相機零件
一個簡單的相機由以下部分組成: 凸透鏡眼部光圈、快門和底片。
凸透鏡 相機鏡頭的作用是在底片上形成實像和倒立像。與焦距可變的目鏡不同,相機鏡頭的焦距是固定的。相機鏡頭是凸透鏡,而不是凹透鏡,因為凹透鏡成像總是虛像。相反,當物距大於焦距時,凸透鏡成像為實像。實像是指真實存在的影像,因此可以記錄在膠卷上。相反,虛像是指虛假的影像,因此無法記錄在膠片上。凸透鏡所產生的實像和倒立像的位置與底片的位置重疊。
光圈(或稱「光闌」)是一個直徑為D的圓形孔徑,用來控制照射到膠片上的光量。光圈直徑取決於鏡頭尺寸,並以f值或光圈值表示。光圈值定義為鏡頭焦距(f)與光圈直徑(D)的比值:f值 = f / D。若鏡頭焦距為100毫米,光圈直徑為20毫米,則光圈值為100毫米 / 20毫米 = 5。在這種情況下,鏡頭設定為f/5。若鏡頭焦距為100毫米,光圈直徑為25毫米,則光圈值為100毫米 / 25毫米 = 4。在這種情況下,鏡頭設定為f/4。由此可知,光圈直徑越大,光圈值越小,照射到底片上的光量就越多。最小的光圈值(最大光圈直徑)決定了鏡頭的速度。
快門控制著照射到底片上的光量。快門開啟的時間長短會影響照射到底片上的光量,因為快門開啟時,底片也會曝光。快門速度也稱為「曝光時間」。快門速度與快門開啟的時間密切相關,因此快門速度以秒為單位。快門速度的範圍從幾秒到幾分之一秒不等。快門開啟的時間越短,快門速度就越快,照射到底片上的光量就越少。在光線不足的情況下,需要使用高速快門。高速快門還可以消除因相機震動造成的陰影模糊。
電影 相機的功能是記錄鏡頭成像的實際畫面。幾年前,相機還使用底片,但如今底片相機已不再使用底片。鏡頭成像現在以電子方式記錄。以電子方式記錄影像的相機稱為數位相機。使用底片記錄影像的相機稱為類比相機。
鏡頭對焦與成像
拍攝效果的品質不僅取決於光圈大小和快門速度,還取決於對焦。在討論相機鏡頭對焦之前,首先需要先理解以下解釋。在凸透鏡部分,我們解釋了當物距 (s) 非常遠,可以視為無限遠時,凸透鏡產生的實像與凸透鏡的焦點重合。因此,當物距無限遠時,像距 (s') 等於焦距 (f)。在凸透鏡成像部分,我們了解到,如果物距較小,像距較大,像的大小也較大。在凸透鏡範例題 2 和 3 中,我們了解到,如果鏡頭的焦距較大,像距 (s') 較大,則像的大小也較大。
相機鏡頭的對焦與目鏡的對焦不同。目鏡的對焦是透過改變目鏡的曲率(即改變目鏡的焦距)來實現的,直到像直接落在視網膜上,從而獲得最清晰的影像。如果相機使用單鏡頭(而非多片透鏡的變焦鏡頭),則鏡頭的焦距無法改變。相機鏡頭的對焦是透過改變像距(s')來實現的,直到獲得最清晰的影像。
如果物距 (s) 非常遠或無窮遠,則像距 (s') 等於焦距 (f)。參見圖 1。
若物距小於無窮遠,則像距 (s') 大於焦距 (f)。物距 (s) 越小,像距 (s') 越大,像的尺寸也越大。基於此,可以得出結論:如果物體與鏡頭之間的距離較近,則必須增大鏡頭與膠片之間的距離;如果物體與鏡頭之間的距離較遠,則必須減小鏡頭與膠片之間的距離。參見圖 2。
對焦相機鏡頭時,鏡頭的焦距也必須考慮。焦距越長,像距(s')越大。焦距較長的鏡頭成像也較大。如果想要拍攝遠處的清晰物體,請使用焦距較長的鏡頭。通常,焦距較長的鏡頭的曲面較平坦,曲率較小。