摄影理论与技术

摄影：用摄影机（俗称照相机，简称相机）摄取景物影像的过程称为摄影。

照相机的基本控制与调整功能：准确取景与构图；精确聚焦；控制曝光量；安全装卸胶片；（最好能具备）测光表。

相机的作用：使被摄物体在感光材料上构成光学影像。

相机的基本组成：镜头，光圈，快门，取景器，调焦系统。

镜头的作用：会聚被摄物体反射或发射的光线，使之在像平面清晰成像。

光圈：光圈的大小由光圈系数表示，从小到大以µ为公比成几何级数。

光圈系数小时，孔径大，镜头的使用面积较大，单位时间进入像面的光量多，所需曝光时间少。

作用：1.通过调节镜头的使用面积，从而控制进入镜头光线的多少，使胶片得到最佳曝光量。

2．限制镜头边缘部分使用，提高成像清晰度。

3．调节景深。

快门：中心快门（镜间快门）特点：摄影时胶片各部分同时感光，对运动物体摄影不会产生影像变形。

光效系数较低，一般在60％－80％之间。

焦面快门（幕帘快门）特点：可随时更换镜头，提高快门速度。

光效系数高达90％－95％。

闪光摄影不易同步，对运动物体摄影时会出现变形。

作用：调节胶片所受曝光时间的长短。

曝光方式：手动曝光；电子控制自动曝光{光圈优先式 （“A”式曝光），快门优先式 （“S”式曝光），程序快门。

取景器：基本功能：获得准确的构图，充分利用胶片的画面。

与调焦装置综合在一起，检查构像是否清晰。

分类：光学直看式取景器（框式取景器多用于135相机）单镜头反光式取景器（所拍摄的景物范围与取景时看到的完全一致。

）双镜头反光式取景器（俯视取景。

取景调焦在一块毛玻璃上完成）毛玻璃机背式取景器（在毛玻璃上所看到的影像尺寸与将来要形成在胶片上的影像尺寸完全相等。

）调焦系统：基本功能：保证不同物距的被摄景物成像清晰。

分类：磨沙玻璃式（毛玻璃）；重影式；调焦光楔式；微棱镜式；综合式。

从镜头的物方主点到物方焦点的距离叫做物方焦距。

从镜头的像方主点到像方焦点的距离叫做像方焦距。

节点特征：所有向前节点投射的光线必然经过后节点射出，并且与相应的投射光线平行。

如果系统的物方和像方处于同一均匀介质中，则主点和节点相重合。

焦距对比例尺的影响：当a 一定时，即在物距相等的条件下，f 长，比例尺就大；f 短，比例尺就小。

为得到比例尺较大的影象，可以采用长焦距镜头摄影。

镜头的类型：按像幅对角线长度与镜头焦距的比值 d / f 分为：标准镜头：135相机111-=fa m Hf m =1（40-58mm ）120相机（75-85mm ）其透视关系与人眼看物体相同，因而应用最广。

短焦（广角）镜头：24-35mm ，优点：景物空间范围很大，所摄景深很大，空间视觉效果明显。

缺点：易产生影像透视变形，存在畸变像差。

长焦（望远）镜头：f>100mm ，适用于远距离摄影。

1。

质量上乘的长镜头价格昂贵；2。

长镜头往往又大又笨重；3。

镜头的焦距越长，照相机就必须把握得越稳定 ；4。

成像质量受大气环境的影响比较大。

变焦镜头 ：变焦镜头由固定透镜组和可变透镜组两部分组成。

鱼眼镜头：小于16mm 相对孔径 ：镜头的有效孔径d 与焦距f 的比值， 即d ／f 。

相对孔径与像面照度的关系 ： 当景物亮度B 一定时，像面照度与相对孔径的平方成正比。

光圈系数 ：相对孔径的倒数为光圈系数。

1）f/d 数值越大，d 就越小；进入镜头的光线越少，所需的曝光时间越长；2）相邻的光圈系数所对应的曝光时间相差一倍。

景深：当摄取一有限距离景物时，在景物前后一定距离内，其构像都是清晰的。

此构成清晰影像的物方纵深范围称为景深。

容许模糊圆 ：物距为a 的物点p 在像距为b 的成像面上构成像点p ，物距分别为a1和a2的两点p1和p2，在像面上的构象不是点，而是圆斑。

影响景深的因素：1。

摄影物距 a ，物距越大，景深越大。

2。

光圈系数越大，景深越大。

3。

焦距越长，景深越小。

4。

容许模糊圆直径 （所允许的模糊圆直径越小，景深就越小。

） 超焦点距离 ：当镜头对焦在无穷远时，位于无穷远处的景物可清晰构像；同时离镜头不小于某一距离的所有物体，其构像都清晰，这个距离就称为超焦点距离，通常用H 表示。

应用：1。

许多固定焦点相机利用超焦点距离设计其镜头。

2。

利用超焦点距离，可以进一步扩大景深。

镜头调焦距离为H 时，可以获得景深极限。

3。

在航摄中，利用超焦点距离使地面景物清晰成像。

镜头的视场与视场角 ：圆形范围所对应的物方空间称为镜头的视场，光锥锥底的直径对镜头中心的张角成为视场角。

镜头的像场与像场角：影像清晰的范围叫做镜头的像场，像场直径对镜头中心的张角称为像场角。

作用：像场的大小决定了所选像幅的面积。

镜头的分解力 ：是表征物镜分辨被摄景物微小细节的能力，其大小用在焦平面上1毫米宽度内能分辨的互相平行的线条数表示，单位：线对/mm 。

无像差镜头的分解力随光圈系数而变，光圈系数愈大，则分解力愈小。

影响分解力测试结果的重要因素：1。

觇板的反差2。

测试时光圈系数的大小3。

感光材料及冲洗条件4。

光照条件。

黑白感光材料的基本结构：1。

乳剂层2。

感光剂（AgX ）3。

支持剂（明胶）作用：a.可防止AgX 沉淀，使其均匀分散。

b.多孔、易吸水，便于进行摄影处理。

c.明胶中少量的杂质S ，能与AgX 反应生成少量Ag2S 和Ag （感光中心），提高感光材料的感光度。

d.可吸附曝光时产生的卤素原子，提高光化学效果。

e.具有可塑性，便于涂布和保存。

f.片基（乙酸纤维素酯）g.附加层h.明胶保护层i.底层j.防静电层k.防卷曲层l.防光晕层黑白感光材料的主要生产过程：1。

乳剂的制造过程（实质：将AgX 微晶体均匀地分布在明胶里并获得一定的照相性能。

）乳化（原液混合生成AgX 明胶乳状液的过程）；第一次成熟（物理成熟）（AgX 颗粒的再结晶过程）；冷凝与水洗；第二次成熟（化学成熟）24⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛••=f d B K E π像12.a a F D -=δδ⋅⋅+⋅⋅=k a f k a 22前景深δδ⋅⋅⋅⋅=k a f k a －后景深22（形成感光中心的过程）；冷凝存储2。

涂布、干燥感光材料的增感：1，化学增感，使乳剂的感光度提高。

2。

光学增感，使乳剂的光谱敏感范围增大，向长波长方向扩展。

感光材料的分类：按用途分（负性感光材料，正性感光材料，反转感光材料）按片基分（干版，相纸，胶片）按感色性能分：色盲片（红灯）未加光学增感剂，只能感受500纳米以下的蓝紫光。

用途：黑白印象纸、放大纸等。

正色片：感色范围为350－580纳米。

用途：黑白复制胶片。

全色片：（暗绿色灯）对全部可见光都敏感，感色范围为350－660纳米。

用途:普通黑白摄影胶片。

红外片：对光谱的近红外部分感光。

用途：航空、航天遥感红外胶片。

潜影：感光材料经曝光后产生的肉眼看不见的图像，它能被随后的显影变成可见影像。

本质：潜影是由金属Ag 的质点组成的，这些及其微小的Ag 质点被嵌入在AgX 晶体内。

标志：是否可以被显影。

潜影的衰退原因：AgBr 感光层在曝光后放置的过程中发生逆反应，组成潜影的Ag 在一定条件下被氧化。

感光测定：在摄影学中，定量的描述感光材料特性的技术过程称为感光测定。

感光测定的内容：1。

测定感光材料的感光特性：感光度、反差系数、宽容度、灰雾和感色性等。

2。

测定影像的物理特性：分解力、清晰度、颗粒度等。

3。

光学密度：表示感光材料经曝光显影后的变黑程度。

4。

色温：光源中短波光所占的比例大，长波光所占的比例小，色温就高。

感光测定目的：找出感光材料受到一系列已知曝光量与产生对应密度的关系，然后通过这一关系来求取感光材料的感光特性。

感光测定步骤：1。

曝光（目的：使感光材料接受一系列已知的曝光量值。

设备：感光仪。

）2、摄影处理3、密度量测4、绘制特性曲线（灰雾部分（ab 段）特性曲线：1。

未曝光部分（D0）2。

趾部（bc 段）曝光不足部分3。

直线部分（cd 段）曝光正确部分4。

肩部（de 段）曝光过度部分5。

反转部分（ef 段）感光特性：1。

灰雾：感光材料未曝光面积上经摄影处理后产生的密度值。

影响：灰雾密度大会降低影像反差，损失暗部层次的细节。

要求：负片不大于0.3，正片不大于0.06。

2。

反差系数：特性曲线直线部分某两点的密度差与其所对应的曝光量对数差之比，即特性曲线直线部分的斜率。

3。

宽容度：在数值上等于特性曲线直线部分两端点所对应的曝光量的对数差。

它反映的是感光材料按比例记录景物亮度范围的能力。

曝光宽容度：胶片宽容度和景物反差之比。

即曝光宽容度＝L/U （L=U ：只有一个合适的曝光量使景物被线性记录。

U>L ：这时部分景物将落在肩部和趾部，没有合适的曝光量使景物被线性记录。

U<L ：这时有一个可变动的曝光量范围使景物被线性记录。

）感光度：表示感光材料对光的敏感程度，数值上用感光材料达到某一基准密度时所需要的曝光量来衡量。

S ＝K/HD 感光度与曝光时间的关系：1。

对数制，相同光照条件下，感光度数值相差3，所需的曝光时间相差一倍。

2。

算术制，相同光照条件下，感光度数值相差一倍，所需的曝光时间相差一倍。

感光材料的感色性：指感光材料对不同波长的光的敏感程度，其大小用光谱感光度S λ来表征。

感色性取决于乳剂制造的光学增感过程。

影像的物理特性：1。

分解力（表示感光材料的乳剂层能清晰表达被摄景物微小细节的能力，其大小用1mm 宽度内乳剂层能清晰表达的等间隔平行线条的最大数目来表达，其单Br Ag Br Ag +↔-+-++→++OH Ag O O H Ag 2221222位为线对/mm 。

）测试方法a.接触晒印法b.光学投影法,影响分解力的主要因素：a.乳剂颗粒的大小,乳剂颗粒越大，分解力越低。

b.曝光条件c.曝光正确时，分解力最高。

d.显影条件.e.测试觇板的反差f.觇板反差大，测得的分解力高g.光学系统的分解力h.测量时的光照条件及光源的光谱成分2。

影像的清晰度：清晰度是指影像边缘的清晰的程度，或者说是边界密度变化的程度。

影响清晰度的主要因素：a.乳剂层的特性b.防光晕层c.保护层的种类和厚度d.显影条件e.曝光量的大小3。

颗粒性与颗粒度：颗粒性是由于银粒的不均匀分布而使人产生的主观印象，而颗粒度是对这种视觉印象的客观度量。

影响颗粒度的因素：a.量测孔径的大小,孔径大，RMS 小；孔径大，RMS 小。

b.密度值,黑白片－RMS 随密度增大而增大；彩色片和密度没有关系。

c.反差系数,RMS 随反差系数的增大而增加。

d,乳剂颗粒大小,乳剂颗粒小，RMS 小。

e,显影温度,温度高，RMS 会变大。

摄影的一般过程：1。

拍摄过程2。

潜影3。

负片过程，显影、定影、水洗、干燥4。

负片5。

正片过程，晒印、显影、定影、水洗、干燥6。

正片显影：使曝光后形成的不可见的潜影变为可见影像。