镜头构造有:1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G等,透镜越多,成本越高。

    4. 光学镜头基础知识培训

    镜头的光学特性是指由其光学结构所形成的物理性能,由焦距、视场角和相对孔径三个因素组成。任何一种光学镜头,都可以由这三种光学特性的技术参数来表示和区分。

    (1)焦距 摄像机的镜头都可被看成为一块中间厚、边缘薄的凸透镜,光线穿过透镜会聚成焦点,焦点至镜头中心的距离即为该镜头的焦距,焦距的单位是毫米(mm)。 镜头焦距的长短与被摄对象在摄像管光电靶面上的成像面积成正比。

    如果在同一距离上对同一被摄对象进行拍摄,镜头焦距愈长,那么成像面积越大,放大倍率越高;反之,镜头焦距愈短,则成像面积越小,放大倍率越低。

    通常,我们把焦距与像平面对角线接近或相等的镜头称为标准镜头。一般的摄像机光电靶面成像面积约等于16毫米电影摄影机的画幅像平面,标准镜头焦距通常为25毫米。焦距大于像平面对角线的镜头,称为长焦距镜头。焦距小于像平面对角线的镜头,称为广角镜头。焦距可发生变化的镜头,称为变焦距镜头。

    (2)视场角 镜头的视场角,是指摄像管有效成像平面(视场)边缘与镜头后节点所形成的夹角。

    从造型角度上讲,镜头视场角反映了摄像机记录景物范围的开阔程度(镜头视场角分为水平视场角和垂直视场角,本章所用视场角均指水平视场角)。镜头视场角与被摄对象在画面中的成像效果成反比。视场角愈大,被摄主体成像越小,画面景物越开阔;反之,视场角愈小,被摄主体成像越大,画面景物的视野越狭窄。

    视场角主要受镜头成像尺寸和镜头焦距这两个因素制约。由于摄像管成像靶面在实际拍摄中是不变的固定因素,所以直接影响视场角的就是镜头焦距了。我们拍摄时一般只能通过变换不同焦距的镜头来改变视场角。

    摄像机在同一距离上对同一被摄对象进行拍摄时,使用不同焦距的镜头会改变该对象在画面中的成像面积和背景范围。

    这实质上是由于视场角发生了相应的改变。

    比如,一个视场角为50°的镜头所拍得的被摄主体在画面中只有视场角为5°的镜头拍得的图像面积的1/10。镜头焦距越长,视场角越小;焦距越短,视场角越大。标准镜头(25mm镜头)所呈现的视场角大约在45°左右。广角镜头(焦距小于25mm)的水平视场角均大于60°,一般处在60°-130°之间。130°以上到180°之间的镜头被称为超广角镜头,又称为鱼眼镜头。

    长焦距镜头(焦距大于25mm)的水平视场角小于40°。

    (3)镜头的相对孔径是指镜头的入射光孔直径(D)与焦距(f)之比,其大小说明镜头接纳光线的多少。

    相对孔径是决定镜头透光能力和鉴别力的重要因素。

    相对孔径(D/f)的倒数(f/D)被称为光圈系数(F),被标刻在镜头的光圈环上。摄像机的镜头光圈系数分为若干档,常见的有1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、12、16、22等,相邻两档光圈F值的比值均为,曝光量相差一级。

    由于像平面照度和相对孔径的平方成正比,所以F值变化一档,相当于摄像机镜头的光通量变化一倍。

    在摄像时我们说开大光圈,实际上是从光圈调节环上大F值向小F值的一端运动,即减小了光圈系数值;而缩小光圈,则是从小F值向大F值一端运动,光圈系数值加大。

    比如,从光圈8调到光圈5.6,就是开大了光圈,光通量增大一倍,曝光值增加一级。

    反之亦然。

    对相对孔径和光圈系数的调节,决定了镜头的光通量和镜头景深。对摄像机的镜头进行光圈选择,实质是一个曝光控制的问题。现在的摄像机通常都有手动光圈和自动光圈两种控制方式。自动光圈只能对被摄场景的曝光控制作出技术性处理,而有意识、有目的的动态用光和艺术处理只能由手动光圈才能更好的表现。在拍摄同一照度下的同一场景时,光圈越大,景深范围越小;光圈越小,景深范围越大。镜头曝光的有意图控制和不同景深的选择性运用,是摄像人员实现创作意图取得最佳画面效果的有效手段。

    5. 光学镜头参数知识

    镜头画幅

    APS画幅镜头

    镜头分类

    微单镜头

    镜头用途

    标准镜头

    镜头类型

    定焦

    镜头结构

    8组11片(包括一个非球面镜片和两个超低色散镜片、变迹滤镜)

    镜头卡口

    富士XF卡口

    滤镜尺寸

    62mm

    光学参数

    最大光圈

    F1.2

    最小光圈

    F16

    光圈叶片数

    7片

    焦距范围

    56mm

    等效焦距

    85mm

    最近对焦距离

    0.7m

    最大放大倍率

    0.09倍

    防抖性能

    28.5°

    其它参数

    镜头直径

    73.2mm

    镜头长度

    69.7mm

    镜头重量

    405

    保修信息

    保修政策

    全国联保,享受三包服务

    质保时间

    1年

    6. 光学镜头基础知识题库

    摄像机的一个重要的器件就是镜头,摄像机标准配置的镜头被称为标头,通常为17倍头。在谈到广角时,又会说到4.5这个概念。摄像机镜头为光学变焦镜头,下面是镜头的概念和参数。 镜头是一种光学器件。是由多片光学透镜、光圈和镜筒组成,与照相机镜头相比,在镜头右边多了一个摄像握手,在握手上有对镜头进行控制的多个按钮。某些摄象机镜头还配有光学焦距增倍装置。光学镜头的主要三个参数:焦距、视场角和相对孔径。镜头一般按焦距分有:定焦距镜头、变焦距镜头(长焦、短焦、标准)、特技镜头。

    7. 光学镜头的分类与特征

    我国光学镜头行业未来发展空间巨大

      光学镜头又被称为摄像镜头或摄影镜头,其主要功能是光学成像。光学镜头是机器视觉系统中必不可少的部件,直接影响成像质量的优劣。我国光学镜头在初期主要应用于军事方面,民用光学镜头产业起步较晚,2008年之前国内光学镜头市场基本被日本、德国各大品牌所垄断。

      在发展初期,中国光学技术尚不成熟,中国企业只能学习借鉴日本的光学技术。随着中国现代技术的发展,以舜宇光学、联合光电、宇瞳光学等为代表的国内企业通过对光学镜头技术的大力研发,逐步打破了日本、德国等企业在国内市场上的技术垄断,为我国光学镜头市场带来了发展良机。

      根据新思界产业研究中心发布的《2019-2023年中国光学镜头行业市场供需现状及发展趋势预测报告》显示,视频监控、智能手机和车载摄像头作为光学镜头行业的三个最大终端市场,很大程度上影响着光学镜头行业的整体趋势。2017年,全球光学镜头行业在视频监控、智能手机、车载摄像头领域的合并收益将近达到60亿美元,2018-2019年间这三大市场的合并收益仍保持着增长趋势;预测到2021年收益将会超过70亿美元,全球光学镜头行业的三大市场合并收益得到进一步扩大。

      随着中国城镇化水平的不断提升,国家大力推进“平安城市”、“智慧城市”、“智能交通”等项目,再加上各级政府及相关部门把“加强社会治安防控体系建设”作为重点工作,为我国安防产品的发展提供了良好的政策环境,使得市场对安防监控摄像头的需求不断增加,促进我国光学镜头行业发展。

      随着智能手机的普及性使用,手机的摄像功能成为了各大手机厂商的竞争关键。为了提高自身手机在市场上的竞争优势,制造商设计的摄像功能逐渐朝着双摄像镜头、超大广角、大光圈等高端领域发展,对光学镜头提出了更高的品质和工艺要求,市场需求推动产业发展,使得我国光学镜头行业技术有了进一步提高。

      随着国家对道路交通安全和汽车安全的要求不断提高,再加上ADAS和无人驾驶汽车市场的快速兴起,市场对车载摄像头的品质、产量有更高的要求,我国车载摄像头行业迎来了发展良机,也带动我国光学镜头产业发展。

      新思界行业分析人士表示,由于现代技术的不断发展和光学镜头应用领域不断拓宽,下游行业的发展对光学镜头的设计水平和精密生产加工能力提出了更高的要求,这不仅为我国光学镜头行业带来巨大的发展动力,同时也推动了光学镜头技术不断升级创新,促使我国光学镜头行业向可持续化、健康化发展。

    8. 光学镜头基础知识点总结

    (折光率或屈光率)是透镜或曲面镜汇聚或发散光线的程度,它与设备的焦距是负相关的。

    屈光度是测量光学倍率最常用的单位,国际单位制的单位是反米(m^-1)。

    将2个或更多个薄透镜组合在一起,组合透镜的光学倍率是接近各别透镜的总和或是更好。光学倍率通常在几何光学的光线追踪或是眼科学中用于描述透镜的特性。

    9. 光学镜头基础知识的课后心得

    首先他们都能实现图像的放大,就是常说的推近或者拉远。区别:想要放大(或推近)一般都是先光学变焦,光学变焦到头了若还不够近,然后再数字变焦。

    光学变焦是通过改变镜头内各透镜之间位置关系实现变焦的,不会降低图像分辨率,画质恒定。

    数字变焦是把图像进行了数字放大,并不是实质上的变焦。越放大,画质越差。光学变焦光学变焦英文名称为Optical Zoom,数码摄像机依靠光学镜头结构来实现变焦。数码摄像机的光学变焦方式与传统35mm相机差不多,就是通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物,光学变焦倍数越大,能拍摄的景物就越远。

    光学变焦是通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。

    当成像面在水平方向运动的时候,视觉和焦距就会发生变化,更远的景物变得更清晰,让人感觉像物体递进的感觉。

    10. 光学镜头基础知识点

    没有近义词。

    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,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。根据镜头的产地分类主要是日系镜头和德系镜头。日系镜头主要是色彩的还原性比较好,德系镜头的层次感比较强。市场上中国的镜头也逐渐占领一定的市场,主要是价格比较低廉。

    11. 光学镜头百科

    1. 推镜头

    推镜头是视频拍摄中常用的手法之一,摄像机镜头与画面逐渐靠近,画面外框逐渐缩小,画面内的景物逐渐放大,使观众的视线从整体看到某一布局,这种推镜头可以引导观众更深刻地感受角色的内心活动,加强情绪气氛的烘托。

    2. 拉镜头

    拉镜头是将摄影机放在移动车上,对着人物或景物向后拉远所摄取的画面。摄影机逐渐远离被摄主体,画面就从一个局部逐渐扩展,使观众视点后移,看到局部和整体之间的联系。

    3. 摇镜头

    摇镜头是拍摄视频中的一种拍摄手法,指的是当摄像机机位不动,借助于三角架上的活动底盘或拍摄者自身做支点,变动摄像机光学镜头轴线的拍摄方法。

    4. 特写

    特写是指在电影中拍摄人像的面部,人体的某一局部,一件物品的某一细部的镜头。最早由美国早期电影导演格里菲斯等人创造、使用。它的出现和运用,丰富和增强了电影艺术独特的表现力,历来是电影美学。

    5. 移轴

    移轴所拍摄的照片效果就像是缩微模型一样,非常特别。移轴镜头的作用,本来主要是用来修正以普通广角镜拍照时所产生出的透视问题,但后来却被广泛利用来创作变化景深聚焦点位置的摄影作品

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