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第 2 课：相机、镜头与画幅入门
这一课先把后面会反复出现的器材词汇讲清楚：相机由什么组成、镜头上的数字表示什么、画幅是什么，以及镜头怎样装到机身上。单反和无反的历史变化放在第 3 课按时间顺序讲，本课只建立理解它们所需的结构基础。
1. 相机怎样形成一张照片
最简化地看，一套可换镜头相机由镜头、机身和记录影像的感光面组成：
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场景 → 镜头 → 机身里的感光元件 → 处理器 → 照片文件镜头把场景中的光形成影像；感光元件接收光线；机身控制曝光、对焦并把信号处理成文件。手机也遵循这个基本过程，只是镜头、传感器和处理器集成在一个小机身中。
2. 镜头上的毫米数：焦距
镜头上常见 18mm、35mm、50mm、200mm 等数字，称为焦距。焦距是镜头的光学参数，不是镜头外壳的长度。
在画幅相同、拍摄位置相同的情况下：
- 焦距较短，画面视角通常较宽，能纳入更多场景。
- 焦距较长，画面视角通常较窄，远处主体在画面里显得更大。
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同一位置、同一画幅看同一场景
短焦距：┌────────────────────────┐ 收进范围较大
中焦距： ┌──────────────┐ 范围较窄
长焦距： ┌────────┐ 范围更窄图 1：焦距主要改变镜头呈现的取景范围。
摄影中常说的广角、标准、长焦，是结合画幅后对视角的粗略分类。同一焦距装在不同画幅上，取景范围可能不同，所以这些词不能脱离画幅单独判断。
上图：同一位置拍同一条街——左半用广角，画面纳入整条街道与两侧建筑；右半站在原地换成长焦，画面只截取街角那一片，远处物体在画面里更大。焦距改变的是取景范围，不是把远处拉近的魔法。（原创生成示意图，非真实照片）
2.1 焦距和透视的区别
焦距改变取景范围；透视关系主要由拍摄位置决定。
如果站在原地把焦距从 35mm 换成 100mm，画面主要是变窄，像从大画面中截取了中间一部分。若为了保持人物在画面中的大小而后退，人物与背景的相对大小和距离感会改变。这种变化常被称为长焦的“压缩感”，它主要来自拍摄者后退后观察位置改变，而不是长焦镜头单独改变了空间。
2.2 定焦、变焦和对焦
- 定焦镜头： 焦距固定，例如 35mm。需要改变取景范围时，通常要移动位置或更换镜头。
- 变焦镜头： 焦距能在一个范围内改变，例如 24–70mm。转动变焦环可以调整取景范围。
- 对焦： 调整镜头成像状态，使某个距离上的主体清晰。定焦镜头也能对焦；“定焦”说的是焦距固定，不是不能调焦。
3. 感光元件和画幅
数码相机中的感光元件（图像传感器）负责接收光线。不同相机的感光元件物理尺寸不同。摄影中说的画幅，在这里主要指感光元件的尺寸类别；照片的 3:2、4:3、1:1 则是长宽比例，二者不是一回事。
常见画幅按真实物理尺寸叠放对比如下（图 2 已按实际比例绘制，标注了毫米数）：
上图：把五类常见感光元件按真实物理尺寸叠在一起——最外红框是数码中画幅（约 44×33 mm），往里依次是全画幅（36×24 mm）、APS-C（约 23.5×15.6 mm）、M4/3（约 17.3×13 mm），最中心紫块是手机最大的约 1 英寸主摄（约 13.2×8.8 mm）。面积越大，通常能记录的细节越多、高感越好；但这只是尺寸类别不同，不代表小画幅”不完整”。（原创生成示意图，非真实照片）
全画幅约为 36 × 24mm，尺寸与一格 35mm 胶片相近，所以成为常见参照。它不代表其他画幅”不完整”。传感器越大，制造成本、镜头覆盖范围和机身设计往往也会受到影响；大画幅有自身优势，小画幅也可能更便携、成本更低。
3.0 传感器到底有多大：尺寸、命名由来与手机”1 英寸”
只看”大、中、小”没有概念，直接量尺寸。下表是常见规格的近似值（不同厂商略有差异）：
| 类别 | 实际尺寸（约） | 对角线 | 面积对比全画幅 | 名称怎么来的 |
|---|---|---|---|---|
| 手机主摄（最大约 1 英寸） | 13.2 × 8.8 mm | 约 16 mm | 约全画幅的 1/13 | “1 英寸”是旧摄像管外径命名，传感器对角线实际只有约 16 mm |
| M4/3 | 17.3 × 13 mm | 约 22 mm | 约 40% | 来自”四分之三英寸”的旧规格命名 |
| APS-C | 23.5 × 15.6 mm | 约 28 mm | 约 60% | 来自 APS 胶片时代的 C 型（Classic，3:2 比例） |
| 全画幅 | 36 × 24 mm | 约 43 mm | 基准 100% | 35 mm 胶片完整一格，不裁切 |
| 中画幅（数码常见） | 44 × 33 mm | 约 55 mm | 约 1.7 倍 | 介于 35 mm 小画幅与大画幅（4×5 英寸）之间 |
手机说的”1 英寸传感器”到底多大？ 名字有误导性。1 英寸传感器实际约 13.2 × 8.8 mm，对角线约 16 mm——这个”1 英寸”不是传感器本身的边长，而是沿用早年阴极摄像管（Vidicon）的外径标注方式：管子外径约 1 英寸，靶面对角线其实只有约 2/3 英寸。手机主摄从早年的 1/2.55 英寸到目前最大的约 1 英寸，面积普遍仍只有 M4/3 的几分之一。
为什么中画幅比全画幅大？ 数码中画幅常见约 44 × 33 mm，面积约 1450 mm²；全画幅约 36 × 24 mm、面积约 864 mm²——中画幅大约是全画幅的 1.7 倍。它脱胎于中画幅胶片（6×4.5、6×6、6×7 cm 片格），那块胶片本来就比 35 mm 的 36×24 mm 大得多；数码化后延续了这一规格。所以中画幅不是”更大一号的全画幅”，而是另一套从胶片时代就更大的体系。
照片的 3:2、4:3、1:1 是长宽比例，和上面这些”尺寸类别”不是一回事——同一类传感器也可以裁切出不同比例的照片。
3.1 为什么同一镜头在不同画幅上的取景范围不同
镜头会在相机内部投射出一个圆形影像。感光元件只记录落在自己范围内的部分。较小的感光元件记录到的范围较窄，因此同一拍摄位置、同一焦距下，主体看起来会更大一些。
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镜头投射的影像范围
┌──────────────────────────┐
│ ┌────────────────────┐ │ ← 全画幅记录较大范围
│ │ ┌────────┐ │ │ ← APS-C 记录较小范围
│ │ └────────┘ │ │
│ └────────────────────┘ │
└──────────────────────────┘图 3：较小画幅记录到镜头影像中较小的一块。不是镜头焦距变了。
3.2 裁切系数和等效视角
把全画幅作为比较基准，常把全画幅的裁切系数记为 1 倍。APS-C 常见约 1.5 倍或 1.6 倍；M4/3 约 2 倍。粗略换算是：
等效焦距 ≈ 镜头实际焦距 × 裁切系数
例如 APS-C 上的 50mm 镜头，如果按 1.5 倍计算，视角大致相当于全画幅 75mm 镜头。镜头实际焦距仍然是 50mm；“75mm 等效”只是在说取景范围。
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全画幅 50mm → 参考取景范围
APS-C 50mm（1.5×） → 约等于全画幅 75mm 的取景范围
M4/3 50mm（2×） → 约等于全画幅 100mm 的取景范围图 4：等效焦距比较视角，不改变镜头真实焦距。
手机上标注的“等效 24mm”通常也是指视角约相当于全画幅 24mm，而非手机镜头实际焦距是 24mm。手机还可能用数码裁切、多摄像头切换或算法融合改变画面。
4. 卡口是什么
镜头和机身连接的接口叫镜头卡口。它是机身前方的环形连接结构，通常通过卡榫和旋转动作锁紧镜头。卡口既要把镜头固定住，也要让镜头与机身保持准确距离和位置。
现代卡口通常还有电子触点，让机身和镜头交换信息，例如控制光圈、驱动自动对焦、报告焦距或协调防抖。老式镜头和机身可能通过机械拨杆传递部分信息；不同年代和品牌的接口设计并不相同。
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镜头后端 相机机身
┌────────────┐ 对准、插入、旋转 ┌──────────────┐
│卡榫 触点 ○│ ───────────────→ │○ 触点 卡口环│
└────────────┘ └──────────────┘
卡口负责固定镜头，并建立光学位置和信息连接图 5：镜头卡口的简化示意。具体结构依品牌和系统而异。
镜头是否能安装，首先看卡口是否匹配；能装上也不一定代表全部功能可用。转接环是放在镜头和机身之间的连接件，可以让某些不同卡口组合使用，但自动对焦、光圈控制或防抖功能可能受限。
因此，买可换镜头相机时，选择的往往不只是某一台机身，而是一个由机身、镜头、闪光灯、附件、维修和兼容性组成的系统。历史上品牌会推出新卡口，也会努力维持旧镜头兼容；这些选择会影响用户是否愿意换系统。具体品牌竞争按时间顺序放在第 3 课讲。
5. 取景结构的入门：单反和无反是什么
这一节只解释名称和结构，历史过程放在第 3 课，避免同一段历史讲两遍。
5.1 单反
单反是“单镜头反光相机”的简称。它有一块反光镜，取景时把镜头看到的光线反射到光学取景器；拍摄时反光镜抬起，让光到达胶片或传感器。
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取景：场景 → 镜头 → 反光镜 ↗ 光学取景器
拍摄：场景 → 镜头 → 反光镜抬起 → 胶片/传感器5.2 无反
无反是没有这套反光镜和光学取景通道的可换镜头相机。传感器把实时画面送到屏幕或电子取景器，摄影者看到的是电子显示的影像。
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取景与拍摄：场景 → 镜头 → 传感器 → 屏幕/电子取景器单反与无反的名称说的是相机内部的取景结构，不是画质等级，也不是“专业”和“业余”的区别。无反仍然可以有取景器；只是取景器显示的是电子图像。
6. 把几个容易混淆的词放在一起
| 词语 | 它描述什么 | 它不表示什么 |
|---|---|---|
| 焦距 | 镜头的光学参数 | 镜头外壳长度 |
| 画幅 | 感光元件的尺寸类别 | 照片的长宽比例 |
| 裁切系数 | 不同画幅取景范围的换算关系 | 镜头焦距真的改变 |
| 卡口 | 镜头和机身的连接及通信接口 | 画幅大小 |
| 单反/无反 | 相机的取景结构 | 专业等级或画质等级 |