第一节 镜头的构造
一、案例分析
案例1.1
二、相关知识
（一）镜头的构成
相机的镜头主要是由透镜构成的，而透镜又是由高级的光学玻璃制成的。镜头在摄影中的作用是让被摄景物在焦点平面上结成清晰的影像。
透镜分为凸透镜和凹透镜两大类。
凸透镜中央厚、边缘薄，呈凸形，分为双凸、平凸和凹凸三种。凸透镜具有汇聚光线的性能，因而也叫“正透镜”，用凸透镜制成的镜头即可成像。
凹透镜中央薄、周边厚，呈凹形，分为双凹、平凹和凸凹三种。凹透镜具有发散光线的性能，因而也叫“负透镜”，它在镜头中主要用于校正凸透镜在成像上所存在的像差及其他一些缺陷。
单独的一片凸透镜虽然也可以成像，但是成像的质量很低。因而，现代相机的镜头都是由多片凸凹透镜构成的透镜片组组成，也可称为复式透镜。“片组”表示的是镜头的光学结构，“片”是指透镜的片数，“组”是指透镜的组合情况。单独的一片透镜称为一组，两片透镜组合在一起也称为一组。比如某一型号的数码相机镜头的光学结构为7片5组，就意味着该镜头由7片透镜构成，其中有两片是组合在一起的。镜头的透镜片组情况通常会在产品说明书中标注出来。
（1）非球面透镜。
现代相机的镜头大都是由球面透镜构成的，凡是球面透镜就会存在球差、色差、畸变等缺陷，我们称为“像差”。这种像差导致影像清晰精度的下降。为保证光学性能和成像质量，镜头生产厂家通常采用多片凸凹透镜的组合方式来校正球面像差。但即便是这样，仍然不能达到令人满意的程度，由此，非球面透镜产生。
非球面透镜其中心到边缘之曲率连续发生变化，而球面透镜其中心到边缘具有恒定的曲率。1992年日本美能达公司率先在APEX 90相机标配的变焦镜头（38～90mm）中使用了两片非球面透镜，两片非球面透镜让该镜头大幅削减了透镜片数，又很好地校正了像差。
非球面透镜的性能优势有三个方面：一是像差的校正，较好地解决了大口径镜头所产生的光晕和广角、超广角镜头边缘产生的畸变现象；二是透镜片数的减少，仅一片非球面透镜就能达到或超过几片球面透镜组合的效果，使得镜头的长度明显缩短；三是幻影（杂 光像）和反射光斑的减少，使得镜头的锐利度得到明显提高。
（2）萤石透镜。
萤石（fluorite）是一种矿物，也是一种很好的光学材料。萤石制成的镜片有着非常优异的光学素质，尤其在抗色散特性方面有其独特之处。但是，自然界中很难选择出适用于相机镜头的萤石，正因如此，佳能在20世纪60年代初期开发出了萤石的人工结晶生成技术并用于摄影镜头的制造，实现了人工生成萤石镜片的愿望。佳能通过将萤石凸透镜与高分散凹镜相结合，实现了RGB3色光的焦点基本达到一致的色差补偿效果，使得从画面中心到周边部分都能得到理想的画质。
人工生成的萤石镜片主要有三个方面的优势：一是折射率和色散极低，对红外线、紫外线的透过率好；二是由于采用低折射性的萤石镜片，既保持了高画质，又大幅度地缩短了长焦镜头的长度；三是具有一般光学玻璃无法实现的鲜艳、细腻的描写性能，因而很好地清除了影响画面锐度的色差。“色差”是指光线通过透镜产生的焦点偏离而出现的颜色发散，它会使图像锐度下降。萤石镜片因为光的色散极少，几乎没有色差，因而最适用于摄影镜头。
（3）超低色散透镜。
超低色散透镜是一种接近萤石透镜光学特性的镜片，但制造成本相对较低。相比较而言，两片超低色散透镜相当于一片萤石透镜的成像效果，而一片Super UD透镜可提供相当于一片萤石镜片的效能。采用这两种透镜制成的镜头具有很强的抗色散能力，色差非常小，能显著地提高影像清晰度，在长焦镜头上使用的时候更为明显，因而在专业镜头中有比较广泛的应用。
上述高科技透镜的研制和在镜头中的运用，大大改善了传统球面透镜存在的诸多缺陷，为新闻摄影提供了更加有利的图像质量，但价格也要贵一些。
现代相机镜头为克服透镜对光线反射的损失均进行了镀膜处理，即在镜头表面镀上多层薄膜，以提高镜头的通光能力。我们在镜头表面所看到的暗绿色、紫红色就是镀膜的结果，加膜后的透镜将光的反射减少到最低限度。
（二）镜头的焦距、口径与接口
（1）什么是焦距？焦距是镜头的重要性能指标。在数码单反相机中，焦距通常标在镜头的镜筒或镜圈上。那么，什么是焦距呢？从实用的角度对焦距的理解是：由无限远射来的平行光线，经过镜头的折射，会在镜头主轴上聚成一个清晰的点，这个点我们称为焦点，由焦点垂直平面至镜头中心的距离叫焦距。理论上计算，它应该是透镜的第二节点至焦点垂直平面的距离，因为透镜的第二节点位于镜头中心稍稍偏后，因此，从实用的角度讲就是焦平面至镜头中心的距离。
在新闻摄影中，由于新闻摄影记者拍摄的题材与内容不同，因而所使用的镜头焦距长短也各不相同，短的只有14mm，长的能达到600mm，特殊情况下还会使用更短和更长焦距的镜头。
焦距通常用英文F来表示，焦距的单位一般为毫米（mm）或厘米（cm）。
（2）焦距与成像的效果。
镜头焦距不同会带来成像效果的不同，这种不同决定了该镜头拍摄到的被摄体在胶片上或感光元件上所形成的影像大小和前后清晰范围的不同。
1）视角不同。
焦距与视角成反比关系：焦距长，视角小；焦距短，视角大。焦距长，可以拍摄到较小的视角和较大的影像比例；焦距短，可以拍摄到较大的场景和较小的影像比例。从图1–5至图1–12中可以看出在摄距、光圈和快门速度不变的情况下，通过改变镜头的焦距所获得的不同的视角范围。
2）景深不同。
焦距与景深成反比关系：焦距长，景深小；焦距短，景深大。长焦镜头由于景深小，便于拍出虚实结合的新闻画面效果，使主体得以突出，这在体育新闻摄影或新闻人物摄影中尤为常见；短焦镜头由于景深大，可以将纵深场景拍摄得更为清晰，能够更好地交代新闻现场前后诸多元素。图1–13是摄影记者用长焦镜头拍摄的苗族姑娘盛装迎新春佳节时的情景。图1–14是摄影记者用短焦距镜头拍摄的车祸伤者被转入吉林大学第一医院治疗时的情景。
（3）焦距使用中应注意的问题。
1）使用广角镜头拍摄要注意变形的问题，特别是超广角镜头，画面边缘变形会更加明显，这在拍摄主要新闻人物或主要新闻场景时应特别注意。
2）使用长焦镜头拍摄要注意将焦点调实，焦距越长，景深越小，焦点越容易出现偏差，拍摄时要精心调准焦点，以免影像不实。在手动调焦时，应先旋转到长焦一端，调实后再旋转到所需要的焦距段上。
3）在影像虚实处理上要分析哪些是与新闻有关的、哪些是与新闻无关的，不能因为使用长焦距而把不该虚化的新闻信息元素也都虚化了。此时还应注意光圈大小的调节。
4）远距离使用长焦拍摄应尽可能使用三脚架，没有三脚架时尽可能找到一个依靠物，上臂紧贴胸部，在屏住呼吸的瞬间按下快门，以确保图像清晰。
（1）口径的含义。
镜头的口径在数码单反相机中通常显示在镜头的镜圈环上。镜头口径又称“有效口径”“有效孔径”，表示的是镜头最大通光量，也是该镜头最大的光圈。
“口径”一般用镜头进光孔的直径与焦距的比值来表示。例如：当镜头焦距为100mm、最大有效口径为25mm时，那么，25∶100 = 1∶4，用1∶4表示该镜头的口径；当镜头焦距为100mm、最大有效口径为38mm时，那么，38∶100 = 1∶2.8，用1∶2.8表示该镜头的口径。一般情况下，人们习惯于把前者的口径称为f4，把后者的口径称为f2.8。f系数越小，口径开得越大；f系数越大，口径开得越小。
（2）口径的表示方法。
相机镜头的口径有大有小，相对而言，定焦镜头的口径往往要大一些，变焦镜头的口径要小一些。所有单反变焦镜头口径都会标示在镜圈或镜筒上，除恒定光圈外，通常显示口径的两端。例如，变焦镜头的短焦一端为18mm，长焦一端为55mm，口径标示为1∶3.5～5.6。其含义是：当变焦环旋转到短焦18mm时，最大光圈为f3.5；当变焦环旋转到长焦55mm时，最大光圈为f5.6，如图1–15所示。恒定光圈通常为专业变焦镜头。所谓恒定光圈，通常是指变焦镜头在所有焦距段都能够使用其标称的最大光圈。比如某款镜头标明焦距为24～70mm，口径标示只有1∶2.8的就是恒定光圈镜头。它说明无论是旋转到24mm一端还是旋转到70mm一端，光圈值都能开到f2.8，如图1–16所示。
（3）大口径镜头在新闻摄影中的三大优势。
1）大口径镜头有利于新闻摄影记者更好地控制光线。新闻摄影记者常常会在比较暗的光线条件下拍摄，很多时候就不得不使用电子闪光灯。如果手中有大口径的镜头，就可以弥补进光不足，即便不使用闪光灯或不提高ISO感光度，也能满足现场曝光的需要。
2）大口径镜头有利于新闻摄影记者更好地控制景深。镜头口径越大，景深就会越小；景深越小，就越容易获取虚实结合的效果。这在体育新闻摄影和人物特写拍摄中的优势尤为明显。
3）大口径镜头有利于新闻摄影记者更好地控制快门速度。在新闻现场光线、亮度相同的情况下，大口径可以使用更高的快门速度，有利于抓拍到转瞬即逝的新闻主体形象。
大口径镜头的优势尽管明显，但是其成像质量并非都很高，因为镜头口径开得越大，对透镜的质量要求也就越高。
（1）镜头接口的作用。
镜头接口指的是镜头与机身连接的部位。它主要有两个方面的作用：一是起连接的作用，即连接镜头与机身；二是指令传递作用，它将机身内部各种功能和信息传递给镜头，驱动其完成所发出的指令，如调节光圈大小、自动聚焦等。
（2）镜头接口的种类。
无论是过去的传统胶片单反相机，还是现在的数码单反相机，镜头的接口方式各不相同，很多都互不兼容。比如，尼康和佳能这两个品牌的相机都有自己独立的接口，与其他相机均不兼容，这就意味着这两个相机之间的镜头不能互用。正是由于相机镜头接口各不相同，给新闻摄影记者带来诸多不便，因此，新闻摄影记者需要对不同型号相机镜头的接口有一个了解，以便在选用镜头时能够选择与其相匹配的镜头。