望远镜镜后照拍摄器材选择与拍摄方法注意事项暨11款望远镜拉近感对比图从2.3倍到20倍

过客匆匆甲 · 发表于 2017-1-31 03:18

本帖最后由过客匆匆甲于 2017-2-2 15:55 编辑

望远镜镜后照拍摄器材选择与拍摄方法和注意事项暨11款望远镜拉近感对比图从2.3倍到20倍

几点说明：

1．因为有不少镜友经常在论坛咨询镜后照的拍摄方法及如何选择合适的拍摄器材等问题，因此本人特地对北旅论坛及其它同类论坛和相关网站进行了仔细的搜索，但搜索结果发现至今尚无一篇较为系统详尽的这类文章。据此，本人特地购买了几款不同规格的卡片机和手机，结合自己手中的部分不同倍率和出瞳距的望远镜进行了镜后照拍摄对比试验。通过大量的拍摄试验和理论分析，了解了要拍好镜后照需要具备的基本条件以及如何能够拍好镜后照的相关规律。现将镜后照拍摄试验的结果提供给需要的镜友们做个参考。因条件有限，拍摄试验难免有不足之处，看在为了试验光是卡片机就买了四只的份上，还望各位镜友予以理解和谅解。毕竟本人为了编写这个帖子，还是花费了一定的代价和付出了不少的时间与心血，也算是为咱们北旅添砖加瓦抛砖引玉吧。

2．本文拍摄的所有镜后照均未进行严格的白平衡矫正处理，加上因北京天气的原因，这些镜后照是在不同的时间段里经过多次拍摄所得，还有本人的显示器使用多年，因搬家找不到原来的显示器校色仪，故近期没对显示器进行校色处理，所以本文的镜后照在色调上不作为参考依据。由于条件有限也没有进行星空拍摄和星点板检测，望远镜的边缘彗差程度自然也没有结果。所以本贴只能在成像锐度与辨析力、良像范围及边缘过度和崩溃特性、图像畸变、色差等方面提供大致上的有限参考。

3．因日常拍摄器材的原因及望远镜本身的光学结构特殊性，镜后照的保真度和还原性一般都很差，与人眼观看的实际效果相差甚远，因此镜后照只能作为一种粗浅的参考依据。有些拍摄者因使用了不合适的镜后照拍摄器材和不适当的拍摄方法，导致了人为的加大镜后照与实际成像之间的差距。使原本失真就很大的镜后照更加走形，在进一步降低了镜后照参考价值的同时也给新镜友和参考者带来了人为的误导。为此，本贴试图通过一定数量的对比拍摄试验，尽量找到可以相对减少和降低镜后照失真度的途径和方法。因个人的试验范围和试验内容受器材等硬件的条件限制，试验的过程和结论恐有不完整和谬误之处，欢迎各位镜友参与讨论和补充完善。

4．出瞳距是自光学系统最后一面顶点到出瞳平面与光轴交点的距离，也就是能看清整个视场时眼睛离目镜的最远距离，这是望远镜的一个重要技术参数，镜后照能否拍得完整和拍好，与这个参数有很大的关联。

5．本贴例举的和讨论的内容及观点等都局限于日常的手持单双筒望远镜镜后照的拍摄，鸟镜和天文望远镜等接单反相机或其它专业相机或冷冻CCD或电脑终端等均不在此讨论范围，也不必要进行横向对比。

6．因目前的镜后照拍摄大多采用DC机卡片机或手机居多，而这类拍摄器材广角端的角度不是太大，或者真实的焦距不够短，因此在对表观视场较大或出瞳距比较短的望远镜进行镜后照拍摄时，很难拍出一个上下不被切除的完整视场圈，因此本贴暂将左右边界完整而上下少部分切除的镜后照视为视野完整的镜后照。

如果碰到网速等问题出现图片打开慢或者打不开时，烦请换个时间段再浏览

过客匆匆甲 · 发表于 2017-1-31 03:27

一、本次实验的拍摄对比器材和望远镜
为了试验各种不同的相机和手机在拍摄望远镜镜后照的效果差异，以及望远镜的表观视场的宽窄、出瞳距的长短，出瞳直径的大小、眼罩的高低和调节范围等各种因素。这次试验使用了索尼黑卡RX100M3、尼康COOLPIX P340、富士FinePix E900、小米手机MI Note LTE、索尼TX9C、BENQ DC E53等6款相机。进行拍摄对比的望远镜有佳能红圈10X42L、佳能15X50、佳能18X50、尼康EDG10X42、尼康8X30 EII、尼康帝王5 20X56、尼康Micron7x15CF、贝格士全天候7X30、博士能经典8X42、施华CL8X25、朗锋伽利略2.3X40等11款，涉及倍率从2.3倍到20倍（由于本人手中没有6倍9倍12倍的望远镜，只好略去这几种规格的测试和对比）。

过客匆匆甲 · 发表于 2017-1-31 03:32

本帖最后由过客匆匆甲于 2017-1-31 03:35 编辑

具体规格参数如下（挑主要参数）：参加试验的照相机（首轮被淘汰的不合适的机子不再参与）

索尼RX100M3

尼康COOLPIX P340

富士FinePix E900

小米手机MI Note LTE

索尼TX9C

过客匆匆甲 · 发表于 2017-1-31 03:39

参加试验的望远镜（按倍率从低到高顺序排列，表观视野均按照老式算法真实视角乘倍率进行标注，挑主要参数）

朗锋伽利略2.3X40

尼康Micron7x15CF

贝格士全天候7X30

施华CL8X25

过客匆匆甲 · 发表于 2017-1-31 03:43

博士能经典8X42

尼康8X30 EII

尼康EDG 10X42

佳能10X42L IS

过客匆匆甲 · 发表于 2017-1-31 03:45

佳能15X50 IS

佳能18X450 IS

尼康帝王5 20X56

过客匆匆甲 · 发表于 2017-1-31 03:47

本帖最后由过客匆匆甲于 2017-1-31 03:51 编辑

二、镜后照的实质内容和意义作用

镜后照主要内容大致体现望远镜的表观视场大小、成像锐度及分辨率与可辨析力、平场特性、良像范围大小及图像边缘过度和崩溃特性、畸变和彗差、色差控制、色彩还原及偏色、反差大小、通透感和风格取向等。拍摄镜后照的主要目的是通过论坛交流，向关注了解此望远镜的镜友和爱好者及意图购买的使用者提供一个事先的粗略的参考。为了避免增加人为的误导，因此，镜后照的拍摄尽可能减少和降低因方法不对和操作不当带来的负向增差，尽量提供一个失真尽可能小和更好的参考资料。当然参考者也不要对镜后照抱有多大的期望，毕竟不用昂贵的专业仪器是根本无法拍出像人眼观察的那种效果。

还有试图通过手持望远镜拍摄风光或人像静物等摄影作品的，在照相机的镜头前面再加一具望远镜即便不说多此一举，其成像效果也是不会理想的，毕竟望远镜是按照人眼结构设计用来观察的，其设计的目的和光学结构与照相机及镜头不是一回事。随便找一款别太老旧的卡片机都能拍出更好的照片，更不用说单反机专业相机了。

摄影都有个后期处理，尤其是现在的数码时代，照片的后期处理软件和处理手段越加丰富和方便。望远镜的镜后照也免不了要进行一定的后期处理，适当的剪裁和必要的色调矫正是不可能避免的，但作为镜后照一定要注意适当这个度，过度的修饰往往适得其反，不但不能发挥镜后照的实际作用，还会给参考者带来错误的参考信息造成误导。

过客匆匆甲 · 发表于 2017-1-31 03:49

本帖最后由过客匆匆甲于 2017-1-31 05:27 编辑

三、一些与镜后照拍摄相关的概念和基础知识

首先我们先引入一些相关的基础理论方面的图片和资料

1）图形畸变

因光学成像的原理和使用的透镜材料所致，所以任何光学仪器（无玻璃透镜的纯电子光学仪器除外）在图像传输和放大的过程中都会使图像发生一定程度的变形和失真。最常见的变形就是畸变，畸变分向内凹的枕状畸变和向外凸的桶状畸变两种，顾名思义枕状就是古代马鞍形的枕头形状，桶状就是中间大肚的啤酒桶形状。

过客匆匆甲 · 发表于 2017-1-31 03:55

本帖最后由过客匆匆甲于 2017-3-16 03:19 编辑

2）镜头中心点（光心）和望远镜出瞳距离关系

什么是光心？看看下面的图就知道了，光线通过折射后相汇聚的点称为镜头中心点，这个点就是光心也称为镜头中心点。

特别说明：

大多数卡片机的镜头中心点（光心）与镜头前端面的最短距离在广角端，但也有些卡片机为了能够将镜头完全缩进到更薄的机身里而采取了一种技术措施，这种卡片机的镜头中心点（光心）与镜头前端面的最短距离并不是在广角端，譬如我这款索尼黑卡RX100M3就有这种特性。有时用这种卡片机拍摄镜后照时，表观视场可能离拍全还差那么一点点，这时把相机的镜头往长焦方向适当调节一下焦距，找到镜头的光心与镜头端面的最短距离就能够拍全了。

3）人眼的焦距

人类的眼睛是一个相当复杂的天然光学仪器。眼睛是接收器，任何助视仪器（如显微镜、望远镜等）都要通过眼睛起作用。

从几何光学的角度来看，人眼是一个由多个界面组成的复杂的共轴光学系统，进入眼睛的光线要通过一系列的界面的折射和反射，最后成像于视网膜。对眼睛的精确计算是困难的，因为眼睛是多个折射面的复杂光学系统，其间折射率又不相同。实际计算时常进行简化和近似处理，可得到几种眼睛的光学模型，其中有一种常用的眼睛光学模型为高尔斯特兰（A．Gullstrand）简化眼。简化眼把眼睛看成单球面折射系统，认为眼睛只由一种介质组成，其折射率为1.33，折射面的曲率半径r为5.7mm，并可算出简化眼的前焦距f等于17.1mm，后焦距f′等于22.8mm，其光焦度φ为58.48屈光度。眼睛的前后焦距不等，是由于眼睛的物方、像方折射率不相等造成的。

简单地说，正常成人眼球前后径约26mm，晶状体为镜头。人眼的后焦距（内焦距）大致上在在15.6mm到24.3mm。为什么说这个范围会这么大？因为正常的人眼既要看近的目标也要看远的目标，为了都看清楚，就需要进行调焦。通过镜头眼球的晶状体曲率的改变和眼球长度的变化配合达到一个符合规律的焦距，所以这个焦距不是固定的。

上面说到人类的眼睛是一个相当复杂的天然光学仪器，人在年轻时各方面的调节能力超强，年轻时的眼球就像一只“变焦”镜头，随着年龄增大或病变，调节能力变弱最后变成了一只“定焦”镜头。

望远镜是一种助视仪器，人眼是它的接收器，所以它是按照正常人眼的生理结构和参数进行设计和制造的。这就有了望远镜的出瞳直径和出瞳距离的重要指标。

4）人眼和照相机=观察和镜后照

5）补充：有镜友问，镜头光圈和中心点是在同一个平面吗？
1、光阑有很多种，在照相机镜头里的光圈是孔径光阑，其主要作用是通过控制孔径的大小来限制光束直径和进光量，在快门速度的配合下达到合适的曝光量。
2、现在实用的镜头是由很多会聚透镜和发撒透镜等组合而成的复杂结构，所以镜头的光学中心点是所有透镜综合起来后变成一个虚拟凸透镜的虚拟中心点。
3、严格地讲镜头中心点并不一定和光圈平面重合。在完全对称的镜头里光阑的位置是在几何中心，这时镜头中心点的确与光圈处在同一个平面上，但在非对称的镜头里，光阑的位置还要考虑到其它因素，譬如成像光束在经过凸透镜和凹透镜时光束会缩小和扩张，所以成像光束在镜头内部的不同位置的直径是不一样的，这就会影响光圈的物理尺寸，所以光圈的合理位置需要综合考虑而并非在镜头中心点。
4、我们在望远镜的镜后照拍到那些边界分明的视场圈，应该是望远镜目镜组里的场镜边框或分化板边框。这个应该和镜头的聚焦及物方焦距有关，和镜头的中心点没有严格的对应比例或关联。

过客匆匆甲 · 发表于 2017-1-31 04:00

本帖最后由过客匆匆甲于 2017-2-1 00:47 编辑

5）影像传感器-感光元件

6）实际焦距和等效焦距

因为35mm胶片相机的历史最长，应用范围最广，所以现在数码照相机的感光元件尺寸都以35mm胶片相机的感光范围和尺寸作为数码时代全画幅的标准。

但由于成本等因素考虑，大部分摄影器材的感光元件尺寸都是要小于36×24mm。因此为了统一对焦距的定义，人们就想出了“等效焦距”这一名词来给那些小感光元件的设备进行换算。那么如何来衡量等效焦距呢？这里我们再引入一个概念“转换系数”，等式为：物理焦距×转换系数=等效焦距。转换系数的计算方法很简单，用全画幅感光元件的对角线长度÷你手中设备的感光元件对角线长度，这个比值就是转换系数。已知全画幅感光元件长宽分别为36mm和24mm，设对角线长为x，依勾股定理，有36平方+24平方=x平方，可得x≈43，即全画幅感光元件对角线长约为43mm。而APS-C画幅感光元件的长宽分别约为22.3mm和14.9mm，同理可得APS-C感光元件对角线长约为27.2mm。二者的比值约等于1.6，而这正是APS-C画幅的转换系数。我再举个例子，我这次用于拍摄镜后照的尼康P340卡片相机，前面有介绍这款卡片机的影像传感器尺寸是1/1.7英寸，就是宽5.6mm，长7.4mm，按照上面给出的公式计算5.6平方+7.4平方≈9.28平方，可得x≈9.3，即感光元件对角线长约为9.3mm，再用全画幅的43÷9.3≈4.63，得出这款尼康P340相机的转换系数就是4.63。尼康P340标称的实际焦距是f=5.1-25.5mm，等效焦距是f=24-120mm，我们用其广角端的5.1X4.63=23.6计算结果得出广角端的等效焦距为24mm，和尼康标称的规格一样。其它DC卡片机和照相手机也依次类推。

过客匆匆甲 · 发表于 2017-1-31 04:07

本帖最后由过客匆匆甲于 2017-1-31 09:13 编辑

7）焦距和视角（这里的视角在望远镜里就是表观视场）

通过下面几张图片可以知道照相机的镜头焦距长短决定着拍摄的视场范围大小，镜头焦距越短视场角度就越大，可拍摄的范围也就越大。同时我们还可以发现焦距24mm镜头的视角大约是84°，从理论上讲基本上可以覆盖目前大多数望远镜的表观视场。对于拍摄镜后照来讲，实际上并不是所有24mm镜头的相机都能够拍出视场圈完整的镜后照，因为还有实际焦距和等效焦距及镜头的物理结构尺寸等因素制约。譬如全画幅的单反相机即便使用24mm的广角镜头也无法拍出完整的望远镜镜后照，因为单反机的镜头体积都比较大，前面提到的镜头中心点（光心）距镜头的前端面距离较大而无法深入到望远镜的有效出瞳距内。

过客匆匆甲 · 发表于 2017-1-31 04:11

本帖最后由过客匆匆甲于 2017-2-9 01:31 编辑

8）望远镜的出瞳直径和出瞳距离

最前面几点说明也提到过出瞳距，这里再明确一下。出瞳直径就是用望远镜的物镜直径÷放大倍率，例如尼康EDG10X42就用42÷10=4.2mm。出瞳距是自光学系统最后一面顶点到出瞳平面与光轴交点的距离，它和放大倍率、镜片数量、物镜焦距、视场大小、目镜的结构和焦距有关。这个没有固定的标准和要求，也无法用公式进行计算。一般来讲越是档次高的望远镜其出瞳距离也相对大一些（但也有特例如全七的出瞳距离就有22.5mm，然而按全七的价格并不能列入高档镜的范畴），出瞳距离也就是能看清整个视场时眼睛离目镜最外部镜片的最远距离。

如果出瞳距离太短，则眼睛必须贴近目镜才能看见整个视场，眼睛会非常累。这个距离大些观察时就越轻松方便，特别是带眼镜的用户。同时这个出瞳距离越大，镜后照也越容易拍全视场，所以这是望远镜的两个极其重要的技术参数，在选购望远镜时也一定要仔细确认这两项技术指标。但出瞳距离也不是越长越好，如果眼罩高度短而出瞳距又很长，则观察时就容易出黑影。好在现在的长出瞳望远镜的目镜罩大多都设计成可伸缩型，这样既适用于视力正常的人，也方便戴眼睛的用户使用。不过有些欧美设计的望远镜眼罩高度是以西方人深眼窝特点为标准的，这样我们这些浅眼窝的东方人使用这种望远镜观察时也很容易出黑影。

过客匆匆甲 · 发表于 2017-1-31 04:13

本帖最后由过客匆匆甲于 2017-1-31 05:39 编辑

四、镜后照拍摄器材分析与选择

1）本次试验中几款拍摄相机及手机的畸变控制和线性测试图拍摄

小米 MI NOTE LTE-测试图拍摄IMG_20170112_032128_HDR-1100.jpg

过客匆匆甲 · 发表于 2017-1-31 04:18

本帖最后由过客匆匆甲于 2017-1-31 05:45 编辑

2）同款望远镜采用不同的照相机进行拍摄对比和分析

因环境条件限制只能选择在家里隔着双层玻璃窗拍摄，取远方三处相同形状和尺寸的建筑物为主要目标，以中间的建筑物为中心，结合对面砖墙和木格栏，以反映望远镜的畸变程度和良像范围及色差等表现。又因北京的天气状况，这些镜后照有部分是在不同的时间段里拍摄的，在通透度、清晰度和色调方面会有些出入和差异，请在一定的程度上予以忽略。

拍摄对象