2.1 认识镜头

通常，数码相机的镜头是由多个镜头共同组合后形成的镜头组。镜头组中包含了多个凸镜和凹镜，其中凸镜起到聚光的作用，而凹镜起到发散光的作用。简单地说，组合多个镜头后会使图像扭曲或颜色与实体不一致。在理论上，组合的镜头数目越多，数差就越小，但相比之下镜头会变大、变沉，因此还不能说镜头的组合数目越多越好。除了镜头的数目，关键还是在于具备能够准确调出所需性能或亮度的镜头。

2.1.1 光的传播规律

光在均匀介质中是沿着直线前进的，不遇到障碍，不改变其传播方向。光的直线传播，引出了光线这个概念。

光在传播中不因其他光束存在而受到影响。正因为光的传播存在独立性，所以在摄影中物体各点的光都能互不影响地进入照相机的镜头，并能够清晰成像。

光在两种不同介质分界面上会改变其传播方向，形成光的反射。其中，反射角等于入射角是光的反射定律之一。光的反射现象具有可逆性，即假如光线逆着原来反射光线的方向射到等势面上，那么它就要逆着原来入射光线的方向而反射。光线投射到不同物面上，会产生不同情况的反射。光线从一个方向射到光亮平整的镜面上，入射点都落在同一平面上，其反射都向着一个方向，这叫做定向反射；粗糙面可以看作很多不同角度的小平面，从一个方向投射到粗糙面上的光线，因入射点落在不同角度的小平面上，光线便向各个不同方向反射出去，这种现象叫做漫反射。

光射到两种介质分界面处，当入射光线与介质面不垂直时，光从第一种介质透入第二种介质，其传播的方向就产生偏折，这种偏折现象就是光的折射。例如，一支铅笔放入盛有水的玻璃杯中，水中部分好像被折断似的，这就是光的折射现象。

2.1.2 针孔成像

摄影技术的发明就是利用光直线传播的特性。

当来自景物的光线通过一个小孔时，与景物相反方向的某个位置上一定会形成上下颠倒的清晰影像。这个倒像的形成主要是由于光直线传播的特性使得景物上端的光线穿过小孔投在下端，而其下端的光线则投在上端；相应地，景物左侧的光线投向了右端，右侧的光线则投向了左端，于是出现的正好是一个上下倒置、左右相反的影像，这就是人们认识到的“针孔成像”原理。

今天的照相机和最早的照相设备成像的原理是相同的，无外乎小小的针孔变成了高质量的光学镜头；针孔后面形成的影像由感光片或数码相机中的存储介质记录、保存影像。

2.1.3 透镜与透镜片组

透镜是由两个球面或一个是球面而另一个是平面组合成的、中间与边缘薄厚不同的透明体。透镜分为凸透镜和凹透镜，通常由光学玻璃制作而成。

凸透镜、凹透镜因制作形状的不同，有多种透镜形式。如双凸透镜、平凸透镜、凹凸透镜、双凹透镜、平凹透镜、凹凸透镜等。

根据光的折射定律，光线通过凸透镜能使之会聚；通过凹透镜能使之发散。

单片凸透镜结像质量差，因此现代相机镜头都采用多片凸凹透镜的组合，利用各种透镜相互配合，减少相差，提高成像质量。镜头的光学结构通常用“透镜片组”表示，如5片3组、6片4组、12片8组等。变焦镜头的透镜片组比定焦镜头多，镜头内部的结构复杂，设计和生产的难度较高。相对而言，变焦镜头成像质量不如定焦镜头。

2.1.4 非球面镜头

无论是高级摄影镜头，还是普通的摄影镜头，其镜头光学结构的透镜组不外乎就是由凸透镜或凹透镜组成的，这些透镜面都是球形的，所以称为“球面摄影镜头”。随着摄影的发展，对镜头的技术要求越来越高，人们逐渐发现球面镜头，特别是大口径的球面摄影镜头，存在球面像差和色差，使得成像的焦点不均，整个影像的清晰度受到了影响。20世纪60年代非球面镜头的问世，较好地解决了这个难题。

非球面摄影镜头对于各种像差校正良好，是目前成像质量最高、最为理想的摄影镜头。由于改进了非球面透镜的生产工艺，大幅度地降低成本，一改初期生产成本高、价格昂贵等不足，现今很多价格适中的摄影镜头上也使用了非球面透镜。

2.1.5 镜头加膜

加膜又称“镀膜”。现代相机的镜头都是由若干透镜组成的，镜头的质量好坏与镜头的加膜有直接的关系。大多数镜头透镜片的表面呈现出暗红色、黄绿色、蓝紫色等现象，这就是加膜处理的结果。

现代的摄影镜头是采用超级多层加膜技术，用英文缩写MC/SMC表示。多层加膜技术是1972年日本旭光学公司首先研制成功的，这种技术能使透镜组中每片镜面的光反射率减少到最低限度。经过加膜处理的摄影镜头能更大限度地降低透镜的反射率，减少透镜对光线的损失，提高了镜头的透光力；有效地避免了光晕现象的产生，增强了镜头的色彩还原力，使影像更加清晰，反差趋向正常。多层加膜摄影镜头表面上呈现的任何色彩，对彩色摄影的色彩再现都没有任何影响。

高级加膜镜片是采用多种类似红宝石般的高硬质材料在真空中蒸镜而成的。根据光的干涉原理，能选择性地增加透过的可见光，提高镜片透过率，使成像更清晰，还能反射有害的红外线、紫外线，大大提高光学树脂镜片的表面硬度。

镜片的膜层虽然很硬，但它是很薄的。当镜面上有油污汗水的时候，就会粘着许多细小的沙粒，如果用布干抹就会使膜层磨损，它的保护作用就会降低，与口袋或镜盒中的硬物产生摩擦一样会磨损膜层。

2.1.6 镜头的基本标示

每个摄影镜头上面都有相应的标示，就犹如人的身份证，一看这些信息，马上就可以知道相关的各类信息。镜头中的标示基本包含镜头的属性、焦距指数、最大光圈、性质特点等信息。镜头的标示可以归纳如下。

镜头属性：通常表示该镜头是AF（自动对焦）还是MF（手动对焦），通常还包括一些镜头类别的标示。

焦距指数：表示镜头的焦距范围，单位为mm。

最大光圈：表示镜头的最大光圈系数，有些还标示出镜头的最小光圈系数。

性质特点：表示镜头的性质特点，包含特殊技术（如影像稳定器、微距功能等）、更新产品（表示在同规格镜头中，属于第几代）。