看摄影师如何改制超广角微距镜头!

发布时间:2020-02-22 16:53 作者:Camily 文章来源: 本站
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所属分类:聚焦

看摄影师如何改制超广角微距镜头!

广角矛盾论

正如我们所知,广角镜头展示出更大的视野,因此使事物看起来更小,并且看起来比实际更远。这与微距摄影的概念相矛盾,在微距摄影中,大家希望拍摄对象以至少1.0倍的放大率投射到传感器上。那么,我们如何将广角透视和微距能力结合起来呢?

广角微距摄影的概念并不是新的。有一些摄影师自制了超广角微距镜头。市面上甚至有几款提供1.0倍放大倍率焦距为15mm的镜头,但比起花3000元左右买一只这样的镜头,摄影师Maximilian Simson表示,他更愿意做一个有趣的DIY项目。

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价格较便宜长庚光学及老蛙15mm微距镜头

接下来,摄影师分享了他是如何DIY一只超级广角的微距镜头以及他进行广角微距摄影的体验。以下是他为DIY项目设立的标准:

  • 视角小于20mm;
  • 可接受的良好的图像质量;
  • 图像中心1.0倍放大倍率。

经过长时间的反复试验,摄影师终于成功地制造出一只符合上述所有标准的超广角微距镜头。一起看看下面的幕后制作短片或直接往下看本文:

视频中文字幕由软件自动翻译

基本上,有两种不同的方法可以将近距离聚焦功能与广角结合起来:

第一:使用近摄环

最简单的方法,可能也是第一个想到的方法,就是在近摄环上安装广角镜头。它可以工作,但只能工作到有限的程度;如果近摄环太短,就无法达到所需的放大率,但如果近摄环太长,图像圆将被裁剪,镜头的广角捕捉将被偏移。如果一只镜头相对于近摄环的长度太宽,聚焦平面就会移到前端镜片中,图像就不能再聚焦了。所以我们要平衡三角形的三个角,就像众所周知的曝光三角形一样,你不可能拥有所有的东西。影响因素有视角、镜头尺寸和工作距离。记住这个三角形,因为它将在本文中发挥重要作用。

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佳能EF-S 18-55mm II镜头和12mm近摄环,安装在佳能全画幅相机。

有一个组合,他发现效果特别好,即在佳能EF-S18-55mm镜头上安装一个短的近摄环,然后安装到一部全画幅相机上。EF-S镜头的短背焦使其能够可以进一步穿透其原本打算用于的APS-C机身,并禁止在全画幅相机上使用EF-S镜头。图像圈太小,镜头的后端镜片可能会损坏反光镜和快门机制。一个短的近摄环可以解决这个问题,延长图像圆足以覆盖一个35mm传感器,并允许镜头聚焦更近的焦点。对于真正的微距摄影来说不够近,但确实足够近,可以捕捉到如花朵、蝴蝶或小型两栖动物的引人注目的特写镜头。这种设置的优点在于它的变焦范围,可以调整视角和工作距离。

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这种设置不仅是多功能的,而且可能是最便宜和最容易解决广角特写镜头的方案。在此全画幅相机上搭载的是一个10年前的老款镜头,但效果图却非常清晰。在焦距为18-21mm之间时有一些小的渐晕,这通常很容易在后期纠正。放大到22mm时可以完全删除渐晕。

第二种:增加广角镜片

在使用近摄环没有得到理想的结果后,摄影师进行了第二种尝试:在具有近焦能力的镜头上添加广角镜片。

首先想到的是鱼眼/微距转接环。这种转接环通常由两部分组成:一只微距镜头,基本上是一个特写滤镜(转接环的后部镜片)和一个鱼眼/广角镜头位于其上。“微距”镜片允许紧凑的镜头设计;如果没有它,镜头接环必须与镜头保持一定距离才能使图像与聚焦平面对齐。

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不幸的是,这样的转接环不允许你在镜头上与完整的整体连接得足够近,而微距镜头本身并不能提供所需的视角。

然而,可以使用这种转接镜头来制作超广角的微距镜头。为了获得1.0倍的放大倍率,我们需要能够非常近的聚焦能力。通过将新的前置镜片移离镜头,我们可以移动聚焦平面,类似于近摄环的效果。

但是,由于我们正在调整镜头的前端而不是后端,因此没有扩展图像圆,而是在广角镜片进一步向外移动时缩小其图像。这可以通过近摄环来纠正,并将我们带到前面提到的平衡三角形;改善其中一个因素需要三角形的其它角牺牲。

平衡三角形:

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  • 为了获得足够的放大率,我们将不得不通过使用近摄环裁剪图像圆和/或使用较广角的前端镜片来牺牲一些视角。
  • 为了获得更广角的视角,我们必须将广角镜片移得更远(并且可能用近摄环来补偿缩小的图像圆),并牺牲工作距离;镜头越广角,看起来就越远。
  • 最后,为了减小镜头的尺寸,我们必须权衡一些放大率,或者接受一个不能填满传感器的图像圈,或者两者兼而有之。

当然,这些转接环并不是这项任务的唯一候选者;只要它们的光学质量令人满意,各种广角镜片都可以用于这一目的。三角形适用于广角前端镜片和基本镜头的所有组合(只要它们兼容)。

制作镜头:

以这种方式配置镜头的过程有些繁琐,但步骤很简单:

第一,在相机上安装一只具有近焦功能的基础镜头(可以使用近摄环、反转镜头、微距镜头等)。理想情况下,现在的特写滤镜会降低图像质量,而且新的前端元件在一定程度上不可避免地会导致图像质量下降。

第二,选择一个广角前端镜片,并将其放在镜头前面。

第三,确定广角前端镜片与镜头之间的距离,以产生清晰的特写图像。

第四,如果图像圆变小,则增大镜头和传感器(近摄环)之间的距离。

第五,如果图像圆被裁剪,请减小镜头和传感器之间的距离,或尝试使用其它更广角的镜头。

第六,重新调整镜头和广角前置镜片之间的距离。

第七,如果需要,重复步骤4和5。

考虑到上面三角形的情况,广角适配器表现得很好;能够在20mm视角下获得几乎1.0倍的放大率,并将图像填充到传感器中,但他尝试的大多数转接环的光学质量还不太好,色差太大,锐度也不够完美。
所以收集了一堆潜在的镜头,广角镜片和适配器,转接环,近摄环等,并开始试验…

摄影师的第一个选择是鱼眼CCTV摄像头,因为它的超广角视野和小直径将使它成为拍摄野外昆虫的理想镜头,因为小尺寸对潜在的拍摄对象来说就不那么吓人了。

通过搭载一只反装的24mm镜头,他得到了最好的结果。但不幸的是,它的图像圆太小,甚至无法填补一个APS-C画幅传感器,甚至一个M4/3相机传感器。通常而言,图像可以通过添加近摄环来放大。问题是,像这样的超广角镜头,工作距离最终会变成负数,这意味着图像进入实际镜头,无法再聚焦。

不幸的是,在把相机的传感器填满之前,这种效果就开始起作用了,试过的所有镜头都出现了这种情况。除此之外,过度使用近摄环会降低图像质量,因为放大会放大光学系统的缺陷,例如色差或锐度限制。可以使用倍滤镜在不影响工作距离的情况下“放大”,但添加倍滤镜会使图像质量下降太多。

下面的图片是用一个500万像素的的CCTV摄像头拍摄的,摄影师在一只28mm的反向镜头上安装了近摄环。这两张图像都在Camera Raw软件中经过了修正,如果试图将图像圆延伸到此点以外,则会导致工作距离小于2mm。

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这样的CCTV摄像头也很难使用,因为它们投射出的图像是倒转的,这使得相机极难协调和对焦。这可以解决(例如,通过使用life view和Magic Lantern固件以数字方式翻转图像),但摄影师表示,图像质量相当差,而且这种镜头的限制太过折衷。

然而,像上面这样的镜头可能在APSC或更小尺寸的传感器上产生巨大的效果,但是图像质量在不同型号之间似乎差别很大。

就摄影师个人而言,他还不认为这个项目的分支是一个死胡同;这些镜头和它们的小尺寸的极端鱼眼效应会使它们成为理想的前端元件,也许能让它们在未来发挥作用。

接下来,摄影师的选择是佳能EF-S18-55mm套装镜头的前端镜片。大多数标准变焦都可以在放大2.0倍以上的微距摄影中进行修改,只需移除它们的前端镜片即可。在过去的一年里,摄影师做了一些这样的转换,所以他手头上有一些广角前端镜片。

一种改进的套机镜头,放大倍数可达2倍以上

这只镜头的前端镜片在图像质量方面表现出色,能够以0.8倍的放大倍数覆盖整个传感器,并有非常小的渐晕效果。在插入一个附加广角镜片(来自Opteka 0.35鱼眼转接环)后,渐晕消失,放大倍数在画面中心达到1.0倍,清晰度非常好。

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这只镜头几乎满足了摄影师为这个项目设定的所有条件。它唯一的缺点是缺少聚焦机制,用螺旋体代替其中一个近摄环,可以很容易地安装聚焦机制,但其长度问题似乎在于基础镜头。

那么理想的基础镜头是什么样的呢?很明显,它有近距离聚焦的能力,广角透视和一个相当小的前置元件来避免渐晕,所以摄影师表示,如果他使用广角基础镜头,并将其安装在一个细长的近摄环上,那就可以解决所有的问题。

摄影师选择的镜头是一只28mm Albinar镜头,它提供了一个很好的折衷方案,既有很广角的视角,也有很小的渐晕效果。他把它安装在一个EF适配器和一些进阶环上,这些进阶环发挥了一个很短的近摄环的作用。

接下来,摄影师试着将它与佳能前置镜头结合起来,效果非常好:没有渐晕,对比度很好。最好的部分是不需要近摄环,新的前端镜片只需要安装在基础镜头前1英寸左右。

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最后摄影师试验的是在一只24mm广角镜头上安装一个短的近摄环,结合了一只优质变焦镜头的前端镜片。

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佳能28-80mm镜头的前端镜片在尺寸和视角上都非常适合。它比摄影师之前尝试的前端镜片效果更好,更容易适应,体积更小,这是拍摄自然界昆虫时的一个重要因素(特别是当工作距离只有几毫米时)。

他所需要做的是制作一个适配器,把两个镜头组合起来。

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一个旧的镜头盖和佳能镜头的原始线是足够的材料:这种组合工作得很好;放大率和焦距似乎恰到好处,清晰度很好。所以,摄影师把它拿出来试拍了几张:

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摄影师很高兴镜头有17mm的超宽焦距和一些小的渐晕。但最好的部分是图像质量,这是他开始这个项目以来看到的最好的。它的光圈范围从f/2.8到f/22,从21mm一直聚焦到0mm。这是一个相当短的距离,镜头的主要缺点是:它不能聚焦于无限远。

测量放大系数:

为了测量镜头的放大系数,摄影师拍了一张尺子的照片,聚焦在2mm(最接近的工作距离)。接下来,他在photoshop中选择了照片的中心3mm,选择的像素为532像素。

这意味着,在他的照片中,1毫米的尺寸是144px。将相机传感器的5616px宽度除以35mm表明传感器的1毫米可容纳147px。最后,需要确定照片和真人大小的比率:144/147=0,98≈1x

以下两张图片说明了镜头在目前技术水平下的最远和最近聚焦距离。

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测量视角:

接下来摄影师需要测量视角,这是最后一个简单的任务。他所要做的就是用一个背景填充框架,在框架边缘标记背景,然后测量标记和镜头方向之间的角度(从它的中心开始测量)。

他用一个壁橱作为背景,用它的4个面板填充框架;这样他就不必使用标记,可以直接测量从镜头中心到壁橱边缘的距离。

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为了测量角度,他使用了上图中自制的装置。通过将塑料盘固定在镜头的正前方(与传感器平面完全平行),将线的另一端固定在衣柜的角落,他可以确定视角。在这个例子中,比例尺显示,一边43度,另一边137度。为了最终确定视角,必须计算出这些数字之间的差异。结果是94,相当于17mm的焦距。

在用了这个自制的镜头一段时间后,摄影师表示非常喜欢它。和其它的微距镜头一样,需要一段时间来适应它,特别是对于它超短的工作距离。但它所提供的图像看起来棒极了,绝对弥补了这一挑战。

如前所述,处理这个镜头并不像60mm或100nn的微距镜头那么“容易”,主要是因为它的工作距离异常短,在放大倍率为1倍的情况下,镜头中心的测量值只有2.5毫米左右。镜头创建一个稍微扭曲的图像,因此放大率下降到镜头的边缘。

工作距离短,很难在现场安排拍摄;在某些情况下,镜头根本不适合你需要的拍摄位置。在拍摄昆虫方面,到目前为止,摄影师表示他只有很少的经验,因为他在初秋开始这个项目,他只需要使用第一个原型拍摄活生生的对象。这是可能的,但很有挑战性,肯定需要练习。

适当的环境也有帮助。清晨,太阳刚刚升起,昆虫行动缓慢,也没有白天温暖的时候那么灵活。以下是拍摄的昆虫样图:

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光线条件:

用这种镜头拍摄很有挑战性,不仅因为焦距很短,还因为缺少光线。不管光线从何而来,镜头一定会在物体上投下阴影。

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这张照片是在约5-6毫米的工作距离用传统的穿透式扩散器拍摄的。尽管已经在方向和位置上进行了优化,但在镜头离拍摄对象太近的情况下,它不会在画面右侧产生太多光线。

另一种照明解决方案在适当的情况下可以很好地工作,即一个简单的DIY扩散器,由一罐芯制成。


此DIY扩散器为大多数对象创建良好的光线条件。在许多情况下,填充光会从下面的表面反射回来,如树叶或地面。注意那张小黑纸——那是镜头罩。没有这个,闪光灯会在图像中留下灯光痕迹。

“理想”光源的选择在很大程度上取决于具体情况,但一般情况下,一只环形闪光灯将是最好和最普遍的解决方案。

看摄影师如何改制超广角微距镜头!

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一个专用的微距唤醒闪光灯安装在镜头的前端周围,从各个方向提供光线。这无疑有助于补光,但也增加了镜头的尺寸。在工作距离较短的情况下,如果空间有限,这可能会妨碍工作。幸运的是,这种镜头聚集了大量的光线,可以在工作距离超过5毫米左右的环境光下拍摄。

但是光线不仅影响曝光图像,而且在图像质量方面也起着重要作用。那么这个镜头在明亮的光线下是怎么工作的呢?尽管背光并不完全是许多广角镜头的强度,但这一个表现相当不错。有耀斑,但看起来很好看,镜头从f/8或更高的光圈产生太阳光。然而,当直接射向太阳时,对比度受到影响,色差急剧增加。只要太阳部分隐藏在物体后面和/或偏离中心,清晰度/对比度就保持良好。

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由于其短的聚焦距离和相对较大的景深,这种镜头非常容易受到灰尘和污垢的影响,甚至前端镜片上有轻微的雾。尤其是当镜头停下来时,镜片上的每一种灰尘都会因色差而变得明显和夸张。

在下面的一组图像中,您可以将原始文件与处理过的图像进行比较。在这种查看大小下,规格可能不太突出,但在以全尺寸查看图像时,它们确实突出。请注意,在太阳光的左上方有一块相对较大的纤维;这说明了照片中实际镜头上的锐利污垢是如何显现的。

它们几乎都是不可避免的,任何一种广角镜头都是光学性质的。然而,当镜头大光圈拍摄时,这并不是问题所在。

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背景虚化:

这种镜头的背景虚化效果会显得柔和而模糊。它可以很好地渲染镜面高光,并带有一点漩涡虚化。

结论:

在使用了几个星期之后,摄影师表示已经习惯了它,并且习惯了这样一个事实:总是需要携带一个镜头布,毕竟他对镜头和这个项目的工作方式非常满意。他用了两只旧镜头,总价值不到¥700元,然后把它们转换成了功能强大的微距镜头。这种转换是可逆的,这意味着他仍然可以使用Albinar镜头作为24mm定焦镜头或作为一个超级微距镜头(反向安装),并把前端镜片放回到佳能EF 28-20mm镜头上。

回顾一下鱼眼镜头,摄影师表示它明显的色差以及它非常短的工作距离,比老蛙镜头短5mm,它的工作距离在2mm到20mm之间,取决于放大倍数。当聚焦在2-3mm的距离时,放大倍数最大可达1.x。

作为专业人士,不得不提到它的视角是超广角17mm。事实上,这是一个真正的微距镜头,它渲染图像,特别是偏离焦区域之外。

对于一个DIY项目,摄影师认为结果是很好的。它的大部分缺陷都是由于物理性质造成的。近距离聚焦必然会增加这些缺陷(易受耀斑、薄雾、灰尘的影响),当然,摄影师现在有一个很棒的独特的镜头,这对他来说是一个特别的价值,这也是一个很有见识的学习经历。

除非另有说明,否则本文中的所有示例图像都是使用全画幅相机拍摄并进行后处理的。

摄影师表示,他在这个项目中使用的镜头要么便宜,要么有缺陷,要么只能以可逆的方式使用。他不建议在这样的项目中使用新的或昂贵的镜头。

关于作者:Maximilian Simson是伦敦驻加拿大安大略省的微距摄影师。

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