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数码相机必修课:告诉您不懂的长焦知识

引言：　　

　　在上一期的长焦文章里（深入剖析!选购长焦数码相机你了解多少） ，我们深入分析了什么是长焦数码相机，长焦数码相机为何容易获得浅景深，长焦数码相机防抖技术……这几个方面的内容，而对于长焦数码相机镜头的选购要点，还有如何好好运用长焦数码相机展开的还不够深入。这次，笔者将会再和各位一起探讨以上的两个问题，这次，我们着重于摄影基础与实际的结合。希望以下介绍能够起到抛砖引玉的作用，将各位进入更深层次的数码影像世界中。　

　　正文开始　

　　在上一篇文章中，大家已经知道目前消费级长焦数码相机的镜头都是变焦镜头。而恰恰由于长焦数码相机其焦段涵盖了广角到长焦的不同焦段，因此，镜头的设计便要同时兼顾以下三个方面的因素：球面像差，色散，畸变。这三个因素不单单影响镜头的设计，更关系到我们使用长焦数码相机时应该注意的事项。　　

　　在光学业界，针对这三个影响成像的因素都有一系列成熟的解决方案，在镜头设计上，都有专门的结构来有效减轻以上因素对于成像的影响。可以说，熟悉了这三个因素的成因与解决方案便可通过查看其镜头结构，便可了解一款长焦数码相机在成像上的特点与不足。这样便可避免在选购时盲目相信评测与网友留言的情况。　

　　球面像差　　

　　球面像差是由镜头内的透镜表面是球面而引起的。其现象为：从光轴上同一物点发出的光线，通过镜头后，在像场空间上不同的点会聚，从而发生了结像位置的移动。　
[url=http://bbs.qq.com/allphoto.htm?url=http://myarticle.enet.com.cn/images/200506/1118288836121.gif][img]http://myarticle.enet.com.cn/images/200506/1118288836121.gif[/img][/url] 一束光线穿过球面镜到达焦平面。平行的光线从镜面的边缘（远轴光线）通过时，它的焦点位置比较靠近镜片；而由镜片的中央通过的光线（近轴光线），它的焦点位置则较远离镜片（这种沿着光轴的焦点错间开的量，称为纵向球面像差）。远轴光线与近轴光线的焦点不能落一个垂直的平面上，于是相差便产生了。可以说，球面像差的成因便是：离轴距离不同的光线在镜片表面形成的入射角不同而造成的。因此，如果一枚镜头全部采用球面镜片，那么，球面像差是一个无可避免的相差。　
[url=http://bbs.qq.com/allphoto.htm?url=http://myarticle.enet.com.cn/images/200506/1118288841039.gif][img]http://myarticle.enet.com.cn/images/200506/1118288841039.gif[/img][/url] 由于像差的缘故，在焦平面上便会出现双重影像，第一重影像由在通过镜头中心部分的近轴光线所形成，第二重影像则由通过镜头边缘部分的光线所形成。第二重影像一般环绕在第一重影像四周，形成光斑（Halo，光晕）。这个光斑的半径称为横向球面像差。相差会减低成像的锐度，使人感觉影像缺乏锐度，模糊不清，整体好像蒙上一层淡淡的薄纱，感觉灰蒙蒙的。
在镜头光圈全开，或接近全开时，镜头的通光量大，相差对于成像的影响也大，而口径越大的镜头，影响越明显。这也在一个侧面解释了，为什么在光圈全开始，成像的锐度不如光圈收小一档的问题。因此，我们在使用长焦数码相机的时候，适当收小光圈，可以有效地提高成像画质，增大景深，避免因为光圈过大而引起的焦点较浅，容易跑焦与画面锐度不够的情况。　

　　但是需要注意的是：如果像差过大，通过缩小光圈消除像差时，可能会引起聚焦平面（就是焦点）的移动。因此，在以往的镜头评测中，我们常常看到，该镜头在光圈全开时，成像如何如何，在收小一档光圈后，成像明显改善，在多少光圈时，达到最佳成像效果。　　

　　单靠收小光圈来降低相差对于成像的影响还不是一个根本解决方案。要解决它，需要在镜头设计时下功夫。在技术工艺还不发达的时候，往往采用两枚凸凹透镜的方法来解决。具体的方案为：以某一个入射距（从光轴起算的距离）的光线为基准，然后使用凸、凹两枚镜片加以适当的组合来完成。　

　　对于球面镜片的球面像差进行矫正，是件非常困难的事情。通常是以某一个入射距（从光轴起算的距离）的光线为基准，然后使用凸、凹两枚镜片加以适当的组合来完成。这样能够改善球面像差的影响，但不能彻底消除。在目前的技术水平下，要彻底消除相差的影响，就只有采用非球面镜片（Aspherical Lens）这个方法。　　

　　非球面镜片不像普通的凹凸透镜那样表面为简单的圆球面，非球面镜在镜头边缘的厚度较大，镜面为非球面状。非球面镜片的作用就是通过修改镜片表面的曲率，让近轴光线与远轴光线所形成的焦点位置重合。当近轴光线与远轴光线都落在同一个焦平面上后，光斑将会消失，成像锐度将会提高。　　

　　同时，由于光线进入广角镜头的入射角比较大，所以球面像差的表现在广角镜头更为明显。因此设计优秀的广角镜头都会采用非球面镜片来消除像差。对于长焦数码相机而言，其镜头涵盖广角到长焦的不同焦段，因此，为了保证广角段的成像，也需要加入非球面镜去控制相差。推而广之，目前同样较为流行的广角数码相机，要顾及成像都必须加入非球面镜，因此，我们在选购数码相机时，不妨看看其镜头结构，是否包含了非球面镜。 　

摄影学问大啊.;T