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鱼眼镜头的特点 [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2008-03-06
鱼眼镜头的特点
人眼的结构
鱼眼的结构
鱼眼镜头是一种超广角的特殊镜头,其视觉效果类似于鱼眼观察水面上的景物,我们知道鱼的眼睛其实同人眼构造类似,但是人眼的水晶体是扁圆形的,因此可以看到更远处的东西,而鱼的眼睛水晶体是圆球形,因此虽然只能看到比较近的物体,但是却拥有更大的视角,也就是看得更加广阔,直说一鱼眼的水晶体弧度会如此高,主要就是为了应对水中光线的折射率问题,我们看杯子中的筷子会觉得筷子变弯了,这就是典型的折射。


以上就是典型的水在光线中的折射关系,根据光路可逆的规律,也就是说,如果在水中看空气中的东西的话,同样会有折射现象存在,而鱼眼镜头的原理就是根据这个获得的,如果说鱼眼在水中的视角是150度,那么其到空气中的视角可能就要达到180度。而鱼眼镜头的思路就是来自于这种特点,当然其实同鱼眼 观察水面以外物体的关系真的不大,只是体现的效果比较类似,毕竟这里不存在水的折射率,只是镜头设计者研究了鱼眼的结构,才搞出了有意思的鱼眼镜头。

鱼眼镜头的设计中心思想就是,拥有更大的球面弧度(类似鱼眼的球形水晶体),成像平面离透镜更近(鱼眼的水晶体到视网膜距离很近)。

鱼眼镜头视角可以接近或者超过180度,对于135画幅的相机来说,鱼眼镜头的焦段多在6-16mm之间,视角一般都在170度左右,由于视角超大,因此其桶形弯曲畸变非常大,因此画面周边的直线都会被弯曲,只有镜头中心部分的直线可以保持原来的状态。

180度鱼眼
150度鱼眼
120度鱼眼
90度鱼眼
其实鱼眼镜头无论如何它的边缘线条都是要弯曲的,即使90度的鱼眼也是这样,其实这种畸变我们在很多广角镜头上都可以看到,而这就是明显的桶行畸变。同样的120度的鱼眼看起来弯曲的更加厉害一些了,而且被容纳进范围的景物更多;150度同样如此,而180度的鱼眼则可以把镜头周围180度范围内的所有物体都拍摄进去。


圆形鱼眼镜头拍摄的照片

转化成360度环视照片

鱼眼镜头的好处很多,由于视角大,其可以容纳的场景会更多,而且可以适应很多狭小空间的拍摄需求,并且随着数字化的普及,鱼眼镜头实现360度环视效果变得非常方便,而且这个往往也要比普通的接片更方便。


圆形鱼眼镜头的成像效果
[ 此贴被五洲数码在2008-03-06 21:41重新编辑 ]
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只看该作者 沙发  发表于: 2008-03-06
常见鱼眼镜头的结构
常见鱼眼镜头的结构从结构上来说,鱼眼镜头确实也是类似于鱼眼的结构,并且鱼眼镜头派生出两种类型,一种称为Circular IMAGe Fisheye(圆形鱼眼),另外一种称为Full Frame Fisheye(全幅鱼眼)。圆形鱼眼是鱼眼镜头的鼻祖,其设计的视角基本在180度以上,因此画面中只能看到圆形部分,这种镜头一般拥有超大的前组镜片,且镜片弯曲度非常大(为了采集来自更多方向的光线),自然成本也极高,目前基本上已经很少有厂商继续生产圆形鱼眼镜头了,这主要还是出于成本的考虑。


尼康的9片5组圆形鱼眼镜头设计(镜头长度88mm)


尼康8mm f/2.8圆形鱼眼镜头拍摄样片

主流的圆形鱼眼镜头的生产厂商并不多,这里还是有必要提一下,尼康绝对是圆形鱼眼镜头生产的王者,1962年就提出了8mm鱼眼镜头的结构(9片5组),这款镜头直接奠定了尼康在这个领域的领导地位。


12片9组设计的220度视角鱼眼镜头 

1973年的6月5日,尼康推出了惊人的6.3mm鱼眼,这款镜头的视角竟然达到了220度,其镜头长度也非常惊人,达到205mm。



尼康的6mm/f2.8鱼眼镜头是迄今为止视角最大的鱼眼镜头了(一般非大光圈圆形鱼眼镜头都很小巧),尺寸达到236x171x160mm,重达5.2公斤!

此外,还有一些镜头也值得一提,奥林巴斯的8mm鱼眼、宾得的8mm鱼眼,这也都是比较常见的圆形鱼眼镜头。但这些镜头的结构都类似于尼康的设计,只是视角有所不同而已。当然需要明白的是,全圆鱼眼镜头最终视角同其最大光圈有很大关系,诸如尼康的6mm/ f5.6镜头的视角远小于6mm/f2.8,而且成本也低廉许多。


全幅鱼眼镜头也称对角线鱼眼镜头,其特点是整个画面并不出现遮角现象,是完整的24x36mm画幅,但画面的几何图形仍具有集中于画面中部的鱼眼视觉效果。全幅鱼眼是目前比较流行的产品,各大厂商均有推出,主要还是因为全幅鱼眼没有镜头遮挡,且生产成本要比圆形鱼眼镜头便宜许多,更多的人可以接受,于是这种镜头就是更多人所追求的了。这类镜头的视角一般在100-180度之间,部分版本也可以实现诸如180度这种大视角的拍摄,因此这种镜头自然慢慢会流行起来,并且逐步取代圆形鱼眼镜头(当然在部分特殊拍摄的时候,圆形鱼眼无法替代)。

10片8组结构

说到180度视角的对角线鱼眼镜头,美能达不得不提,其1971年提出的16mm 180度对角线鱼眼镜头结构成为日后其他厂商生产对应镜头的参照之一,可见美能达在广角研发上的视力同样相当强大。对角线鱼眼镜头之所以成本可以降低,主要是因为其不再需要巨大的球面前组,而只是要一枚内弧比较大的前组镜片就行了,并且通过复合的镜头结构来对镜头的象场进行修正,最终获得180度的象场。

目前具有180度视角的对角线鱼眼镜头在产的还是比较多的,诸如尼康的AF Nikkor 16/2.8、Sigma 15mm F2.8 EX DG(在35mm相机上无法实现全幅覆盖)等等。


随着数码化的到来,使用传统胶片来拍摄的人越来越少了,但是由于APC-S幅面的数码单反依旧占据市场主流,而这些产品在使用原有广角镜头的时候优势就不太明显了,1.5x的焦距转换系数会让原本“宽广”的成像范围变得“狭窄”起来。因为其视角产生了很大的变化,但是显然广角的效果就丢失了许多,于是生产镜头的厂商纷纷就开始在应对APS-C的幅面上研究新的镜头,很快这些厂商就推出了对应的10mm-14mm这种焦段的镜头,在APS-C的数码单反上,其实际焦距大约为15-21mm左右,也可以基本满足用户的需求了。


而对于广角之王(指的是视角范围)的鱼眼来说,这方面却没有太大的新发展,除了尼康2003年提出的一个AF Nikkor 10.5/2.8mm DX(使用在APS-C幅面上相当于16mm左右)镜头属于全幅鱼眼镜头以外,其他厂商还没有推出过其他全面幅鱼眼镜头(适马推出的15/2.8虽然也是180度的视角,但其焦段放到数码单反上显然就失去了原本的意义)


尼康针对传统相机的16/2.8对角线鱼眼镜头



从Nikkor 10.5mm/2.8鱼眼对比Nikkor 16mm/2.8鱼眼镜头来看,在APS-C幅面上的效果,很显然10.5mm/2.8鱼眼镜头可以得到更加广阔的空间,但是针对APS-C幅面的鱼眼镜头却要比全幅的复杂得多,以尼康的10.5mm/2.8鱼眼对比16mm/2.8鱼眼镜头的结构就可以看到明显的差距,而很多人认为APS-C不会改变镜头视角的说法实在大错特错了,这里请打架稍微注意一下。


10.5mm/2.8,10片7组结构,在APS-C幅面上视角为180度

16mm/2.8采用8片5组,使用在全幅相机上视角为180度,APS-C幅面上为107度
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只看该作者 板凳  发表于: 2008-03-06
很显然对于数码单反来说10.5mm/2.8镜头显然可以获得更加宽阔的视角,自然也可以拍出更加有意思的照片来,但是添置一个专用的鱼眼镜头的成本显然高了一些,而且很多时候可能我们并不需要这种鱼眼镜头,那么有没有办法既可以获得鱼眼的效果,又可以扩大镜头的适用范围呢?很显然变焦镜头的设计是一个比较好的思路,但是对于实际的设计来说这还是相当复杂的,毕竟还没有一款变焦镜头是具备鱼眼的视角的,不过很有意思,作为专业的第三方镜头生产也研发厂商的图丽(Tokina)提出了全球第一款具备鱼眼视角的变焦广角镜头--AT-X 107DX Fish Eye!
这是一款相当有意思的镜头,于8月底正式发布,这款镜头的出现让许多用户为之兴奋,因为终于市场上有了这么一款廉价的、兼顾更多焦段的超广角变焦镜头,特别值得一提的就是这款镜头支持最高180度的视角,完全实现了全幅鱼眼镜头的效果。图丽镜头的做工一向在影友中有着良好的口碑,这款属于AT-X系列的镜头自然也是如此的设计,全金属的镜桶设计使得镜头无论是手感还是重量都相当合适。哑光的皱纹漆、金色的铭牌也标志着这是一款高素质的镜头。
这款镜头的结构也相当复杂,焦距范围为10~17mm,使用在APS-C幅面上相当于15-25.5mm的焦段,最大光圈为F3.5-4.5,最小光圈F22,镜头采用8片10组的设计,全多层镀膜镜片,其中应用到了高档的SD低色散镜片,最近对焦距离仅为0.14米,最大放大倍率也达到了0.39,因此这款镜头针可以说是一镜多用,既是鱼眼,又是超广角,同时也可以实现超广角下的微距摄影。镜头尺寸为70x71.1mm,可谓相当小巧,但重量却达到了350克,可见镜头用料的实在了。
图丽AT-X 107DX Fish eye样片
其他方面,镜头的光圈叶片为6片,这可能稍显少了一些,但是对于超广角镜头来说,光圈是否很圆已经不太重要了。初期图丽仅推出佳能和尼康卡口的版本,未来可能会扩展到索尼或者宾得的卡口。
镜头采用内对焦设计,拥有10mm、12mm、13mm、14mm、15mm、17mm几档个焦段档位,镜头视角从180度过渡到100度,10mm端可以实现完整的180度视角对角线鱼眼效果。特别注意的是此镜头采用了防水溅设计,并且避免油污等附着镜头上,因此这款镜头也非常适合专业应用。
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只看该作者 地板  发表于: 2008-03-06
目前镜头已经陆续在全世界范围内上市销售,售价大约在86,100日元左右,大约合人民币5778元,考虑到中国市场的特殊性,未来进入中国市场的正常售价应该在5000元左右,因此这将是一款非常具有性价比的出色镜头,那么此镜头的具体表现究竟如何呢?接下来我们一起来看一下:
富士S3Pro相机、10mm焦段 1/125秒 F11 ISO100(点击放大)
镜头边缘成像(100%局部)
从镜头的表现来看,其成像还是相当不错的,照片边缘分辩率虽有所下降,但依旧非常锐利,镜头在这个焦段也没有出现明显的暗角,看来图丽在这款镜头的开发上是下足了功夫。
富士S3Pro相机 10mm焦段 6秒 F11 ISO100(点击放大)
同墙面的成像类似,由于具有180度的宽阔视角,当拍摄者站立在高处拍摄水面的时候就获得了如此奇妙的景象。
富士S3Pro相机 10mm焦段 1/45秒 F22 ISO100(点击放大)
富士S3Pro相机 12mm焦段 1/60秒 F8 ISO100(点击放大)
这是镜头在12mm端(相当于35mm相机的18mm端)的拍摄效果,由于最近对焦距离仅为0.14米,因此镜头可以拥有相当不错的接近0.4的放大倍率,因此在拍摄花草的时候可能会又前所未有的冲击力,同时从镜头的抗逆光表现来看,这支镜头也算是不错的,虽然有一点吃光,但基本属于可以接受的范畴。
表现不错的边缘(100%局部)
逆光下稍有吃光(100%局部)
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只看该作者 地下室  发表于: 2008-03-06



富士S3Pro相机 14mm焦段 1/250秒 F8 ISO100(点击放大)
水平线稍有失真
在14mm焦段下(相当于35mm焦距的21mm)整个镜头的变形就比较可以接受了,虽然还有一定的桶行失真,但这种失真已经不大,完全可以让人接受。
富士S3Pro相机 14mm焦段 1/125秒 F11 ISO100(点击放大)
富士S3Pro相机 14mm焦段 1/90秒 F4 ISO100(点击放大)
富士S3Pro相机 14mm焦段 1/125秒 F4 ISO100(点击放大)
100%局部
对于这种题材的片子,镜头的变形已经几乎很难看出来了,并且从焦外来看,这款镜头的表现还是相当不错的,虽然还有一定的二线性,但对于广角变焦镜头来说已经足够好了。
总结和展望
图丽的AT-X 107 DX Fisheye镜头是全球第一款带180度视角的鱼眼镜头,其拥有扎实的做工优秀的成像,并且实际的表现也相当令人满意。虽然镜头在逆光情况下可能还有吃光现象,并且也无法安装附加滤镜,但总的来说镜头表现还是值得肯定。
从售价上来看,此镜头虽然价值不菲,但对于一款拥有10-17mm焦段的镜头来说显然还是值得的,并且其高素质的表现也让人交口称赞。目前这款产品即将在国内上市,相信这款镜头会掀起一轮新的广角热潮。
镜头型号AT-X 107 DX Fisheye
焦距10-17mm
相当于35mm焦距(APS-C幅面)15-25.5mm
最大光圈F3.5-4.5
最小光圈F22
镜头结构10片8组
视角180-100度
最近对焦距离0.14米
最大放大倍率1:2.56
遮光罩内建
对焦方式内对焦,前端不转动
变焦方式手动旋转变焦
光圈叶片6片
镜头尺寸70x71.1mm
重量350克
对应卡口尼康F、佳能EOS

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只看该作者 5楼 发表于: 2008-03-06
专家!!长见识了!    

只看该作者 6楼 发表于: 2008-03-07
等买了机身拜一个
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