360度全景拍摄重要器材-鱼眼镜头介绍

日期:2012-12-16  点击数:   http://www.360erverything.com


鱼眼镜头的原理

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,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。

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,这种畸变我们在很多广角镜头上都可以看到,而这就是明显的桶形畸变。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。

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。

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。

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。
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)。

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年推出的一个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)

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。

五款可用在数码单反上的鱼眼镜头

1、尼康AF DX Fisheye Nikkor ED 10.5mm F2.8G
尼康AF DX Fisheye Nikkor ED 10.5mm F2.8G是尼康公司较新的一款APS-C画幅数码单反专用鱼眼镜头,最大光圈F2.8,属于尼康G型号镜头,其最近拍摄距离为13cm,是我们介绍的5款鱼眼镜头中最轻最紧凑的一款镜头,全长62.5mm,仅重305克。
尼康D200装备该镜头的状态,镜头同样适用于D100、D70、D70s、D50等APS-C幅面数码单反相机。

2、奥林巴斯 ZUIKO DIGITAL ED 8mm F3.5 Fisheye
是有专门为奥林巴斯4/3标准数码单反相机设计的鱼眼镜头,由于需要乘以2倍焦距换算倍率的关系,其实际焦距十分的短,仅8mm,才能达到鱼眼镜头的要求。
ZUIKO DIGITAL ED 8mm F3.5 Fisheye采用6组10片结构设计,配有ED镜片,能够消除各种色差、色散等不良干扰,使画面色彩更生动、逼真。多层镀膜技术,降低镜片的鬼影、眩光等现象。7片圆形光圈叶片能够让照片的背景虚化更自然,光晕更漂亮。最大光圈F3.5,最小F22,最短对焦距离是13.5cm。镜头口径79mm,长78mm,重455克。
除此之外,该镜头拥有奥林巴斯特有的良好的防尘防水特性,更可以通过和防水罩结合,在深60米的水中完成拍摄工作,十分强劲。

3、宾得 smc PENTAX-DA FISH-EYE 10-17mm F3.5-4.5 ED (IF)
是宾得数码单反相机专用镜头,是一款独特的可变焦的鱼眼镜头。据说该镜头是宾得和镜头制造大厂Tokina(图丽)共同研发制造的。
宾得 smc PENTAX-DA FISH-EYE 10-17mm F3.5-4.5 ED (IF)全长71.5mm,重320克。最近对焦距离为4cm。当将这款新型宾得镜头安装在宾得*istD系列的数码单反相机上时,就能拍摄具有180度视角和10mm焦距的鱼眼图像。而且镜头还具备超级广角性能,拍摄者只需稍微改变焦距便能大幅改变视角。这种超级广角性能还能使拍摄的图像呈现明显的透视感、并对被摄对象进行富有创意的变形,使横跨整幅画面的泛焦清晰。
这款新镜头采用ED(超低色散)镜片,可有效进行补偿,克服整幅图像中的像差。再加上采用了新的光学结构和无重影镜头涂层,减少了重影和耀光,从而产生前所未有的高品质清晰图像。

4、适马 15mm F2.8 EX DG DIAGONAL FISHEYE 
适马 15mm F2.8 EX DG DIAGONAL FISHEYE该镜头不仅支持APS-C画幅DSLR,同样支持35mm全画幅单反相机。适马曾经于1999年发布了15mm F2.8 EX DIAGONAL FISHEYE,其光学性能和最近拍摄距离短的特性受到了许多发烧友的欢迎。不过,由于数码单反的普及,老款镜头并不能很好地与数码单反完美配合,所以这款镜头最新的DG版本针对数码单反相机进行了透镜涂层的重新设计。
适马这款镜头全长65mm,重370克,最近对焦距离15cm,与佳能同焦距的EF15mm F2.8鱼眼镜头最近对焦距离20cm相比,短了5cm。对于鱼眼镜头来说,最近对焦距离近了5cm,其视角发生的变化是相当大的。相对来说,这款镜头给摄影者的自由度更大。

5、适马 8mm F4 EX DG CIRCULAR FISHEYE
适马 8mm F4 EX DG CIRCULAR FISHEYE同样是过去老款8mm F4 EX CIRCULAR FISHEYE的DG升级版,对于数码单反相机进行了全新的优化。8mm F4 EX DG CIRCULAR FISHEYE是目前日系镜头中唯一的AF圆周鱼眼镜头,支持数码及胶片单反相机,可以得到视角为180度的圆形画像。采用了最近的镀膜技术和机械设计,有效减少眩光及鬼影现象。镜头后部可以使用插片型滤镜,镜头由6组10枚镜片构成,光圈叶片5枚,最近对焦距离20cm,放大倍率1:13.9。

这款镜头横向纵向都能实现180度的视角,所以拍摄的画面为圆形。该镜头外形尺寸73.5×63mm,重320克。目前发售的卡口有适马、佳能、尼康,柯美及宾得卡口版本还未上市。

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