移軸相機對焦規(guī)則概述

移軸相機可能被認為僅由兩個基本規(guī)則來管理：Scheimpflug Rule 和 Hinge Rule。雖然標準的“鏡頭方程式” 也是一個因素， 但它已經(jīng)被剛剛引用的兩條規(guī)則所涵蓋。如果遵循 Scheimpflug 和 Hinge 規(guī)則， 那么透鏡方程也將是。

Scheimpflug 法則和 Hinge 法則驚人地相似。兩條規(guī)則都規(guī)定三個基本平面必須沿著一條共同線匯合。對于 Scheimpflug 規(guī)則， 三個平面是膠片平面、 鏡頭平面和對焦平面。清晰焦點的平面是相機聚焦的平面。為了使攝像機處于聚焦狀態(tài)， 這三個平面必須沿著一條直線匯合：Scheimpflug 線。然而， 單單堅持Scheimpflug 線并不能保證對焦。在沒有對焦的情況下， 可以遵守 Scheimpflug規(guī)則。Hinge 規(guī)則規(guī)定了清晰焦點的平面， 鏡頭的前焦平面和平行電影鏡頭平面必須沿共同線會合：鉸鏈線。鏡頭的前焦平面是平行于鏡頭平面的平面， 但在鏡頭的前方（鏡頭的主體側(cè)） 具有一個焦距。平行于膠片的透鏡平面是穿過透鏡中心的平面， 但平行于膠片平面定向。

“Scheimpflug Rule” 實際上是由法國人 Jules Carpentier 的名字發(fā)現(xiàn)的。The Hinge Rule 是 Theodor Scheimpflug 發(fā)現(xiàn)的。今天我們將卡彭鐵爾的發(fā)現(xiàn)與沙姆普弗魯格聯(lián)系起來似乎很奇怪。盡管舍姆普弗魯格的名字是眾所周知的，但他發(fā)現(xiàn)的規(guī)則往往在默默無聞中衰弱。但是Scheimpflug 的“鉸鏈規(guī)則” 可能是視圖相機實踐中兩條規(guī)則中最有用的。下面說明了兩條基本規(guī)則。

圖1.The Scheimpflug Rule 圖2. The Hinge Rule

當(dāng)遵守這兩條規(guī)則時， 相機將處于對焦。

把這兩條規(guī)則付諸實踐使用說起來容易做起來難。為了說明應(yīng)用于視圖攝像機的兩個規(guī)則的動作， 這里包含了一些動畫圖。要查看這些動畫圖， 您需要在Windows， Macintosh 或基于 Unix 的計算機上安裝 Apple 的 QuickTime。當(dāng)你用鼠標點擊它們時， 下面的圖表應(yīng)該變成動畫（一次一個） 。還有必要將 QuickTime電影文件放在與此 PDF 文件相同的文件夾或目錄中。QuickTime 影片未嵌入 PDF文件中。

下面的圖3說明了 Hinge 鉸鏈規(guī)則如何得名。鉸鏈規(guī)則涉及相對于相機鏡頭定位的三個平面。只要照相機背面（因此膠片平面） 的方向不變， 在鉸鏈規(guī)則中使用的三個平面必須沿空間上的固定線匯合：Hinge 鉸鏈線。鏡頭與鉸鏈線距離（稱為 J） 僅取決于所應(yīng)用的鏡頭傾斜量和鏡頭的焦距。距離 J 和鉸鏈線的位置不受背部正常對焦動作的影響。由于通過鉸鏈規(guī)則， 銳利焦點平面必須通過鉸鏈線， 所以銳利焦點平面只能做一件事， 因為相機背部被聚焦：它只能在鉸接線上樞軸轉(zhuǎn)動。因為相機背部被移動， 所以銳利焦點的平面像鉸鏈線上的蹺蹺板一樣轉(zhuǎn)動。而銳利焦點所在平面的角度取決于相機背部相對于鏡頭的位置以及Scheimpflug 規(guī)則。觀看相機背部來回聚焦時會發(fā)生什么。

圖3. Hinge 鉸鏈規(guī)則如何得名

推薦用于聚焦觀看相機的動作順序如下。想象一下， 您想在平面上放置清晰焦點的平面， 在紙上寫下想法或素描。在典型的風(fēng)景照片中， 你可能會希望它通過你的腳下。確定從鏡頭到平行于膠片平面線的清晰對焦平面的距離。在大多數(shù)風(fēng)景中， 您都希望相機回到垂直位置， 這意味著需要確定從鏡頭到清晰對焦平面的垂直距離。這是所需的距離 J.給定這個距離和所用鏡頭的焦距， 然后我們確定需要的鏡頭傾斜量：

α=arcsin(f/J)

這個角度最方便的是通過一個表格來確定， 例如聚焦視圖相機所包含的表格，但也可以使用科學(xué)計算器相對簡單地確定。

對于以毫米為單位的f以及， 以英尺為單位的J， 度數(shù)為單位的α ， 大致由下式給出：

α=f/5J

將鏡頭傾斜朝向預(yù)定焦平面的量。也就是說， 例如， 如果銳利焦點的平面位于相機下方， 則將鏡頭向前傾斜。對焦相機的下一步是通過相機背面的“對焦”來調(diào)整清晰對焦平面的方向。這很容易通過觀察磨砂玻璃完成。當(dāng)您專注于預(yù)定焦平面上的任何單個物體時， 應(yīng)該發(fā)現(xiàn)沿著該預(yù)定平面的所有其他物體也都處于焦點。它有助于了解在應(yīng)用其他相機移動時銳器的平面會發(fā)生什么。本文的其余部分將說明這些影響。

前軸傾斜

圖 4 顯示了鏡頭圍繞通過鏡頭中心的水平軸傾斜時發(fā)生的情況。在該動畫中，鏡頭從鏡頭平面平行于膠片（零鏡頭傾斜） 開始， 然后以 2 度為增量向前傾斜。您會看到， 清晰對焦的平面也是平行于膠片平面開始的， 但是會在鏡頭平面傾斜時以與鏡頭平面相同的方向傾斜。銳利焦點平面傾斜的量相當(dāng)多變， 這主要取決于相機背部的位置。當(dāng)相機在無限遠處聚焦時， 動作最為迅速。（雖然這些動畫中沒有顯示這種特殊效果） 。我沒有說明當(dāng)鏡頭向上傾斜時會發(fā)生什么， 因為動作是完全對稱的：無論鏡頭是向上還是向下傾斜， 從零度到十度的傾斜都會導(dǎo)致焦平面的旋轉(zhuǎn)量相同。無論哪種情況， 銳利焦點平面的旋轉(zhuǎn)方向都與透鏡平面的旋轉(zhuǎn)方向相同。

圖4. 前軸傾斜

前底座傾斜

某些視角攝像機配備了“基線傾斜” 而非“軸傾斜” （或同時具備） 。也就是說， 相機的前基準可以圍繞相機底座或單軌而不是圍繞鏡頭的中心傾斜。對于前基座傾斜的相機， 鏡頭向前傾斜不僅使鏡頭向前傾斜， 而且還延伸鏡頭。這會使銳利焦點的平面與之前的情況稍有不同：它不僅旋轉(zhuǎn)， 而且它也比軸傾斜情況更接近鏡頭。當(dāng)鏡頭向上傾斜時， 銳利焦點平面被推離攝像機并旋轉(zhuǎn)：動作與使用軸傾斜時的動作不對稱。見圖5說明。

圖5. 前底座傾斜

后焦傾斜

過去， 書籍傾向于暗示攝影師使用相機后部的傾斜來調(diào)整清晰焦點的平面。這是因為動作涉及更簡單， 更具可預(yù)測性。此外， 單單了解Scheimpflug 規(guī)則就足以估計所需的傾斜量。然而， 使用向后傾斜的結(jié)果是引入了圖像失真：垂直線開始收斂。只需少量傾斜即可， 并且場景中沒有明顯的垂直線。但從正確的角度來看， 結(jié)果不會很“正確” 。我的建議是保持背部垂直， 除非圖像效果需要透視變形。

圖6說明了相機背部從鏡頭傾斜時會發(fā)生的情況 - 為了聚焦目的而進行的鏡頭傾斜運動。幾何圖形被簡化了， 因為傾斜軸上的圖像始終保持焦點。在后傾軸上成像銳利焦點平面傾斜的軸。簡單！

圖6. 后焦傾斜

圖7說明了如果照相機底座向相機后傾， 會發(fā)生什么情況。運動也是簡化了。

銳利焦點擺動平面的軸線現(xiàn)在更高， 但是與前一種情況相同的原理適用。對于前底座傾斜的情況， 后焦前傾使得對焦平面被推離照相機。

圖7. 后底座傾斜

擺動

視圖攝像機關(guān)于垂直軸的前或后標準的旋轉(zhuǎn)通常稱為搖擺。擺動與傾斜完全相似， 但幾乎總是“軸” 型。要理解鏡頭向右擺動的動作（從相機后面看） ， 再看一下圖4， 但想象一下， 您從上方俯視相機。同樣， 如果我們要低頭看鏡頭，后焦擺動的運動就像圖6一樣。

最后的話

這里顯示的例子比較簡單。許多移軸相機的情況并不那么簡單， 但鉸鏈規(guī)則和 Scheimpflug 規(guī)則繼續(xù)適用于此處。對于擺動和傾斜的每種組合， 以及相機的每個方向， 都有一些有利位置， 相機設(shè)置相當(dāng)于簡單的鏡頭傾斜。






審核編輯：劉清