相机镜头基本知识(为什么照相机的镜头是圆的,而传感器却是方的)
很高兴,我来回答这个问题。为什么现在照相机的镜头是圆的,而传感器却是方的?这是一个很有趣的问题。我想,它涉及到几个方面的知识。
一、相机的镜头为什么都是圆的呢?
1. 从方便使用的角度考虑,将镜头做成圆的,是因为圆形的镜头更容易加工,从理论上考虑,制作方形镜头可以,但成本太高,且使用不便,比如难实现变焦等。
2、从镜头的构成的组件考虑,为什么镜头是圆的而不造成矩形?这是因为镜头是由球体表面截取部分构成的透镜组成的,以中心点为坐标原点对称汇聚光线成像。
如果镜头不是原点对称,而是一条水平线对称,透镜就会变成截取圆柱的一部分,大家看到的就不是清晰的图像,而是变成了条码一样的一维信息。
透镜是球体的截面,自然天生是圆形了,同时镜筒的加工和使用,切削加工还是旋转变焦,圆形都是一个很好的选择。并且还有一个很重要的原因,在以前的很多照相机上,镜头是螺旋固定的,没有准确的方向,使用切成眼镜片一样的方形或其它异型镜头,不能保证画面的角度。
二、为什么传感器是方的?
1、传感器的形状就是拍出相片的形状,所以在这里要追溯历史,为什么人们日常使用的相片都是方形而不是圆形的呢?这是因为与其它传统文明载体一样,胶片、相纸剪裁而产生的历史问题。刚有胶片相机的时候,还没有连续的胶卷,而是单张的胶片。这时胶片是有圆形的,并不完全都是方形的。后来出现连续的胶卷,那就一定是方形的了,没法做成圆形。再且,在胶片/相纸的银盐摄影时代,胶片和相纸都是从大张的材料上剪切下来的。而平面裁切的最合理方式,就是正四边形。如果剪裁成圆形,就会产生大量的边角料,也不利于收藏和装订。
事实上,如果画面内容极为重要,远高于纪录成本的话,照片也可以是圆形的,最大限度的利用镜头拍摄内容。比如宇宙探测或者显微摄影。只不过在表现到纸面或显示器上时,又套上了一个矩形框,以方便我们管理和浏览。
2、从相机的发展历史上看,除了一些中画幅和大画幅相机,现在的半幅或者全幅的相机,不管是胶片还是数码,相机传感器还是镜头后卡口,都是长方形的,如果说圆形可能让考虑到制造成本和版面美观,为什么在设计之初不把传感器设计成正方形呢,感觉对镜头成像面积也是一种浪费,我个人猜测可能是考虑了黄金分割比例吧,哈哈。
从相关资料了解到,奥斯卡·巴纳克曾设计了第一台35mm相机—徕卡0号相机,用来在电影拍摄时取景并计算曝光。因为是用来服务于电影拍摄的,自然就使用了长方形画幅。而电影使用长方形画幅的原因也很简单,人眼的视觉范围是横向宽纵向窄的。对于电影这种动态的艺术,让画面符合人眼的注视范围显然更好,可以向观众传递更多信息。毕竟电影院是没法暂停去看那些边角的细节的。因为这个决定,24*36mm的2:3画幅成为了这之后一个世纪最重要的画幅。当然其他画幅比例也都努力过。比如120胶卷的相机拥有从6*45到617的不同格式,有正方形的6*6也有超宽比例的6*17,6*4.5和6*7这两个比2:3更方的比例也占据了一席之地。日本曾经把135底片格式定为24*32的3:4比例以更好符合杂志图片的需求,但最后还是改成了和徕卡一致的24*36。风靡一时的半格机使用24*17的尺寸将135胶片一张当成两张拍,这一比例也颇为接近2:3。而APS胶片在制定了APS-C、APS-H、APS-P不同比例(2:3、16:9、3:1)后,在数字时代存活下来的也只有16*24的2:3APS-C。如今主要用于照相的数码器材,徕卡中画幅(30*45)、全画幅、APS-C、1寸便携机均为2:3,中画幅(645与4433)、M43、手机使用4:3。在数字时代使用一样的比例系统更有利于不同像场之间的等效换算,而一个不是太大的长宽比可以保留充足的裁切空间。例如一块4000*6000的24M像素传感器,在拍摄16:9画面时会损失3.75M像素,在拍摄1:1画面时会损失8M像素。而4:3传感器在拍摄16:9与1:1比例时损失的像素数是一样的。一个中庸的比例更加有利于后期裁切,这也就是为什么这两个比例活了下来。
我个人不是很喜欢2:3,觉得横看太扁,竖看又太瘦长,特别是在手机上看,还是更接近正方形画幅会好一些,但是现在数字的相机,基本上就是23和34两种比例,34大概就是iPhone、M43、中画幅中的4433等会用到,135和APSC没有任何一家是使用23以外的比例。拍照的时候,原先人们大多是比较习惯长方形当稍微接近正方形的画幅的,比如34、45、67,这个比例更接近传统油画的比例,看起来比较舒服,包括杂志封面、正经的人像作品,大多都是34-67之间的比例。但是拍视频和电影,又更加适合16:9到2.3:1的宽幅,而相机(包括胶卷拍摄)是要考虑动态影像的需要的,所以最终23就刚刚好。
至此,相信您对相机的镜头为什么都是圆的而传感器是方的问题会有一定的了解了,谢谢!
