自製移軸鏡頭

自製移軸鏡頭
週六, May 28, 2011 - 21:12

先聲明一下這種移軸鏡頭的製作非我原創,

大家只 google 一下 "how to make tilt shift lens+bike inner tube"
就可以看到這種移軸頭的詳細製作步驟。

我只是稍微寫一下我的製作歷程。


移軸原理

很多人都以為移軸可以用圖像軟件 (如 photoshop 等) 的漸變模糊 (blur) 來實現,
然而其實只要瞭解一下移軸原理,就知道用 PS 出來的效果其實是不如真實的,
真正的移軸效果必須通過移軸鏡頭來實現。

簡單來說,移軸效果就是通過平移或者旋轉透鏡,
獲得的奇特的景深區域的一種效果。如下圖:

淺綠色的是感光元件,淺藍色的是等效凸透鏡,
準焦之後,根據凸透鏡和感光元件的相對位置,
凸透鏡另外一邊出現一個景深區域,
越是靠近藍色區域,照出來的物體越清晰。

第一張圖是普通的鏡頭成像原理。
到了第二張圖的移軸頭上,我們可以改變感光元件和凸透鏡的相對位置,
根據 Scheimpflug 定理,像平面,焦平面還有透鏡平面相交在一點,
所以相應的景深區域也會相應地改變。
就算原來物體呈的像都不變 —— 因為凸透鏡和物體的相對位置沒有變,
但是正因為景深區域的改變,最後出來的照片就會有奇特的景深。
比如說在第一照片裡,照出來的 “A” 字只有一小部分比較清晰,
而移軸後的照片就可以看到有清晰的一邊的 “A” 字。


移軸鏡頭製作過程

了解上面所說的原理後,製作的目標就清楚了
—— 我們要造一個可以自由傾斜的鏡頭。
有些人會直接把鏡頭取下來,然後手動實行傾斜。
這種做法可以獲得有限的移軸效果(至於原因會在下面的 “改進” 中說到),
同時比較危險的是這樣拿鏡頭照相的話,會很容易導致漏光
還有相機機身進水、入塵等...
針對這個問題,人們於是就想到了
用橡皮管來封裝鏡頭和機身之間的空隙,
就是這裡要講的移軸頭,也稱為 Bendycam。

首先買一條自行車內胎,根據我經驗是記得要買粗的內胎。
太細的很難套,還容易會擋住鏡頭:


ebay上買的內胎,大概 $3 USD左右。
然後就是買一些機身蓋和鏡頭蓋。

「鏡頭蓋可以做鏡頭介面,機身蓋可以做機身介面,
這樣做出來的轉介面可以讓所有Nikon頭變成移軸頭...」
….... 至少我在一開始是這麼想的,

後來才發現這個想法並不能實現(原因也在後面會敘述)。
接下來就是在蓋子上戳孔。
別看這些蓋子是塑膠做的,可硬得不行。
通過蠟燭燒,小刀刮,最後用矬子矬才得到這樣兩個洞(在此感謝太森提供矬子)。

然後剪下內胎一小段,套在兩個蓋子上:

上面的是鏡頭介面,下面的是機身介面。
你可以稍微讓自行車內胎露出來一點,這樣在銜接的時候可以起到防水防塵的作用。
值得一提的是,Nikon只會在高級鏡頭上配有類似的密封環,
普通鏡頭就一直 “光屁股”,而實際的密封環製作成本有多少呢?$20 USD?

做好這樣的接口後直接套上手動的 Nikon的50mm f/1.8 E 就可以用了。
這段自行車管可以看成皮腔,這樣整套裝置就是一個放大器,
原本不能拍微距的 50mm f/1.8 E 就可以拍微距了,還是移軸微距:


鏡頭改進

經過試驗才發現,這樣做出來的接口
只能讓每個Nikon手動頭變成放大鏡,
但是不能拍攝遠處的物體
這也是前文所說的只能 "有限地移軸", 原因如下:

每種鏡頭的介面都有固定的介面到感光元件距離,稱為法蘭距 (Flange focal distance)。
比如說3/4介面的法蘭距是 20mm,Nikon 的 F-mount 是 46.5mm。
每個鏡頭成品,如果是設計成可以拍攝無窮遠處物體的話,
必須按照本身的介面 —— 也就是定下的法蘭距去調整,
以致能夠使無窮遠處的景物能夠聚焦在鏡頭介面後一定距離。
這個距離和法蘭距相等。我們知道,根據凸透鏡成像公式

1 / 物距 + 1 / 像距 = 1 / 焦距

當物距無窮大時,像距取得最小值,
所以當我們添加了那截自行車內胎之後,介面的法蘭距就增加了,
這樣無窮遠處的物體就怎樣都不能正確對焦了。

所以為了改變鏡頭的法蘭距,在不得已之下, 要向鏡頭開刀了。

我找來 50mm 的圖紙,目的是要減少透鏡組裡的一個凸透鏡,
使得光線彙聚得更遠。根據形狀,我本來先去掉途中紅圈的透鏡,
因為看起來比較 “凸”。結果發現鏡頭的法蘭距沒有什麼變化,
於是去掉圖中湖水綠圓圈的鏡組,這樣鏡頭就可以對焦在無限遠處了

可是出來的畫質實在不敢恭維,因為我破壞了原本鏡頭設計的鏡片組結構,
這樣的結果也是可以預料的。...難道就沒有辦法了嗎?
原來 Bendycam 的作者提出了一個解決方案,就是使用中畫幅或者大畫幅的鏡頭。
因為這些鏡頭設計的法蘭距就比普通的135機器的法蘭距要長。
這樣鏡頭也不用改,直接套上介面就可以用了。

於是我又從 ebay 標了一個中畫幅的鏡頭 ---- $33 USD

本來以為中畫幅頭的介面會很大,實際也不大,
內胎很容易就套上去了(在此再次感謝太森兩隻手指的協助)。

下午到外面拍了一些樣片:


這張只是用 PS 調整了對比度和曝光。模糊效果是來自移軸頭的


對比一下瓶口和易拉罐口,就知道什麼是 “奇特的景深” 了。


利用移軸可以更加誇張地把焦點放在被攝物體上,其他地方一概拋到焦外。有一種很 photoshop 般的模糊感覺:P


其實拍人也可以。


小總結

這樣做出來的鏡頭缺點有:

1.) 因為內胎做的銜接口,全程靠手持來對焦和保持對焦,很容易跑焦
2.) 同樣因為內胎做的銜接口,拿相機的時候不敢只拿機身,必須連鏡頭一起拿

優點:

1.) 便宜,Nikon的移軸頭最便宜的大概都要 $1000 USD,自製的成本 $50 USD 都不用(內胎還剩下不少,誰要做的可以找我要)
2.) 好玩,包括 DIY 的好玩,還有手持對焦的好玩。後者的體驗是全新的,以前對焦總要轉對焦環,但是現在只要手前後一移動,焦就準了,


作者

感謝攝影愛好者 Leaf 供稿


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Comments

啊啊啊。今天一上来咋发现给改版啦。

其實這個改版已經說了 4 個月...
到這星期才有時間動手.... XD

不错哦,是不是用2层胶胎会更好些?

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