为什么在变焦时摄影机会失去焦点,而电影摄影机或电视摄影机会保持聚焦?


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在照相相机(即(D)SLR,数码相机等)中,当您将焦点对准某个对象然后放大(放大或缩小)时,该对象将失去焦点。另一方面,在电影或电视摄像机中,焦点将保持在整个变焦范围内。最好的做法是在最大程度放大的同时进行对焦,以使焦点尽可能最佳,然后根据需要缩小。

与电影/电视摄像机相比,摄影机镜头的结构有何不同?还是通过镜头构造以外的其他方式达到这种效果?



回到黑暗时代,UT Austin的RTF系的入门课程教会了我们如何将变焦镜头聚焦到全变焦,然后进行缩小,然后我们的聚焦目标将保持聚焦的观点。
John R. Strohm

@ JohnR.Strohm或者,更准确地说,由变焦引起的聚焦误差将保持在大多数变焦镜头当时具有的狭窄光圈给定的景深之内。请参阅为什么这是一个昂贵的功能,所以会有那么多的近摄镜头?更多。
Michael C

@MichaelClark电影摄影机镜头的设计旨在使摄影师能够完全控制一切,因此可以将这些东西用于艺术效果。有一个陈词滥调,使用浅景深设置,然后更改焦距,以便使远景中的一个点聚焦,而近景中的一个点失焦。导演通常会使用这一视角将观众的观点从一个地方转移到另一个地方。(其中一部“使命:不可能”电影使用了这个技巧,效果非常好。)
John R. Strohm,

@ JohnR.Strohm,我很抱歉。我将您的上述评论作为使用非电影镜头的参考。“ RTF”在您的评论中代表什么?
Michael C

Answers:


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该效果的名称是平焦点,我们所说的是平焦点镜片。变焦时改变焦点的镜头称为变焦镜头。

就像减少对焦呼吸(对焦改变也会改变焦距)一样,共焦是一项高级功能。由于摄影师通常使用自动对焦,并且由于摄影师拍摄照片时往往不重新构图,因此摄影师通常不希望为这些功能支付额外费用。还是我想。

真正的共焦(即绝对没有焦点改变)是无法实现的(或仅需付出极大的努力) -一切都与感知的共焦有关,因为“它似乎没有改变焦点,因此是共焦的”。


如何实现共聚焦?

这是我从PetaPixel上关于该主题的文章中窃取的图表,该图是Vistek的YouTube视频相关主题的屏幕截图:

变焦镜头与近焦镜片的区别 请注意,此图仅是示例性的-并非所有镜头的制造方式都相同。无论如何,正如它所解释的,平焦镜头通常具有独立移动的对焦镜头组,而变焦镜头则缺乏,通常是为了降低成本,重量和/或镜头尺寸(如图所示length*diameter)。

一些相对便宜的镜头(至少与Angénieux的镜头相比)在技巧上达到了类似的效果,例如佳能24-105 f / 4L IS USM(I)

“内部有一个凸轮,旨在在镜头从远摄镜头向广角变焦时保持准确的聚焦。” daccess-ods.un.org daccess-ods.un.org (美国佳能查克·韦斯特法尔(Chuck Westfall)

另外,某些带有线控对焦的镜头(例如佳能的STM镜头)可能会尝试自动保持对焦。例如,当我用借来的索尼FS700及其套件镜头(18-200mm f / 3.5-6.3)拍摄时,我注意到当我缓慢放大/缩小时,我可以看到调焦马达在保持焦点不变它在哪里。但是,当更剧烈地放大/缩小时,对焦点会“松动”,因为电机无法跟上对焦点变化的速度。


每个视频镜头都是共焦的吗?

从上面的FS700的示例中,我们还可以看到,甚至不是所有作为电视和电影镜头销售的镜头都是同焦的。因此,如果您购买了非常便宜的变焦镜头,并以“视频”的形式销售,那么它就不可能成为准焦镜头(除非它是这样说的)。

根据我有限的经验,确定镜头是否是共焦的一个好的经验法则似乎是存在可调后焦距 -请注意,在视频术语中,后焦距与摄影中的含义不同:它指的是的法兰距


网站XY表示我的镜头是散焦的,但我发现并非如此。我的镜头有缺陷吗?

您的镜头可能没有坏。绝对的共聚焦是无法实现的,而是与感知的共聚焦有关

要了解这一点,我们需要了解空间分辨率与图像的感知“清晰度” 之间的关系。

例如,在模拟时代,大多数人使用标准胶卷,并且从未以超过20x30厘米(8x12英寸)的距离观看照片。即使是好的胶卷,也具有与20 MP数字传感器和20x30厘米相同的空间分辨率。这不是我们今天要看的-EOS 5D MkIII以5760×3840 px的分辨率拍摄照片,因此在我的1920x1200 px 24“显示器上,当我查看图片的50%比例时,我有一张图片大小超过A2。这意味着我可以看到模拟打印上看不到的东西。现在想起一幅肖像-我错误地专注于对象的鼻子而不是他们的眼睛。我可以清楚地看到,在100%的缩放比例(〜15x10厘米)下,它甚至不会烦我。

同焦现象也会发生:如果图像太小,以至于我无法区分焦平面前面(或后面)的5cm和平面本身之间的距离,照片看似“聚焦”在焦距的±5cm之间。焦平面。因此,如果焦点的变化与视觉容差所允许的程度一样大,则可以说镜片是同焦的。

感谢Jannik PittMichael Clark


我买了XY镜头,虽然大家似乎不同意,但它似乎是平焦的。谁是正确的?

与上面的章节相同:您仅将镜头感知为同焦,这是因为景深(DOF)所致

您可能使用了非常小的光圈/非常大的光圈数(例如f / 16)和/或某些(超)广角镜头(例如f / 16不足以达到400mm),并且/或者专注于非常遥远的事物。

如果镜头以足够小的比率改变焦点,您将无法察觉-缩小时尤其如此,因为这会增加景深。从技术上讲,它不是共焦的,但是您会认为它是同焦的,正如我在这里继续写道,这很重要。

感谢迈克尔•克拉克Michael Clark)


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望远镜和目镜也很需要。如果您将目镜更换为放大镜头,那么不必再次聚焦就很好了。
埃里克·杜米尼尔

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另外,请查看该图。那副焦眼镜看起来比变焦眼镜更重。
罗伦·佩希特尔

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难道不能只是通过变焦测量焦距的变化,然后在变焦时自动补偿焦距的变化,以便即使使用变焦镜头也不会产生散焦效果吗?从技术角度来说,这听起来很简单。自动对焦应该能够准确知道每个缩放级别的操作。
Trilarion

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如@Trilarion所说,步进电机镜头可以做到这一点。但是,由于变化不是线性的,因此很难做到。例如,从24-35mm变焦时,焦点将向后移0.5cm / mm,在35-50mm之间,它将改变5cm / mm,以此类推。恕我直言,这就是为什么索尼镜头无法应对快速变焦的原因。此外,常规的照相镜头通常只是在乎这一点,因为假定您是在两次拍摄之间而不是一次镜头中重新构图,因此您将简单地重新开始自动对焦,因为无论如何这将更加精确。 。而且,这将消耗较少的功率。
flolilo

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话虽这么说,甚至以平焦出售的镜片有时也不是平焦的。变焦时,我的17-40mm f4L和70-200mm f4L都会改变焦点。
Jannik Pitt

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变焦时保持相同焦距的镜头被称为同。如果正在拍摄电影或视频,并希望在连续拍摄期间放大或缩小时保持聚焦,则这是镜头中非常需要的质量。

如果变焦引起聚焦误差小于镜头最大光圈处的景深,则某些并非真正共焦的变焦镜头,尤其是那些具有最大光圈的变焦镜头,似乎会表现为同焦。

Roger Cicala最近在他的博客文章Mythbusting:Parfocal Photo Zooms(我添加了粗体)中谈到了这个主题。

大约每周两次,我接到一位摄影摄像师的电话,想知道在特定焦距下哪些变焦镜头是近焦的(改变焦距时保持聚焦)。他们为什么会问是可以理解的。出色的照片变焦是优质视频变焦的1/10。

当我告诉他们他们都不是时,他们会发疯。通常,他们会告诉我他们知道这是一个镜头,因为在他们最喜欢的论坛上的LensGuruGod1232都用这个镜头拍摄并说是。他们甚至可能-如果他们已经做了一些研究-编造了我几年前写的一篇老文章,其中列出了一些同焦的照相镜头,并将其添加到了论点中。

我必须告诉他们,这篇文章不再重要。一方面,共聚焦不是绝对的定义。在一种情况下,一个人可以接受共聚焦,而在另一种情况下,则不能接受。此外,设备已更改。在拍摄标准清晰度视频的小型传感器上可能会出现同焦的镜头,而在拍摄4k视频的大型现代传感器上,显然可能不存在同焦。最后,我变得更老和更聪明了。我几年前写的一些东西,现在我意识到,嗯,不如我想要的正确。

他继续指出,特定镜头模型的一个副本可以比同一镜头模型的另一个副本表现出更多或更少的共焦。

同样,大多数电影镜头也没有或几乎没有聚焦呼吸。焦距呼吸是随着焦距变化而改变的镜头视野。这也是电影镜头的理想功能,因此可以在连续拍摄时改变焦距,同时保持完全相同的取景。

通常,为静态照片设计的镜头要比为视频设计的镜头拍摄更高分辨率的照片。仍然,摄影师通常更关心绝对图像质量,而不是镜头是共焦的还是不表现出聚焦呼吸。

静止镜头的重点是绝对的光学图像质量。对于非电影品质的视频镜头,特别是那些与主要用于静态摄影的镜头价格范围相同的镜头,其重视程度已经“足够近”以进行焦距对焦,并且没有表现出聚焦呼吸,而对高清或4K视频而言在光学方面“足够好” 。

也可以看看:


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镜头必须经过特殊设计,以便在变焦时保持相同的焦点。以这种方式制造镜片更加复杂并且成本更高,因此这种镜片更加昂贵。

此功能通常对摄影师并不重要,因此用于摄影的镜头通常不这样做。但是视频镜头通常确实具有此功能,因为它可以在记录时进行缩放,而不会导致图像模糊不清,从而使摄像师可以使用的创作效果范围更广。

但是,有些摄影镜头确实具有此功能,尽管它们更昂贵,并且通常针对需要它们的特定市场。看到具有此功能的远摄镜头并不少见,因为在用远摄镜头拍摄体育赛事时不需要一直重新聚焦非常有用,而远摄镜头的景深更短使得重新聚焦变得更加重要。

您将在视频镜头上看到的另一个功能是可以在不更改焦距的情况下对镜头进行对焦。这种效果不太明显,对摄影师几乎没有影响,但是对于视频又非常有用,因为它允许在录制时更改焦点,并且在视频中看到这种效果非常普遍。

TL; DR制作可以变焦而不会失去焦点的镜头的价格更高。摄影镜头通常不需要具有此功能,但对视频镜头非常有用。

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