1.1.3 相机镜头的性能与特性

镜头是相机的重要组成部分，其内部包括组合结构复杂的多枚透镜，设有对焦环、变焦环用于对焦和变焦，还有光圈叶片用于控制镜头孔径的大小（见图1-5）。镜头用于把被摄体的影像呈现在图像传感器（或胶片）上，镜头焦距的长短影响着被摄体的成像大小和范围。镜头的性能直接影响成像质量，是衡量相机整体性能的重要指标。

1. 镜头的相关概念

从实用角度来看，焦距是镜头的主要性能指标，也是我们购买镜头时首要考虑的因素。同等焦段的镜头有普通镜头和专业镜头之分，专业镜头的口径往往较大，并且使用了特殊镜片，能提高影像品质。镜头的防抖功能便于手持相机拍摄时提高持机稳定性，在购买镜头时也要加以考虑。此外，我们还要注意根据自己使用的相机的卡口选择与之匹配的镜头。

（1）镜头的焦距与视角

焦距是镜头的主要性能指标之一，它是指镜头的光学中心到焦平面（胶片或图像传感器）的距离。镜头的焦距用字母“f”表示，单位是mm，它通常标注在镜头的前镜片压圈或镜头筒上，如“f=50mm”表示镜头的焦距是50mm。

镜头的焦距也会影响景深。一支短焦镜头（广角镜头）能很容易拍出不到1米处直至远处的景物的清晰照片，而一支长焦镜头拍摄的照片的景深范围可能只有几厘米至几十厘米。

视角指镜头所能看到和记录的影像范围。相机内的图像传感器（或胶片平面）前都设有一矩形片框，片框内沿的大小决定了像场范围。镜头中心与像场直径构成的夹角就是像角，视角与像角相等。镜头的焦距长短与视角大小成反比，镜头焦距越长，其视角越小，即拍摄的景物范围越窄，被摄体在画面上就显得越大，因而远摄镜头能够将被摄体拍得很大。

（2）镜头的口径

镜头的有效口径简称口径，表明镜头采集光线的能力，是镜头的最大进光孔直径和焦距之比。通俗地说，口径就是镜头的最大光圈。

从实用的角度来讲，镜头的口径总是越大越好。大口径镜头的优点如下：一是手持相机在光线较暗的场景下拍摄，或用高速快门拍摄运动物体时减少抖动；二是即使在较亮的环境中，也有利于提高快门速度、捕捉运动物体；三是能取得较小的景深范围，起到突出主体的效果。对于单反数码相机，大口径镜头可以使从取景器上观察到的影像更加明亮和清晰，使取景和调焦更加方便。但是，大口径镜头的制作工艺复杂，因而也比较昂贵；对于同类镜头，口径大一挡，价格就要高一倍以上。

（3）焦距转换系数及相当焦距

单反数码相机使用4/3画幅、APS-C画幅、APS-H画幅或全画幅的图像传感器。

各大相机和镜头生产厂家都针对这些相机专门开发设计了一系列专用镜头，这类镜头除了标有镜头焦距的实际数值外，还标有相当于35mm相机镜头的焦距或焦距转换系数（或称为镜头焦距延长倍数）。

APS画幅或4/3画幅的图像传感器面积小于35mm相机所用的135胶卷的成像面积（24mm×36mm），图像传感器记录的影像相当于从镜头的成像范围中截取出一部分，从而获得更长焦距的镜头的拍摄效果，因而有镜头焦距延长一说。根据从传统胶片摄影时代积累起来的经验，人们对35mm相机不同焦距镜头的成像特点较为熟悉，将焦距换算为35mm相机镜头的焦距值，有助于人们据此掌握相应焦距镜头的成像特点。

单反数码相机的说明书中都会注明镜头焦距延长倍数，如APS-C画幅的图像传感器的尺寸为23.7mm×15.6mm，相当于135胶卷成像面积的42.8%，对于同一款单反镜头，配在APS-C画幅单反数码相机上进行拍摄时，其镜头焦距相当于配在原来35mm相机上的1.5倍。而全画幅相机就不存在镜头焦距延长的问题。

对于定焦镜头而言，焦距是固定不变的，并不会因为后面的承影面小了而导致焦距延长。很显然，镜头焦距延长仅仅是就拍摄视角的观感而言的，并不是焦距真的延长了。

（4）防抖功能

摄影者使用较慢的快门速度拍摄时，常常由于手抖而使影像模糊，在使用较长焦距的镜头拍摄时这种情况更加明显。防抖镜头就是针对这种情况开发的。其原理是在镜头中设置震动感应器，将震动转化为电子信号，处于光学系统中的镜片组对这些电子信号做出反应、抵消震动，使投射在图像传感器上的影像保持稳定，不会模糊。这一技术以往只用于专业镜头，但随着技术的日益成熟，不仅运用于普通镜头，许多消费型数字相机中也配备了防抖功能。此外，索尼与柯尼卡美能达合作后，还采用后者研发的CCD防抖技术。宾得单反数码相机K10D、K20D对CCD防抖技术做了进一步改进，奥林巴斯、尼康、三星、宾得、理光等厂家均有采用CCD防抖技术的数码相机。而三星的ASR防抖、富士的自然影像技术等都属于电子防抖，能实现快门速度的提高。

CCD防抖和光学防抖都需要硬件驱动，因此比较费电，使用后要及时关闭。把相机固定在三脚架上使用时要注意关闭防抖功能，否则会使影像更加模糊，因为镜头会不断感应抖动；当确实没有发生任何抖动时，感应抖动这一行为本身也会导致微小的抖动。

（5）镜头卡口

相机机身和镜头是通过卡口连接的。不同厂家生产的相机与镜头有的可以互换使用，有的无法兼容。镜头与相机的连接方式有多种，一般为旋转卡入式，也有一些是螺纹直接旋入式。安装镜头时，将镜头和相机机身上安装镜头的白色标志对齐，然后沿一定方向旋转锁定；更换镜头时应使相机机身朝下，避免灰尘进入相机。

（6）遮光罩

遮光罩是套接在镜头上的一种附件（有些镜头设有滑动式遮光罩），由金属或橡胶等材料制成。它的主要作用是在漫射光和逆光拍摄时防止强烈的斜直射光进入镜头，避免在底片上造成眩光和产生灰雾，使影像的反差和清晰度受到影响。在雨雪天拍摄时，使用遮光罩还有助于保护镜头。在没有遮光罩的情况下进行逆光拍摄，可用手、书本、帽子等挡住斜射进镜头的光线。

不同焦距的镜头有不同的视角，遮光罩的遮光角度必须与它相匹配。如果遮光角度比镜头的视角大得多，则达不到遮光的目的；如果遮光角度小于镜头的视角，又会遮去画面四周的光线，使画面出现明显的暗角。

2. 不同焦距镜头的特性

各个品牌的相机和镜头厂家都生产了一系列不同焦距、不同性能的镜头供摄影者选择，摄影者主要根据自己所拍摄题材的实际需要选择镜头。通常情况下，拍摄体育运动画面或野生动物时，摄影者无法靠近被摄体，需要使用长焦镜头将远处的景物拉近，使之充满整个画面；在较近的距离拍摄风光或建筑时，如果要将整个场景包含在画面里，可以使用广角镜头拍摄广阔的全景画面。所以，选择镜头时首先要考虑镜头的焦距，不同焦距的拍摄效果如图1-6所示。不同焦距的镜头根据其成像大小和范围可分为标准镜头、广角镜头、长焦镜头、变焦镜头等，此外，还有一些为满足专业摄影者特定的拍摄需要而设计的镜头。

（1）标准镜头

标准镜头的视角接近于人眼的视角，为43°～46°。标准镜头的焦距以传统相机画幅对角线的长度来确定，因此不同画幅的相机所对应的标准镜头的焦距不一样。例如，35mm相机的画幅为24mm×36mm，焦距为50mm左右的镜头就被认为是标准镜头；对于60mm×60mm画幅的120相机，其标准镜头的焦距是80mm左右。

由于标准镜头的视角与人眼的视角接近，拍摄出的物体的大小比例和透视关系与人眼看到的基本一致，符合人的视觉习惯，因此让人感到特别自然、逼真。人们常用标准镜头来拍摄日常生活中的休闲娱乐场景。

标准镜头的口径一般较大。通常，35mm相机的标准镜头的口径为f/2甚至更大，这非常有利于在光线较暗的场景下拍摄，也很容易产生一些小景深的画面效果。此外，标准镜头的分辨力、色彩还原能力一般都强于其他种类的镜头。标准镜头通常轻便小巧，而且价格也相对较低。

（2）广角镜头

广角镜头的焦距比标准镜头短，因视角宽广而被称为“广角”。对35mm相机来说，一般认为焦距在35mm以下的镜头是广角镜头。其中，焦距为24～35mm（视角为60°～90°）的称为普通广角镜头，焦距为12～20mm（视角在90°以上）的称为超广角镜头。

超广角镜头的景深很大，透视变形明显，拍摄时即使将光圈开到最大也能得到从前到后都清晰的画面。拍摄时，如果需要使某个景物在构图中显得较大，那就用超广角镜头去靠近它，而较远背景中的景物会看起来更小。当面对一般的广角镜头无法容纳的大场景时，我们可以通过超广角镜头展现宏大、壮观的气势。

广角镜头在拍摄户外建筑物、建筑物内部、街道、前景丰富的风光等场景中经常用到，与超广角镜头的成像规律相似。拍摄时，离镜头越近的人或物看起来会越大，而越远的看起来会越小。

广角镜头产生的景深大，有利于保证画面的清晰度，能把纵深感强的被摄体清晰地表现在画面上，画面的透视感较强。但是，广角镜头会产生汇聚性效果，镜头焦距越短，这种汇聚性效果越明显。在拍摄人像时要谨慎使用广角镜头，因为它会使近距离的人物产生透视变形，导致图像失真。

（3）长焦镜头

焦距长于标准镜头、视角小于标准镜头的镜头称为长焦镜头。由于长焦镜头拍摄远距离景物的成像较大，所以又称为远摄镜头。其中，35mm相机的焦距为85～300mm的镜头，称为长焦镜头；焦距很长、视角很小的镜头，如35mm相机的焦距在300mm以上、视角在8°以下的镜头，称为超长焦镜头。

长焦镜头最重要的特性就是可以将远处的被摄体拉近，同时压缩画面的空间感，删除多余的景物，从而使画面构图简洁。它能远距离摄取被摄体的较大影像，且不易干扰被摄体，所以多用于拍摄无法接近的被摄体。

人像摄影者喜欢使用中等远摄镜头（通常称为中焦镜头，焦距为标准镜头的2倍左右，如35mm相机的焦距为105mm左右的镜头），使人物在画面上占据较大的面积，再配以大光圈，使人物主体从背景中分离出来，只将背景作为一种模糊的映衬。

超长焦镜头主要为体育摄影者、野生动物摄影者使用，它可以保证摄影者在安全的距离内随时捕捉精彩的动态瞬间。由于这种镜头的价格较高，许多人会选择买一个增倍镜。例如，使用2×的增倍镜可以使长焦镜头的焦距增加到原焦距的2倍，但是光圈会损失2挡。当然，使用增倍镜拍出的影像品质不能和同等焦距的长焦镜头相比，但是仍然可以接受。使用增倍镜后再使用最大光圈拍摄，容易使画面四周出现暗角，但缩小1～2挡光圈后，这种情况可以得到改善。

使用长焦镜头时要特别注意相机的持稳速度（持稳速度为镜头焦距的倒数），尽可能使用三脚架以获得清晰的影像。

（4）变焦镜头

变焦镜头是指焦距可在预定范围内连续改变的镜头，这意味着摄影者可以站在同一个位置通过改变镜头焦距来改变被摄体影像的大小。摄影者在拍摄时可根据构图的需要快速改变焦距，省去更换镜头的麻烦。使用变焦镜头还可以方便地对画面进行精确的裁剪构图，也有利于掌握抓拍时机。但是，变焦镜头的口径通常较小，这会给弱光场景或需要很快的快门速度的拍摄带来不便。在质量、技术水平相同的情况下，变焦镜头的成像质量比定焦镜头差。近年来，先进的镜头制造技术和特殊镜片的应用使得许多变焦镜头的成像质量可以和定焦镜头相媲美。

变焦镜头种类繁多，从变焦范围看，基本种类有17～35mm的广角变焦镜头、35～70mm或28～70mm的标准变焦镜头、70～210mm的中远变焦镜头、200～400mm的远摄变焦镜头。也有不少变焦镜头的变焦范围包括了广角至长焦的范围，如28～300mm、35～350mm的镜头等，摄影者应根据自己的需要进行选择。从实用的角度来看，变焦镜头的变焦范围以能涵盖广角、标准和长焦3个区域为好，它有着一支镜头能发挥不同焦距镜头功能的优势，但是也存在体积相对较大、口径偏小、成像质量相对较差的不足。

在配备镜头时，如果只想配备一支变焦镜头，通常宜选择包含广角、标准与中焦的镜头，如28～70mm、24～85mm、28～135mm、35～70mm、35～135mm的镜头等，这样足以应付大量的日常拍摄需要。

如果要配备两支变焦镜头，则应考虑包括所有常用的焦距，且不使两支镜头的变焦范围有过多的重复。从这一指导思想出发，可选择28～70mm或24～85mm的镜头，加上80～200mm或70～300mm的镜头等。此外，如果再加上一支大口径的标准镜头和一个增倍镜，就几乎能满足绝大多数题材的各种拍摄需要了。

（5）其他类型的镜头

除了以上介绍的不同焦段的镜头外，还有一些为满足专业摄影者特定的拍摄需要而设计的镜头，例如主要用来拍摄微小的被摄体或物体细微局部的微距镜头，在建筑摄影中可以校正透视变形的移轴镜头，恰当地运用这些特殊镜头往往会起到事半功倍的效果。

① 反射式镜头

反射式镜头实际上是一种超远摄镜头，其采用特殊的光学设计，外观显得短而粗，长度为相同焦距的远摄镜头的一半左右。反射式镜头一般不设光圈调节装置，光圈通常为f/8或f/11，所以取景时画面较暗，增加了对焦的难度。为了解决光线强烈时因光圈固定而造成的曝光过度问题，镜头中一般内置灰色滤光片以降低光线的强度。这种镜头的景深很小，聚焦时要特别细心，并用稳固的三脚架固定好相机，以免相机晃动。

② 微距镜头

微距镜头主要用来拍摄微小的被摄体或物体的细微局部，并获得影像放大倍率为1∶1的特写画面。以昆虫、花卉等作为主要拍摄题材（见图1-7）时，可配备一支微距镜头。此外，微距镜头还被广泛应用于医学摄影、翻拍以及侦查摄影等领域，也可用于普通摄影。微距镜头的焦距有20mm、35mm、50mm、80mm、135mm、200mm等多种，焦距越短，放大的倍率就越大。

③ 鱼眼镜头

鱼眼镜头实际上也是一种超广角镜头，因其有类似鱼眼的巨大视角而得名（见图1-8）。

④ 移轴镜头

移轴镜头也称透视调整镜头、移位镜头，是一种具有校正拍摄透视功能的镜头。