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攝影器材:魚眼鏡頭

作者:明月 來源:迪派影像 時間:2007-07-05
魚眼鏡頭的原理[*]

人眼的結構

魚眼的結構

魚眼鏡頭是一種超廣角的特殊鏡頭,其視覺效果類似于魚眼觀察水面上的景物,我們知道,魚的眼睛其實同人眼構造類似,但是人眼的水晶體是扁圓形的,因此可以看到更遠處的東西,而魚的眼睛水晶體是圓球形,因此雖然只能看到比較近的物體,卻擁有更大的視角,也就是看得更加廣闊,直說一魚眼的水晶體弧度會如此高,主要就是為了應對水中光線的折射率問題,我們看杯子中的筷子會覺得筷子變彎了,這就是典型的折射。

以上就是典型的水在光線中的折射關系,根據光路可逆的規律,也就是說,如果在水中看空氣中的東西的話,同樣會有折射現象存在,而魚眼鏡頭的原理就是根據這個獲得的,如果說魚眼在水中的視角是150度,那么其到空氣中的視角可能就要達到180度。而魚眼鏡頭的思路就是來自于這種特點,當然其實同魚眼觀察水面以外物體的關系真的不大,只是體現的效果比較類似,畢竟這里不存在水的折射率,只是鏡頭設計者研究了魚眼的結構,才搞出了有意思的魚眼鏡頭。

 

尼康8mm f/2.8圓形魚眼鏡頭拍攝樣片

魚眼鏡頭的設計中心思想就是,擁有更大的球面弧度(類似魚眼的球形水晶體),成像平面離透鏡更近(魚眼的水晶體到視網膜距離很近)。

  魚眼鏡頭視角可以接近或者超過180度,對于135畫幅的相機來說,魚眼鏡頭的焦段多在6-16mm之間,視角一般都在170度左右,由于視角超大,因此其桶形彎曲畸變非常大,因此畫面周邊的直線都會被彎曲,只有鏡頭中心部分的直線可以保持原來的狀態。

  

180度魚眼
150度魚眼
120度魚眼90度魚眼

  魚眼鏡頭無論如何它的邊緣線條都是要彎曲的,即使90度的魚眼也是這樣,這種畸變我們在很多廣角鏡頭上都可以看到,而這就是明顯的桶形畸變。同樣的120度的魚眼看起來彎曲的更加厲害一些了,而且被容納進范圍的景物更多;150度同樣如此,而180度的魚眼則可以把鏡頭周圍180度范圍內的所有物體都拍攝進去。

  從結構上來說,魚眼鏡頭確實也是類似于魚眼的結構,并且魚眼鏡頭派生出兩種類型,一種稱為Circular Image Fisheye(圓形魚眼),另外一種稱為Full Frame Fisheye(全幅魚眼)。圓形魚眼是魚眼鏡頭的鼻祖,其設計的視角基本在180度以上,因此畫面中只能看到圓形部分,這種鏡頭一般擁有超大的前組鏡片,且鏡片彎曲度非常大(為了采集來自更多方向的光線),自然成本也極高,目前基本上已經很少有廠商繼續生產圓形魚眼鏡頭了,這主要還是出于成本的考慮。

   

圓形魚眼鏡頭拍攝的照片

轉化成360度環視照片

  魚眼鏡頭的好處很多,由于視角大,其可以容納的場景會更多,而且可以適應很多狹小空間的拍攝需求,并且隨著數字化的普及,魚眼鏡頭實現360度環視效果變得非常方便,而且這個往往也要比普通的接片更方便。

圓形魚眼鏡頭的成像效果

   

尼康的9片5組圓形魚眼鏡頭設計(鏡頭長度88mm)

  主流的圓形魚眼鏡頭的生產廠商并不多,這里還是有必要提一下,尼康絕對是圓形魚眼鏡頭生產的王者,1962年就提出了8mm魚眼鏡頭的結構(9片5組),這款鏡頭直接奠定了尼康在這個領域的領導地位。

标签:魚眼鏡頭

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