第一章电视摄像机 第四节摄像机镜头构成与作用 镜头是摄像机中最重要部件之一。这里所说的“镜头”是指摄像机 的光学镜头。 是用以进行光学成像的镜头组。它由多片光学透镜、光圈和镜简等 组成。 光学镜头的基本作用是：光线通过透镜把被摄物体成像于机内的电 子摄像光电靶而上。被摄物体的光学信号经过光电转换，成为可以传递 的电子视频信号。 镜头的光学特性是指由其光学结构所形成的物理性能。任何一个光 学镜头的主要光学特性可由三个参数表示，即：光学镜头的焦距、视场 角和相对孔径。 一、焦距 按照光学镜头焦距的长短不同，摄像机镜头可分为标准镜头、长焦 距镜头和短焦距镜头（通常称广角镜头）。 1、标准镜头
第一章 电视摄像机 第四节 摄像机镜头构成与作用 镜头是摄像机中最重要部件之一。这里所说的“镜头”是指摄像机 的光学镜头。 是用以进行光学成像的镜头组。它由多片光学透镜、光圈和镜筒等 组成。 光学镜头的基本作用是：光线通过透镜把被摄物体成像于机内的电 子摄像光电靶面上。被摄物体的光学信号经过光电转换，成为可以传递 的电子视频信号。 镜头的光学特性是指由其光学结构所形成的物理性能。任何一个光 学镜头的主要光学特性可由三个参数表示，即：光学镜头的焦距、视场 角和相对孔径。 一、焦距 按照光学镜头焦距的长短不同，摄像机镜头可分为标准镜头、长焦 距镜头和短焦距镜头(通常称广角镜头)。 1、标准镜头
标准镜头焦距的长短，与摄像管光电靶面上的成像面的对角线长度 相等。专业摄像机光电靶面上的成像面一般为20mmx15mm,其对角 线长度为25mm。因此标准镜头焦距通常为25m, 标准镜头拍摄的画面效果（拍摄范围、透视关系等）都最接近人眼观 察习惯，画面表现得比较真切而自然。 2、长焦距镜头 焦距长度大于像平面对角线的镜头，称为长焦距镜头，例如75m 镜头。长焦距镜头又称望远镜头适合于远更离拍摄，画面畸变小，也常 用来拍摄人物特写。在实际运用中，通常用变焦距镜头中的长焦部分来 拍摄。 长焦距镜头景深范围小，能造成画面影像明显的虚实效果。有时要 采用“虚出”、“虚入”法来作场景转换。长焦距镜头便可发挥其”特 长”之作用。 长焦距镜头能压缩现实纵向空间，使画面形象饱满紧凑；长焦距镜 头还能改变运动速度，调整观看节奏，加强横向运动物体的动感减弱纵 向运动物体的动感。 3、广角镜头 广角镜头又称短焦距镜头，焦距长度小于像平面对角线的镜头，例 如10m镜头
标准镜头焦距的长短，与摄像管光电靶面上的成像面的对角线长度 相等。专业摄像机光电靶面上的成像面一般为 20 mm x 15 mm，其对角 线长度为 25 mm。因此标准镜头焦距通常为 25 mm。 标准镜头拍摄的画面效果(拍摄范围、透视关系等)都最接近人眼观 察习惯，画面表现得比较真切而自然。 2、长焦距镜头 焦距长度大于像平面对角线的镜头，称为长焦距镜头，例如 75 mm 镜头。长焦距镜头又称望远镜头适合于远距离拍摄，画面畸变小，也常 用来拍摄人物特写。在实际运用中，通常用变焦距镜头中的长焦部分来 拍摄。 长焦距镜头景深范围小，能造成画面影像明显的虚实效果。有时要 采用“虚出”、“虚入”法来作场景转换．长焦距镜头便可发挥其”特 长”之作用。 长焦距镜头能压缩现实纵向空间．使画面形象饱满紧凑；长焦距镜 头还能改变运动速度，调整观看节奏，加强横向运动物体的动感减弱纵 向运动物体的动感。 3、广角镜头 广角镜头又称短焦距镜头，焦距长度小于像平面对角线的镜头，例 如 10 mm 镜头
在实际运用中，通常用变焦距镜头中的短焦部分来拍摄。 广角镜头视角宽广，拍摄范围大。有利于扩展空问可在近距离表 现较大场景。 广角镜头景深大，可使前景、后景都比较清晰，并且能夸张景物比 例和画而透视感。 广角镜头有较明显的光学变形（尤其边缘部分），有时用可作特殊效 果的造型。 广角镜头在表现运动主体时，能加强主体纵向运动的动感。减弱横 向运动的动感。因此，广角镜头可用来调整影像片画面节奏。 用广角镜头拍摄有利于画面平稳，又因其景深大，画面中诸多物体 容易表现得比较清晰，况且影像色彩还原效果也较好， 4、变焦距镜头 变焦距镜头通过调节镜头内部镜头组，使焦距发生变化的镜头，称 为变焦距镜头。 如果拍摄距离不变镜头焦距越长，拍摄到的场景范围越小，景物在 画面中所占面积越大：镜头焦距越短，拍摄到的场景范围越大，景物在 画面中所占面积越小。 二、视场角
在实际运用中，通常用变焦距镜头中的短焦部分来拍摄。 广角镜头视角宽广，拍摄范围大。有利于扩展空问 可在近距离表 现较大场景。 广角镜头景深大，可使前景、后景都比较清晰，并且能夸张景物比 例和画面透视感。 广角镜头有较明显的光学变形(尤其边缘部分)，有时用可作特殊效 果的造型。 广角镜头在表现运动主体时，能加强主体纵向运动的动感．减弱横 向运动的动感。因此．广角镜头可用来调整影像片画面节奏。 用广角镜头拍摄有利于画面平稳．又因其景深大．画面中诸多物体 容易表现得比较清晰，况且影像色彩还原效果也较好。 4、变焦距镜头 变焦距镜头通过调节镜头内部镜头组，使焦距发生变化的镜头，称 为变焦距镜头。 如果拍摄距离不变镜头焦距越长，拍摄到的场景范围越小，景物在 画面中所占面积越大；镜头焦距越短，拍摄到的场景范围越大，景物在 画面中所占面积越小。 二、视场角
视场角是镜头视场大小的参数，它决定能够清晰成像的空间范围。 镜头的视场角的大小钓为成像面边缘与镜头光心点形成的夹角。 镜头视场角与焦距密切相关。视场角受成像面尺寸和焦距两个因素 制钓.在拍摄中，成像面尺寸一般是固定不变的，因而只能通过改变焦 距米实现视场角大小的变化。 在拍摄距离相同情况下，镜头焦距越长。视场角越小，镜头在焦平 面上能够清晰成像的空间范围越小。反之，镜头焦距越短，视场角越大 镜头在焦平面上能够清晰成像的空间范围越大。 标准镜头的视场角钓为50°左右。 长焦距镜头的视场角小于40°。 广角镜头的视场角大于60°一般在60°一130°之间。 130°以上到230°为超广角镜头. 超广角镜头由于夸大光学变形，能得到特殊的影像效果，是画面艺 术造型手段之一。 鱼眼镜头属于超广角镜头的一种。 镜头焦距与视场角在实际拍摄中产生透视关系问题
视场角是镜头视场大小的参数，它决定能够清晰成像的空间范围。 镜头的视场角的大小约为成像面边缘与镜头光心点形成的夹角。 镜头视场角与焦距密切相关。视场角受成像面尺寸和焦距两个因素 制约．在拍摄中，成像面尺寸一般是固定不变的，因而只能通过改变焦 距来实现视场角大小的变化。 在拍摄距离相同情况下，镜头焦距越长．视场角越小，镜头在焦平 面上能够清晰成像的空间范围越小。反之，镜头焦距越短，视场角越大， 镜头在焦平面上能够清晰成像的空间范围越大。 标准镜头的视场角约为 50°左右。 长焦距镜头的视场角小于 40°。 广角镜头的视场角大于 60°一般在 60°一 130°之间。 130°以上到 230°为超广角镜头。 超广角镜头由于夸大光学变形，能得到特殊的影像效果，是画面艺 术造型手段之一。 鱼眼镜头属于超广角镜头的一种。 镜头焦距与视场角在实际拍摄中产生透视关系问题
透视关系是指：摄像机使用不同焦距的镜头，困其视场角不同会造 成所拍摄的对象在画面中或像面积大小、背景范围和透视位置、比例关 系的变化。 三、相对孔径 1、相对孔径 相对孔径是指镜头的入射光孔的直径与焦距之比： 相对孔径表明镜头接纳光线的多少，是决定摄像机的光电粑照度和 分辨率的重要因素。 焦平面照度与镜头通光孔大小成正比，即与相对孔径的平方成正 比。 2、光圈系数 相对孔径的倒数被称为光圈系数。 光圈系数一般有1.422.845.68111622等。 在快门时间（速度）不变的情况下，光圈系数逐级变动，相邻两级之 间的光通量为2倍变化。 如将光图从2调到1.4镜头光通量增加了一倍从2.8调到4光通量 减少到原米的一半：
透视关系是指：摄像机使用不同焦距的镜头，困其视场角不同会造 成所拍摄的对象在画面中咸像面积大小、背景范围和透视位置、比例关 系的变化。 三、相对孔径 1、相对孔径 相对孔径是指镜头的入射光孔的直径与焦距之比。 相对孔径表明镜头接纳光线的多少，是决定摄像机的光电靶照度和 分辨率的重要因素。 焦平面照度与镜头通光孔大小成正比，即与相对孔径的平方成正 比。 2、光圈系数 相对孔径的倒数被称为光圈系数。 光圈系数一般有 1.4 2 2..8 4 5. 6 8 11 16 22 等。 在快门时间(速度)不变的情况下，光圈系数逐级变动，相邻两级之 间的光通量为 2 倍变化。 如将光圈从2调到 1.4 镜头光通量增加了一倍从2.8 调到4 光通量 减少到原来的一半；
从16调到8光通量变成原米的4倍。以此类推。 摄像机的快门速度.一般说来很少去改变的，因此摄像机通常借助 调节光圈大小完成准确曝光任务。 摄像师还可以通过调节滤色片来改变光通量，实现对光圈大小的主 动控制。在专业摄像机上通常都设置有一档5600K十1/8ND滤色片（也 称中灰片)，使用“灰片”即因减少光通量而必需开大光圈以保证准确 曝光.从而达到大光圈拍摄的效果。 以上镜头焦距、视场角、相对孔径、光圈系数之间密切相关，属于 光学镜头知识的最基本点。在实际拍摄中，还必须掌握景深知识以及拍 摄对象在画面中的透视关系所形成的不同效果等等。 透视关系的改变，是由于镜头焦距不同、视场角变化而造成。 3、景深 景深是指拍摄景物在画面中呈现清晰影像的前后范围。 景深范围之外的影像是不清晰的虚像。 景深范围受焦距、光图和拍摄距离的直接影响。 镜头焦距越长，光圈越大。拍摄距离越近，则景深范围越小、镜头 焦距越短，光圈越小、拍摄距离越远，则景深范围越大
从 16 调到 8 光通量变成原来的 4 倍。以此类推。 摄像机的快门速度．一般说来很少去改变的，因此摄像机通常借助 调节光圈大小完成准确曝光任务。 摄像师还可以通过调节滤色片来改变光通量，实现对光圈大小的主 动控制。在专业摄像机上通常都设置有一档5600 K 十1／8 ND 滤色片(也 称中灰片)，使用“灰片”即因减少光通量而必需开大光圈以保证准确 曝光．从而达到大光圈拍摄的效果。 以上镜头焦距、视场角、相对孔径、光圈系数之间密切相关，属于 光学镜头知识的最基本点。在实际拍摄中．还必须掌握景深知识以及拍 摄对象在画面中的透视关系所形成的不同效果等等。 透视关系的改变，是由于镜头焦距不同、视场角变化而造成。 3、景深 景深是指拍摄景物在画面中呈现清晰影像的前后范围。 景深范围之外的影像是不清晰的虚像。 景深范围受焦距、光圈和拍摄距离的直接影响。 镜头焦距越长，光圈越大．拍摄距离越近，则景深范围越小、镜头 焦距越短，光圈越小、拍摄距离越远，则景深范围越大