上篇 摄影

第一章 单反入门

数码单反，即数码单镜头反光（Digital Single Lens Reflex, DSLR）的缩写。数码单反相机由三大部分构成：光学系统、机械系统和电子系统。种类繁多的可更换镜头的存在，是单反相机的魅力和精华所在，也使得数码单反相机在摄影的各种领域内独领风骚，成为众多摄影师的首选。

第一节 数码单反相机的构造及原理

一、单反相机的结构

单反相机的构造特点是相机镜头后有一个反光镜，可以将来自镜头的光线向上反射到一个五棱镜上，然后五棱镜将光线折射到取景器窗口。拍摄者通过取景器就可以看到来自镜头的影像。当快门按下时，反光镜会迅速升起，来自镜头的光线此时直接照射在感光介质上，从而完成拍照（见图1-1）。

单反相机取景、成像的特色元件是反光镜和五棱镜（见图1-2）。从成像上说，数码单反相机是通过光线照射在感光元件上，再用数码方法将图像显示在液晶屏上（见图1-3）。当前流行的微单（微电）相机类似于单反相机。它既能更换镜头，也能使用单反感光元件，但是因为取消了反光镜和五棱镜，只能通过液晶屏取景，所以从概念上来说，此类相机不能被称为单反相机。

反光镜将通过镜头的光线进行反射，使之在取景器内成像（见图1-4）。

镜头收集被摄体所反射的光线，在图像感应器平面上进行成像（见图1-5）。

图像感应器相当于胶片相机所使用的胶片，由半导体集成的电子元件构成。收集到的光线在图像感应器内被转换为电子信号（见图1-6）。

数字影像处理器对图像感应器接收到的信号进行计算，并将其转换为人眼可见的图像数据。该过程对图像进行处理，功能相当于胶片相机进行冲印显影。一般可根据相机的指令对图像进行多种加工处理（见图1-7）。

快门单元在图像感应器之前，拦截从镜头射入的光线，可通过快门开关的时间长短调整图像感应器的受光量。快门位于反光镜的后方，在快门释放前反光镜将升起（见图1-8）。

存储卡承担着保存数字影像处理器所生成数据的任务。数码单反相机记录数据的流程分为三个阶段：①透过镜头的光线照射在图像感应器上，转换成电子信号；②由数字影像处理器进行多种图像处理；③完成信号的数据化并传输至存储卡保存。数字影像处理器完成成像过程，存储卡仅起到储存数据的作用（见图1-9）。

二、记录画质及RAW格式

1．记录画质

所谓画质，是指数字影像处理器所生成图像数据的大小和质量。每张图像的数据大小不同，存储卡能够保存的张数也不同。数字影像处理器对图像感应器传送来的数据按照指定形式进行加工，使所保存图像获得符合使用需求的质量（见表1-1）。

2．RAW格式

RAW是数码单反相机可记录的图像格式之一。JPEG是应用性较高的图像格式，特点是可以在电脑等多种设备上进行处理。数码单反的标准设置是经过数字影像处理器处理后生成JPEG图像。生成JPEG图像前未处理的原始图像数据就是RAW。RAW文件包含多种多样的信息，可以最大限度保留拍摄参数。将RAW文件导入电脑后，可利用专门软件改变拍摄时的设置，因此RAW文件尺寸较大。

三、单反相机特点

数码单反相机的构造源于胶片单反相机。通过镜头收集光线以进行成像，这一原理是相同的，但将接收到的光线进行成像的过程则是数码相机所特有的。数码单反相机的内部由光学系统、机械系统和电子系统共同构成。

1．单反相机三大系统

单反相机，包括传统胶片单反和现代数码单反，主要由三大系统组成。

（1）光学系统

相机系统的关键是由一套复杂的光学元件组成的，光学系统的好坏直接决定了取景的效果和最终成像的效果。单反的光学系统主要由镜头系统、反光镜、对焦屏、五棱镜组成。没有长久光学研发经验的公司是成不了一流的相机生产厂商的，光学技术的积累是需要相当长的时间。这就是为什么佳能、尼康、索尼公司在相机市场上始终是行业巨头的根本原因，这也是为什么进入了数码时代，传统的徕卡、蔡司镜头仍然受到摄影师极力追捧的原因。

（2）机械系统

机械系统多见于机身上，传统相机机身几乎全是依靠机械传动的，包括光圈调节、变焦、对焦、释放快门。即使是现代数码单反相机仍然少不了机械结构。

（3）电子系统

电子系统是数码相机系统中最重要的部分。早期相机只有机械和光学两大系统，直到1954年，蔡司公司研制出自动曝光控制系统，并把测光和自动曝光（AE）功能引入照相机后，相机才由光学、机械、电子三大部分组成。1985年，日本美能达公司的ALPHA 7000单反相机问世，该相机在设计中采取了先进思路：考虑了人体工学的外形设计、全自动化的控制功能设计、由机身驱动镜头进行快速自动对焦（AF）等，揭开了现代相机的序幕。1975年，柯达应用电子研究中心研发出了世界上第一台使用电荷耦合元件（CCD）作为感光元件的数码相机，由此相机才正式开始进入数字化。

在单反相机中，最重要的电子部分包括：感光元件（CCD或者CMOS）和图像处理器。现代数码单反相机厂商里，尼康、佳能、索尼三大厂商引领着市场潮流。在这三家厂商中，只有佳能一家公司是完全依靠自身能力进行整机研发的；尼康做不出自己的CMOS，只能由索尼代加工，这就导致了尼康机身的性能始终受索尼的限制；索尼公司虽然电子产品的研发能力强大，但是光学系统则全是来自原美能达的技术收购或者与蔡司合作研发。索尼单反的镜头群支持力不高，专业摄影师的基本配置“大三元”中两个是蔡司的，一个是原来的美能达的翻新。而佳能不光拥有50年的单反研发历史，更在市场把握上牢牢抓住了先机，成为最早步入数码时代的相机生产厂家之一。如今，包括CMOS、图像处理器和镜头都是自己的技术，所以佳能相机备受专业摄影师的青睐。

2．CCD和CMOS

CCD和CMOS是当前使用较多的两种感光传感器，CCD和CMOS在制造上的主要区别：CCD集成在半导体单晶材料上，而CMOS集成在被称作金属氧化物的半导体材料上，工作原理没有本质的区别。CCD只有少数几个厂商例如索尼、松下等掌握这种技术，而且CCD制造工艺较复杂，采用CCD的摄像头价格都会相对比较贵。事实上经过技术改造，目前CCD和CMOS实际效果的差距已经减小了不少，而且CMOS的制造成本和功耗都要低于CCD很多，所以很多摄像头生产厂商采用CMOS感光元件。

成像方面：在相同像素下CCD的成像通透性、明锐度都很好，色彩还原、曝光可以保证基本准确。而CMOS的产品往往通透性一般，对实物的色彩还原能力偏弱，曝光也都不太好，由于自身物理特性的原因，CMOS的成像质量和CCD还是有一定差距的。但由于低廉的价格以及高度的整合性，因此在摄像头领域还是得到了广泛的应用。

CCD与CMOS孰优孰劣不能一概而论，但一般而言，普及型的数码相机中使用CCD芯片的成像质量要好一些。对于现在的数码单反和大多数普通数码相机来说，除了结构不同外，最大的差异应该就是感光器的大小了。如图1-10所示，面积最小的三个颜色是普通数码相机装备的感光器大小，而大的那些都是数码单反装备的，感光器偏小将直接影响到成像质量，这也是为什么普通数码相机的成像质量不如数码单反的一个重要原因。

3．单反相机的优点

数码单反相机的优势首先是可以更换镜头，有擅长拍摄风光的广角镜头，也有擅长拍摄人像的标准镜头。如果喜欢拍摄体育比赛或者演出，长焦镜头可以助你一臂之力；如果喜欢拍摄花卉、昆虫等特写题材的作品，可以选择微距镜头。丰富的镜头种类不仅大大扩展了数码单反的使用范围，并且各种镜头都能在其擅长的领域内保证最佳的光学素质，这是不能更换镜头的普通消费类数码相机所无法比拟的。其次，数码单反相机都采用大尺寸的感光元件（CCD或者CMOS），单个像素的面积是普通卡片数码相机的数倍之多，拍摄的图像更细腻平滑，噪点更少，动态范围更宽广，尤其是在弱光和高感光度拍摄时，两者相差甚大。其三，数码单反相机的对焦速度更快，快门时滞更小，不会像消费类卡片相机那样，按下快门后拍摄到的图像已经不是自己所希望拍到的了。其四，数码单反相机具备更强的景深控制能力，很容易拍摄出背景虚化的照片，而这是很多人所向往的。第五，数码单反相机具备更强大的后期处理能力。所有的数码单反都支持RAW格式（原始数据格式），相比卡片相机上使用的JPG格式，后期处理范围更加宽广，曝光、白平衡、饱和度、对比度、色调都能进行后期的精细调节，以最大限度地保证最后的成像质量。

4．单反的取景与成像

取景

单反相机在取景时，入射光线通过镜头照射在机身内呈45°倾斜的反光镜上，再向上反射，透过毛玻璃（也就是对焦屏），再进入机顶的五棱镜，在五棱镜里经过两次反射，最后从目镜射出，被人眼所见。在按下快门按钮之前，通过镜头的光线由反光镜反射至取景器内部。小型数码相机多采用电子手段（显示屏）实现对被摄体的观察，而数码单反相机由于采用这种光学方式，因此拍摄时不会产生多种时滞延迟（见图1-11）。

成像

在按下快门按钮的同时，反光镜弹起，快门帘幕打开，镜头所收集的光线通过快门帘幕到达图像感应器进行成像（见图1-12）。

第二节 认识镜头

像素是由机身决定的，但像素多少并不是决定相机品质的唯一因素。好的镜头提供给机身的图像锐利、鲜明、色彩准确、几何比例正确，专业机身能够最大限度地记录下来，这就是机身和镜头的关系。从机身和镜头承担的责任来说，一般认为镜头对图像质量起的作用更大一些，大约占65%（见图1-13）。

一、镜头的构造

1．变焦环

变焦镜头具有用于改变焦距的变焦环，调整变焦环可改变视角（见图1-14）。定焦镜头由于焦距固定，无法进行变焦。

2．镜片

镜头的内部包括组合结构复杂的多片镜片。根据玻璃材质、加工方法等不同，有多种不同种类的镜片。根据组合形式不同，最终画质也有所差异。但镜头性能并不简单地与镜片片数的多少成正比（见图1-15）。

3．光圈叶片

光圈叶片位于镜头内部，用于调整通光量。光圈叶片的位置因镜头种类不同而异（见图1-16）。

4．距离刻度

距离刻度是在表示镜头伸出量的同时，显示与被摄体之间距离的刻度标记（见图1-17）。在风光摄影时当需要对远处的物体进行拍摄，并希望使用手动对焦时很有用。有部分自动对焦镜头无此刻度标记。

5．对焦环

旋转对焦环时，内部的镜片将随之移动，可实现对焦，手动对焦也如此进行。对焦环的位置因镜头种类不同而异，可能位于镜头的前部或者后部（见图1-18）。

二、镜头焦距

焦距是指从镜头的光学中心到成像面（焦点）的距离。此距离越长，则越能将远方的物体放大成像；此距离越短，则越能拍摄更宽广的范围。如图1-19所示仅采用单片镜片进行说明，但实际上镜头的中心点由多片镜片的结构决定。

三、镜头光圈

光圈由多片叶片构成，通过类似于瞳孔的放大缩小动作来控制图像感应器的受光量，同时光圈还具有调整虚化效果及锐度的功能（见图1-20、图1-21）。

四、变焦镜头与定焦镜头

1．变焦镜头

镜头根据焦距能否变化及不同用途分为定焦镜头和变焦镜头。虽然镜头有很多种类，但基本上可以分为定焦镜头与变焦镜头两大类。变焦镜头是指可用一个镜头覆盖多种焦距的镜头，使用非常方便（见图1-22）。虽然现在镜头的主流是变焦镜头，但微距镜头或超远摄镜头等却多为定焦镜头，定焦镜头在减少透镜片数等方面具有很多优势。

只需一个镜头便可通过变换焦距得到从广角到长焦的多种视角，可迅速方便地调整构图，适合便捷抓拍。如果只选择一个镜头出游，选择标准变焦镜头再合适不过。它适用于从建筑到人物拍摄等很多场合。

2．定焦镜头

定焦镜头是一种构造简单，只有一种焦距的镜头。这种镜头也是变焦镜头的基础。虽然定焦镜头没有变焦功能，但这也使其具备了鲜明的特点。与变焦镜头相比构造简单，因此重量相对较轻，便于携带。而且由于它的镜片片数较少，所以具有最大光圈较明亮的特点，并且背景虚化非常漂亮，常用于人像摄影。因为定焦镜头的最大光圈通常很明亮，所以即使是在光线较昏暗的情况下也能得到较高的快门速度，适合在不能使用闪光灯的场所拍摄（见图1-23）。

五、广角镜头、标准镜头、中焦镜头与长焦镜头

1．广角镜头

广角镜头拥有的焦段范围有利于收入广阔的画面。这种镜头的魅力在于拍出来的画面非常宽广，一张照片中能收入很多信息。由于其焦距很短，所以很容易合焦于整体画面，如果再配合使用适当的光圈，就能拍摄出非常锐利的照片。我们使用广角镜头的主要目的之一在于将宽广的场景收入一张照片中，但它同时还具备将近处的物体拍得很大，将远处的物体拍得很小的特点。如果拍摄者能够大胆运用这一特点，就能让照片风格变得有趣且很具透视感。使用广角焦段能够拍摄很宽广的范围，在拍摄类似图1-24的场景时，使用广角焦段能得到很宽广的画面。不但适当强调了纵深感，画面看起来也很舒服。广角视野比标准变焦镜头宽广，更适宜记录风光影像。需要注意的是靠近镜头的景物会有较明显的变形。

2．标准镜头

标准镜头具有变形较少的自然视角，更接近人眼的视野，镜头的大小也比较适中。比较适宜拍摄人文纪实风格的照片（见图1-25）。

3．中焦镜头

中焦镜头的使用范围非常广。其特点是像场变形微乎其微，成像锐利度高，透视感觉舒适，非常适合拍摄半身人像、特写、风景、人文小品等。特别是中焦定焦镜头，是各家镜头中成像质量最好的一类。中焦定焦镜头以美丽的背景虚化闻名。和同样焦距的变焦镜头比起来，定焦镜头的背景虚化品质要高很多（见图1-26）。

4．长焦（远摄）镜头

长焦镜头的特点就在于使用较长的焦距实现多种多样的表现风格。其中具有代表性的作用就是将远处的物体拉近拍大，这种能力广泛用于体育和动物摄影。它还具有易虚化背景的优点。这一特点也经常被运用于人像拍摄。长焦镜头还有一个特征就是有压缩效果，能够减少近景到远景之间的距离感（见图1-27）。利用长焦镜头所具有的虚化能力可以让被摄体更为突出，比如在球赛中拍摄运动员的特写。

5．微距镜头

微距镜头的特长就在于能把小物件拍得更大。在将物体拍摄得较大这一点上它类似于远摄镜头，但微距镜头具有能够更接近被摄体拍摄的优点，通过靠近拍摄能将被摄体拍得更大（见图1-28）。微距镜头的使用范围很广，花卉、昆虫或小物件等拍摄都能胜任。不同的微距镜头焦距长短也不同，简单概括其区别在于拍摄距离的远近不同。焦距短的镜头拍摄距离也较短，而焦距较长的微距镜头适合从稍远的地方拍摄。拍摄者应该根据与被摄体之间的距离远近以及拍摄目的选择适合被摄体的微距镜头。焦距较长的微距镜头能将背景进一步虚化。拍摄者可尝试一下针对想突出的部分进行对焦，虚化其前后景。

六、恒定光圈与浮动光圈镜头

恒定光圈镜头是指最大光圈固定的镜头。无论是变焦或者定焦镜头，其最大光圈值固定不变。比如镜头28~70mm/F2.8就是恒定光圈镜头。该镜头在28~70mm焦距段都可以使用最大F2.8的光圈值来拍摄。一般恒定光圈镜头都属于大光圈镜头，大光圈镜头也称为快镜头。在光线昏暗时大光圈镜头非常有效。如现场只有蜡烛的光线，使用大光圈定焦镜头，就能在不提高ISO感光度的情况下进行拍摄（见图1-29）。快镜头在逆光条件下也能发挥其拍摄实力。图1-30以夕阳为背景，拍摄出了人物的剪影。

浮动光圈指镜头的光圈会随着焦距的变化而相应变化，比如镜头标识为EF 28-70mm/F3.5-4.5，则表示其为浮动光圈镜头。焦距在28mm时最大光圈为F3.5，而焦距到70mm时则其最大光圈为F4.5。

恒定光圈镜头拍摄的画质、层次、应用环境等方面表现均要优于浮动光圈镜头。这也是专业镜头大量使用恒定光圈，而家用相机镜头更多使用浮动光圈的原因。

七、认识MTF图

调制传递函数（Modulation Transfer Function, MTF）是目前分析镜头的解像比较科学的方法，MTF成像曲线图是由镜头的生产厂家在极为客观严谨的测试环境下测得并对外公布的，是镜头成像品质最权威、最客观的技术参考依据。但其只是个参考值而非全部（见图1-31）。

图解：

1．横坐标轴代表画面中心到画面边缘的距离，从左到右代表从中心到边缘的成像。（EF镜头的横轴约22mm, EF-S镜头的横轴约13mm。）

2．纵坐标轴代表MTF值。

3．黑色线条表示最大光圈，灰色线条表示f/8光圈。

4．粗线表示10线/mm，细线表示30线/mm。

5．实线表示径向，虚线表示切向。

（径向：沿圆半径的方向。切向：沿圆切线的方向。）

解读：

1．MTF值越接近1越好，即MTF线越高越好。

2．粗线越高，说明镜头的反差表现越好。

3．细线越高，说明镜头的分辨率越好。

4．MTF曲线越平坦，说明边缘和中心的成像差距越小。

5．实线和虚线越接近，说明镜头的焦外成像越好。

6．蓝线说明镜头f/8时的成像水平，近似于镜头的最佳成像水平。

7．黑线说明镜头最大光圈时的成像水平，是大光圈的价值所在。

八、了解EF镜头

1．EF系列镜头

EF-S镜头是专门为采用APS-C画幅图像感应器的数码相机设计的特殊镜头。其成像圈（镜头成像范围）比通常的镜头要小，具有能够减小镜头体积的优点。EF-S中的“S”来源于英文“Small Image Circle”（小成像圈）的首字母。EF-S镜头是APS-C画幅相机专用的镜头，包括从广角变焦镜头到长焦变焦镜头，覆盖了广阔范围的焦段。

EF镜头适用于全画幅、APS-C画幅的EOS相机，还可安装在EOS胶片相机上。安装到相机上时对准卡口处标示为红色（见图1-32）。

TS-E镜头，是将光学结构中一部分镜片倾斜或偏移的特殊镜头的总称（见图1-33），有焦距分别为17mm、24mm、45mm、90mm的4种镜头。

EOS M专用镜头，被设计为适合搭配APS-C画幅CMOS图像感应器，但无法安装到EOS M以外的相机上。

MP-E镜头，指最大放大倍率在1倍以上的镜头。MP是Macro Photo（微距摄影）的缩写。

2．认识镜头参数（见图1-34）

（1）标示EF镜头的类型。EF-S镜头为APS-C画幅机型专用，EF-M镜头为EOS M专用。EF、TS-E、MP-E镜头可以对应全画幅和APS-C画幅相机。要为EOS M安装EF-M之外的镜头时，需要使用卡口适配器EF-EOS M。

（2）表示镜头焦距的数值。定焦镜头采用单一数值表示，变焦镜头分别标记焦距范围两端的数值。

（3）表示镜头光圈的数值。定焦镜头采用单一数值表示。变焦镜头中恒定光圈镜头采用单一数值表示，最大光圈随焦距变化而变化的镜头，有2个数值分别表示广角端与远摄端的最大光圈。

（4）镜头基本采用相同的光学设计结构，仅在细节上有微小差异时添加该标记。Ⅱ、Ⅲ表示是同一光学结构镜头的第2、3代。

（5）反映镜头搭载的技术和镜头特点。微距镜头一般是最大放大倍率为0.5~1倍（等倍）的镜头。微距镜头中有可以进行等倍至5倍拍摄的1-5X微距摄影镜头，以及拥有180°宽广视角的鱼眼镜头等。

3．EF系列镜头参数

L系列镜头

L为Luxury（奢华）的缩写，表示此镜头属于高端镜头。此标记仅赋予通过了佳能内部特别标准的具有优良光学性能的高端镜头。

USM/STM表示自动对焦驱动马达的类型，包括USM超声波马达和STM步进马达等。

IS

IS是Image Stabilizer（影像稳定器）的缩写，表示镜头内部搭载了光学式手抖动补偿机构。IS影像稳定器可根据手抖动产生的运动量移动部分镜片，使镜头成像画面稳定。该机构可抑制手抖动，以获得锐度高的画面。由于是在图像到达相机前就进行补偿，因此还具有可提高取景器成像稳定性以及自动对焦性能的优点。将“STABILIZER”开关置于“ON”即可启动防抖功能。

DO

表示采用DO镜片（多层衍射光学元件）的镜头。其特征是可利用衍射改变光线路径，只用一片镜片对多种像差进行有效补偿，此外还能够起到减轻镜头重量的作用。

实训项目1：单反相机使用

一、实训目的

1．认识数码单反基本结构。

2．正确拆装镜头及滤镜。

3．存储卡拆装及数据的导出。

二、实训内容及要求

1．卸下镜头，观察单反内部结构。

具体要求：

（1）以正确姿势拆下镜头。

（2）观察反光镜的位置，了解其工作原理。区分其取景与拍摄时的差别。

2．拆装镜头。

具体要求：

（1）以正确姿势取下及安装镜头。注意拆装标记点。

（2）尝试用不同的镜头拍摄并观察所拍摄照片的差异。

3．设置不同存储格式拍摄。

具体要求：

（1）使用JPG和RAW格式分别拍摄。

（2）导出至电脑中，分析两者的区别。

（3）利用专门软件处理RAW格式图片。

三、实训结果分析（学生填写）

学生分析本次实训成败之处，或者遇到的问题以及解决问题的办法，或者对知识点进一步的理解等。

四、指导教师评价

指导教师对学生拍摄的画面进行点评，分析优缺点。对于普遍存在的问题进行集中讲解分析。

五、讨论与思考

1．单反相机与微单相机的区别。

2．分析广角、标准、中焦、长焦镜头各在哪些拍摄领域应用更强。

3．镜头各参数的实际应用意义。

4．MTF图对于镜头的参考意义。