1.3 数码单反相机的构成部件

1.3.1 数码单反相机的结构

数码单反相机是一种现代商业摄影中的通勤相机，它具有较广泛的实用性，广泛地运用在各类商业摄影中。我们以尼康D810型为例，来认识主流数码单反相机的部件，如图1-13所示。

1.3.2 数码单反相机的取景系统

单反就是指单透镜反光，即SLR（single lens reflex），是当今最流行的取景系统。

在这种系统中，反光镜和棱镜的独到设计使摄影者可以在取景器中直接观察到通过镜头的影像。在单镜头反光照相机的构造图中可以看到，光线透过镜头到达反光镜后，反射到上面的对焦屏并形成影像，透过接目镜和五棱镜，我们可以在观景窗中看到外面的景物。拍摄时，当按下快门按钮时，反光镜便会往上弹起，感光元件前面的快门幕帘便同时打开，通过镜头的光线（影像）便投影到软片上使胶片（或电子元件）感光，而后反光镜便立即恢复原状，观景窗中再次可以看到影像。单镜头反光相机的这种构造，确定了它是完全透过镜头对焦拍摄的，它能使观景窗中所看到的影像和胶片上完全一样，它的取景范围和实际拍摄范围基本上一致，消除了旁轴平视取景照相机的视差现象，从学习摄影的角度来看，十分有利于直观地取景构图。（见图1-14）

1.3.3 感光元件

数码相机的感光元件一般采用CCD或CMOS两种类型。（见图1-15）

1. CCD感光元件

CCD（Charge Coupled Device，电荷藕合器件）由一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，然后通过模数转换器芯片将电信号转换成数字信号，数字信号经过压缩处理再由USB接口传到计算机上就形成所采集的图像。CCD上感光组件的表面具有存储电荷的能力，并以矩阵的方式排列。当其表面感受到光线时，会将电荷反映在组件上，整个CCD上的所有感光组件所产生的信号，就构成了一幅完整的画面。

CCD的结构为三层，第一层是“微型镜头”，第二层是“分色滤色片”，第三层是“感光层”。

2. CMOS感光元件

CMOS感光元件集成在金属氧化物的半导体材料上，工作原理与CCD没有本质的区别。

成像方面：在相同像素下，CCD感光元件的成像通透性、明锐度都很好，色彩还原、曝光可以保证基本准确；CMOS感光元件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，早期CMOS感光元件的成像质量和CCD感光元件的成像质量还是有一定距离的。但由于CMOS感光元件具有低廉的价格以及高度的整合性，因此在摄像头领域得到了广泛的应用。

CMOS感光元件相比CCD感光元件最主要的优势是非常省电。CMOS电路几乎没有静态电量消耗，只有在电路接通时才有电量的消耗。这使CMOS感光元件的耗电量只有普通CCD感光元件的1/3左右。目前CMOS感光元件主要问题是在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而过热，暗电流抑制得好就问题不大，如果抑制得不好就容易出现噪点。

CMOS感光元件与CCD感光元件的图像数据扫描方法有很大的差别。例如，一台数码相机的分辨率为300万像素，那么CCD传感器是连续扫描300万个电荷，并且在最后一个电荷扫描完成之后才能将信号放大。而CMOS传感器的每个像素都有一个将电荷转化为电子信号的放大器。因此，CMOS传感器可以在每个像素基础上进行信号放大，采用这种方法可快速进行数据扫描。

CCD感光元件和CMOS感光元件没有孰优孰劣之分，各有各的特点，现在高档的单反数码相机都采用CMOS感光元件。

1.3.4 感光元件的尺寸与图像像素的关系

现在市面上消费级数码相机的感光元件的尺寸主要有2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸、1/3.2英寸四种。CCD/CMOS感光元件的尺寸越大，感光面积越大，成像效果就越好。感光元件尺寸为1/1.8英寸的600万像素相机效果通常好于感光元件尺寸为1/2.7英寸的800万像素相机（后者的感光面积只有前者的55%）。而相同尺寸感光元件的CCD/CMOS像素增加固然是件好事，但这也会导致单个像素的感光面积缩小，有曝光不足的可能。如果在增加CCD/CMOS像素的同时想维持现有的图像质量，就必须在至少维持单个像素面积不减小的基础上增大CCD/CMOS的总面积。目前更大尺寸的CCD/CMOS感光元件加工制造比较困难，成本也非常高。因此，CCD/CMOS感光元件尺寸较大的数码相机，价格也较高。感光器件的尺寸大小直接影响数码相机的体积和重量。超薄、超轻的数码相机一般CCD/CMOS感光元件尺寸也小，越专业的数码相机，CCD/CMOS感光元件尺寸也越大。

1.3.5 常见单反镜头

不论是应用于传统胶片单反相机的镜头还是日渐流行的数码单反相机专用镜头，在摄影过程中，它们都起着主导作用。观察一只镜头，其镜头标识文字中，基本都包含了镜头属性、焦距参数、光圈参数、所具特点等信息。（见图1-16）

镜头属性：注明该镜头的品牌与卡口类型，通常还包括一些镜头类别的标识。

焦距参数：表示镜头的焦距范围，单位为mm。

光圈参数：表示镜头的最大光圈系数，有些镜头还标识出镜头的最小光圈系数。

所具特点：表示镜头所采用的特色技术等。

例如，通过一只标有“AF-S NIKKOR 24-70mm 1:2.8G ED”字样的镜头，我们可以判读出这款镜头的完整参数：尼康原厂AF-S电子卡口超声波静音电动机自动变焦镜头；焦距范围24mm～70mm（涵盖广角、标准，小长焦——3倍光学变焦）；最大光圈系数2.8且为恒定，无外置光圈调节环（G型），采用低色散镜片ED技术。（见图1-17）

1. 标准镜头

标准镜头：指视角大约为60°的镜头。以一台适用于35mm单反照相机的交换镜头为例，标准镜头通常是指焦距在40mm～55mm的摄影镜头，它是所有镜头中最基本的一种摄影镜头。它最接近我们人眼观察的视角。（见图1-18）

标准镜头给人以记实性的视觉效果画面，所以在实际的拍摄中，它的使用频率较高。但是，从另一方面看，由于标准镜头的画面效果与人眼视觉效果十分相似，故用标准镜头拍摄的画面效果是十分普通的，甚至可以说是十分“平淡”的，它很难获得广角镜头或远摄镜头那种渲染画面的戏剧性效果。因此，要用标准镜头拍出生动的画面来相当不容易，即使是资深的摄影师也认为用好、用活标准镜头并不容易。但是，标准镜头所表现的视觉效果有一种自然的亲近感，用标准镜头拍摄时与被摄物的距离也较适中，所以在诸如普通风景、普通人像、抓拍等摄影场合使用较多。最常见的纪念照，多数用标准镜头拍摄。另外，摄影者往往容易忽略的是，标准镜头还是一种成像质量上佳的镜头，它对被摄体细节的表现非常有效。（见图1-19）

2. 长焦镜头

长焦镜头：指视角小于60°的镜头。长焦距镜头分为普通远摄镜头和超远摄镜头两类。普通远摄镜头的焦距长度接近标准镜头，而超远摄镜头的焦距远远大于标准镜头。以135照相机为例，焦距为70mm～300mm的摄影镜头为普通远摄镜头，焦距在300mm以上的为超远摄镜头。（见图1-20）

长焦镜头的焦距长，视角小，在底片上成像大，所以在同一距离上，长焦镜头能拍出比标准镜头更大的影像，适合拍摄远处的对象。由于它的景深范围比标准镜头小，因此可以更有效地虚化背景，突出对焦主体。而且被摄主体与照相机一般相距比较远，在人像的透视方面出现的变形较小，拍出的人像更生动，因此人们常把长焦镜头称为人像镜头。但长焦镜头的镜筒较长，质量大，价格相对来说也比较贵，而且其景深比较小，在实际使用中较难对准焦点，因此常用于专业摄影。

使用长焦距镜头拍摄，一般应使用高感光度及快速快门，如使用200mm的长焦距镜头拍摄，其快门速度应在1/250s（秒）以上，以防止手持相机拍摄时照相机震动而造成影像虚糊。在一般情况下拍摄，为了保持照相机的稳定，最好将照相机固定在三脚架上。无三脚架固定时，尽量寻找依靠物帮助稳定相机。（见图1-21）

3. 广角镜头

广角镜头：指视角大于60°的镜头。以35mm单镜头反光照相机为例，广角镜头通常是指镜头焦距在17mm～35mm之间的镜头。（见图1-22）

广角镜头总体特点是，镜头视角大，视野宽阔，从某一视点观察到的景物范围要比人眼在同一视点所看到的大得多。此外，它还具有诸多摄影语言个性。

广角镜头的基本特性如下。

（1）视角范围大，可以涵盖大范围景物。所谓视角范围大，即在同一视点（与被摄物的距离保持不变）用广角、标准和长焦三种不同焦距的摄影镜头取景，结果是前者要比后两者在上下左右拍摄到更多的景物。当摄影者在没有退路的情况下，若用50mm标准镜头难以完整拍下的景物（如人物集体留影等），就可利用广角镜头视角范围大的特征轻而易举地解决问题。再有，如拍摄广阔的原野或城市高大的建筑等，用标准镜头也许只能拍到景物的一部分，无法表现出景物的宽阔或高大，而用广角镜头拍摄，就能有效地表现出大场面开阔的气势或建筑物高耸入云的雄伟。

（2）焦距短，景深长。在拍摄广阔的大场面时，摄影者一般都依靠广角镜头焦距短，表现的景物景深长的特点，将从近到远的整个景物都纳入清晰表现的范围。此外，用广角镜头拍摄时，如果同时采用较小的光圈，则景物的景深就会变得更长。例如，摄影者用一个28mm的广角镜头拍摄，焦点对在3m左右的被摄体上，把光圈调到F8，那么从1m到无限远的景物几乎都进入了景深范围。正是由于这种长景深的特点，广角镜头往往被摄影者当作一种机动性很强的快拍镜头使用。在某些场合，摄影者操纵广角镜头几乎不用对被摄物聚焦，就能极快地完成抓拍。（见图1-23）

（3）能强调前景和突出远近对比。这是广角镜头的另一个重要性能。所谓强调前景和突出远近对比，是指广角镜头能比其他镜头更加强调近大远小的对比度。也就是说，用广角镜头拍出来的照片，近的东西更大，远的东西更小，从而让人感到拉开了距离，在纵深方向上产生强烈的透视效果。特别是用焦距很短的超广角镜头拍摄，近大远小的效果尤为显著。

（4）可夸张变形。一般来说，被摄体被夸张而发生变形是广角镜头使用上的大忌。实际上，被摄体被适当夸张、变形并非一定不可取。有经验的摄影师常常利用广角镜头将被摄体作适度的变形，把一些非常不起眼的、人们熟视无睹的景物拍得不同寻常。当然，用广角镜头进行夸张、变形的表现手法，一要根据题材的需要，二要少而精。不管题材是否需要，滥用广角镜头夸张、变形的表现手法，一味从形式上追求怪诞离奇的效果是不足取的。

4. 变焦镜头

变焦镜头：在一定范围内可以变换焦距，从而得到不同宽窄的视场角、不同大小的影像和不同景物范围的照相机镜头称为变焦镜头。例如：一只24mm～80mm的变焦镜头，便涵盖了广角、标准，以及长焦三种镜头的视角。由于一个变焦镜头可以担当起若干个定焦镜头的作用，非常有利于画面构图，外出旅游时可以减少携带摄影器材的数量，节省更换镜头的时间，一般是摄影师常备镜头。（见图1-24）

变焦镜头最大的特点，或者说它最大的价值，在于它实现了镜头焦距可按摄影者意愿变换的功能。与固定焦距镜头不同，变焦距镜头并不是依靠快速更换镜头来实现镜头焦距变换的，而是通过推拉或旋转镜头的变焦环来实现镜头焦距变换。在镜头变焦范围内，焦距可无级变换，即变焦范围内的任何焦距都能用来摄影，这就为构图的多样化创造了实现条件。

使用变焦距镜头变换焦距的快捷程度，是使用固定焦距镜头通过更换镜头变换焦距无法相比的。现代数码单反相机的变焦距镜头还采用了手动变焦方式，摄影者可以通过焦距的细微变化去剪裁画面，确定构图十分便利。通过变焦距镜头在照相机快门开启的瞬间变焦，摄影者可以实现“爆炸效果”。

当然，相对固定焦距镜头而言，变焦距镜头的结构比较复杂，质量较重。普通的变焦距镜头，成像质量肯定逊于相应的固定焦距镜头。

变焦镜头分类方式如下。

（1）根据对焦方式的不同，可以把变焦镜头分为手动变焦镜头和自动变焦镜头。

（2）根据变焦范围的不同，可分为如下几类。一般来说，20mm～40mm的称为广角变焦镜头，35mm～70mm的称为标准变焦镜头，70mm～200mm的称为中远变焦镜头，200mm～500mm的称为远摄变焦镜头。当然，也有不少镜头囊括了广角至中焦，甚至远摄的范围，如28mm～200mm、28mm～300mm等。

（3）根据变焦倍率的不同，分为如下几类。从变焦倍率来看，有2倍（例如35mm～70mm）、3倍（如70mm～210mm）、5倍（28mm～135mm）、7倍（28mm～200mm）、10倍（50mm～500mm）等。总体来说，变焦范围越大，体积也相应越大，画质相对越低，光圈相对越小。

（4）根据变焦操作方式的不同，分为推拉式变焦和旋转式变焦两种。推拉式变焦的优点在于使用方便，可以快速从最远端变焦到最近端；缺点在于俯仰拍摄的时候镜头容易滑动。旋转式变焦的优点在于对焦环和变焦环各自独立，转动操作互不干涉；但操作不如推拉简便，尤其是采用“变焦拍摄爆炸效果”时，不如推拉变焦容易实现。

1.3.6 特殊镜头

除了以上所常见的镜头外，镜头生产厂家还设计生产了一些特殊用途的镜头，以满足摄影师苛刻条件下的拍摄。

1. 鱼眼镜头

鱼眼镜头是一种焦距在6mm～16mm之间的短焦距、超广角摄影镜头，“鱼眼镜头”是它的俗称（见图1-25）。为使镜头达到最大的摄影视角，这种摄影镜头的前镜片呈抛物状向镜头前部凸出，与鱼的眼睛颇为相似，“鱼眼镜头”因此而得名。鱼眼镜头的前镜片直径大且向镜头前部抛出，故这种镜头无法像普通镜头那样安装滤光镜，摄影者在拍摄操作（尤其是凑近被摄物拍摄）时要特别注意不要碰撞镜片。另外，有些老式的鱼眼镜头与数码相机连接时，镜头后部插入照相机机身较深，照相机的反光镜必须翻起锁定，照相机的五棱镜取景器将不能使用，需在照相机上设置附加的取景器才能进行摄影。

2. 折反镜头

这是一种超远摄镜头，看起来短而粗，重量也相对较轻，比较适合手持拍摄（见图1-27）。镜头结构简单，画质优良。缺点是只有一挡光圈，不便控制景深，相机取景时取景屏发暗，聚焦也不方便。但其价格低廉，是囊中羞涩又爱好远摄的用户不错的选择。目前市面上流行的折反镜头大多由俄罗斯制造，常见的焦距为500mm和1000mm。（见图1-28）

3. 微距镜头

这是一种拍摄时可以非常接近被摄物体进行聚焦的镜头（见图1-29）。微距镜头在胶片或传感器上所形成的影像尺寸与被摄物体自身的尺寸几乎相等。1∶1标记的微距镜头表示胶片或传感器上的影像尺寸与被摄物体的尺寸一样，1∶2标记的微距镜头表示胶片或传感器上的影像尺寸是被摄物体尺寸的一半，2∶1标记的微距镜头表示胶片或传感器上的影像尺寸是被摄物体尺寸的2倍。微距镜头的通常都是中等焦距的镜头，但它实际上可以是任何焦距的镜头。例如既有50mm的微距镜头，也有180mm微距镜头或者70mm～180mm的微距变焦镜头。微距镜头的价格通常比较昂贵，画质优秀，特别适合拍摄昆虫、花卉、邮票、手表零件等题材。（见图1-30）

图1-30是使用我国安徽长庚光学科技有限公司生产的VENUS V-DX 60mm F2.8微距镜头拍摄的样张。此镜头不需要附加任何接圈或者近摄镜就可以实现惊人的2倍放大效果。

4. 移轴镜头

这是具有校正透视变形功能的镜头。这种镜头的光学系统的主光轴可进行横向或纵向移动调节，调节的时候机身与胶片或传感器平面的位置不发生移动。移轴镜头主要用于建筑摄影。（见图1-31）

尼康85mm，1∶2，8D移轴镜头和用其纠正拍摄的室内空间

1.3.7 镜头转换系数

数码单反相机感光元件（CMOS / CCD）的尺寸大小是一个非常重要的参数。全画幅数码相机的感光元件面积为24mm×36mm。半画幅相机则是以APS-c（23.7mm×15.6mm）为标准的（见图1-32）。所以，在使用同款镜头时，不同传感器尺寸的机身所能拍摄的范围与传统的135全画幅系统是不一样的，存在视角的差异。想要得到相同的视角，半画幅相机（APS-c）和全画幅相机必须使用不同的焦距镜头，两种焦距值相除即为镜头转换系数。

例如：50mm焦距的镜头用在全画幅相机上，其视角大约是46°，而用在半画幅（感光元件对角线长度是135胶片的2/3）的数码相机上时（如Nikon的D90、D300等），其视角大约是30°。而这50mm镜头在半画幅的数码相机上的拍摄视角大概与75mm焦距的镜头在135胶片机的底片上成像的视角相当，都大约是30°，我们可以得到这些相机的镜头转换系数为75/50=1.5。

佳能系列的相机半画幅转换系数大约为1.6左右。尼康系列和宾德系列相机半画幅的转换系数大约为1.5左右。4/3系统的如奥林巴斯系列相机、柯达系列相机的转换系数大约为2。如果是全画幅的单反相机，其转换系数就为1。

本章实践指导

完成本课程的学习与实践需要以下基本器材：

数码单反机身一台、镜头一只、储存卡一枚、三脚架一套、计算机一台

相机选购建议如下。

1. 确定预算。预算内，只要承受得起，专业器材总是越贵越好，这是不二法则。

2. 购买套机。套机是商家出售机身与配套镜头的促销手段，比分开购买镜头与机身具有价格优势。

3. 镜头优先。购买相机一定要优先考虑镜头能否满足专业需求。一支专业镜头比普通镜头能带来更好的锐度和色彩还原，机身的差异在一个层极时差异并不大，而且机身上许多功能本身就是“睡眠功能”，一般情况下根本用不到，如果确需用到，也可以通过技术手段弥补。

4. 购买一套结实的三脚架，它比闪光灯更实用。

5. UV镜必需购买，它可以保护昂贵的镜头。偏正镜可以消除玻璃与水面的反光，建议购买。其他滤镜没有必要，都可以用软件实现。

6. 储存卡一定要买正规厂家的。虽然贵一点，但是可靠性要好得多。

7. 购买一瓶干燥剂。相机不用时与干燥剂一起密封在塑料袋里。南方高湿环境可能让镜头在一周内布满霉菌。

8. 就近购买。单反相机的价格比较透明，只要找到所在城市的经销商，价格差异不大。

9. 品牌选来选去基本就是尼康与佳能，看看家里有没有用得上的老镜头，如果没有，两个品牌差异不大。