柱面透鏡

[摘要]討論寬銀幕電影與普通電影的不同之處，及柱面透鏡在其中所起的重要作用。

[關(guān)鍵詞]寬銀幕 柱面透鏡 放大率

20世紀(jì)中期，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。電影開始向大畫面、大視野、立體感、臨場(chǎng)感方向發(fā)展，寬銀幕電影于1953年問世，它的產(chǎn)生和發(fā)展同寬銀幕放映鏡頭(核心部件為柱面透鏡)的出現(xiàn)和發(fā)展息息相關(guān)。

1 變形寬銀幕格式制作的兩種方式

電影發(fā)展到今天，盡管產(chǎn)生了各種各樣的畫幅格式，但是使用最多的畫幅格式仍是

185：1遮幅和2 40：1寬銀幕格式。1.85：1是最常用的畫幅格式，任何35mm攝影機(jī)都兼容這種畫幅格式。2.40：1寬銀幕結(jié)合了視覺效果的因素，增強(qiáng)了身臨其境的感覺。提高了電影藝術(shù)的感染力。2.40：1寬銀幕格式的制作方式有兩種：一是拍攝時(shí)采用變形鏡頭將影像橫向壓縮，放映時(shí)又用變形鏡頭將被壓縮的影像復(fù)原；二是使用普通攝影鏡頭拍攝的超35mm格式，成像在底片上的畫幅尺寸為24.00mm×18.00mm，后期處理時(shí)。將底片面積進(jìn)行遮擋(將畫面垂直向進(jìn)行裁切)，使畫面比例達(dá)到2.40：1。然后通過光學(xué)變形鏡在水平方向以2：1方式的壓縮。將畫面放大、轉(zhuǎn)換到中間片上。

2 普通電影的放映物鏡

最簡(jiǎn)單的放映物鏡由兩片透鏡組成，其中一個(gè)是凸透鏡，另一個(gè)是凹透鏡。放映物鏡除了應(yīng)使放映像具有良好的像質(zhì)外，還應(yīng)有利于像照度的提高，故應(yīng)有盡可能大的相對(duì)孔徑。電影放映物鏡的相對(duì)孔徑一般為1/2～1/2。在像質(zhì)要求方面，球差、慧差、色差等寬光束像差應(yīng)予以特別重視。對(duì)于視場(chǎng)不大的電影放映物鏡，常應(yīng)用匹茲凡型物鏡，因它對(duì)于小視場(chǎng)范圍內(nèi)的物體有良好的像質(zhì)。當(dāng)視場(chǎng)較大或?qū)ο褓|(zhì)有更高的要求時(shí)，應(yīng)采用消像散物鏡。柯克物鏡、天塞物鏡和雙高斯物鏡都可用作放映物鏡。是一種普通銀幕放映的大孔徑、較大視場(chǎng)的鏡頭，相對(duì)孔徑可達(dá)1：1.6。

3 寬銀幕電影的放映物鏡

寬銀幕放映物鏡與普通銀幕放映物鏡的成像關(guān)系不同。被它成像的畫面是一張“變形”的圖片，圖片上的景物與實(shí)物的比例因方位而異。在子午方向上有一個(gè)固定的比例，在弧矢方向上有一個(gè)固定的比例。通用的寬銀幕放映物鏡是由普通放映物鏡和變形鏡組組合起來的，其中變形鏡組在子午和弧矢方向上具有不同的放大率，這兩種放大率恰恰與電影圖片上的子午和弧矢放大率匹配，放映后使銀幕上重現(xiàn)原景的正常圖樣。

對(duì)于不同類型的寬銀幕片，變形鏡組的兩個(gè)方向上的放大率也不一樣，其比值稱為變形比，用k表示。當(dāng)銀幕位置在有限遠(yuǎn)時(shí)。k值可用變形組弧矢和子午方向上的垂軸放大率的比值β/β₁來表示；當(dāng)銀幕位置被認(rèn)為在無限遠(yuǎn)時(shí)。k值可用變形組的弧矢和子午方向上的視放大率的比值r₁/r₁來表示。一般的寬銀幕鏡頭k=2，有的放映物鏡k=1.5～2之間。

如果用兩個(gè)柱面透鏡做成一個(gè)伽利略式的望遠(yuǎn)系統(tǒng)，則因?yàn)闊o限遠(yuǎn)的目標(biāo)經(jīng)過望遠(yuǎn)鏡成像時(shí)。像面也在無限遠(yuǎn)，而使弧矢像面和子午像面重合起來。這樣就做成了既有共同像面。又有變形比的光學(xué)系統(tǒng)。圖3給出了這樣一種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。圖中前組為負(fù)光焦度的柱面透鏡，后組為正光焦度的柱面透鏡。把這個(gè)立體圖按兩個(gè)截面剖開，制作成弧矢和子午截面的視圖，可以清楚地看到各自的成像關(guān)系。圖4(a)描繪了弧矢面內(nèi)的成像關(guān)系。若伽利略望遠(yuǎn)鏡的視放大率為F=tqw/tqw，電影片經(jīng)過普通放映物鏡所成的像，可被伽利略望遠(yuǎn)鏡構(gòu)成的變形鏡組再放大β=T倍，而后投射到銀幕上。圖4b給出了子午面內(nèi)的成像關(guān)系。在子午面內(nèi)變形鏡組的放大率為β＝1，所以它對(duì)電影片沒有任何放大作用。

4 結(jié)語

通常在前期攝影系統(tǒng)的裝備和投入上。超35格式比變形寬銀幕格式節(jié)省很多開支，但是超35后期光學(xué)轉(zhuǎn)換需要很多費(fèi)用，并且需要更好、更高洗印工藝，所以費(fèi)用并沒有減少。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，采用超35格式拍攝的影片，可以不采用后期光學(xué)放大的工藝，而采用更先進(jìn)的數(shù)字后期處理技術(shù)，在電腦后期制作中調(diào)整好畫幅的壓縮變形。大小比例，最終輸出到膠片上，完成變形寬銀幕的畫幅格式的轉(zhuǎn)換。因此，盡管超35格式的世紀(jì)畫面面積只要變形寬銀幕格式的65％，但由于膠片的性能的不斷提升和數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用。使得畫面更清晰、干凈。達(dá)到了很高的影像質(zhì)量。