Website Logo

Search for lenses, articles and help

Heritage

走进变焦镜头的前世今生

Header image
By: Cooke团队  |   1 阅读时长:分钟

电影变焦镜头简介

变焦镜头 — 是一种为电影制作者提供新技术的镜头,对采集方式的镜头进行变革,那么它与定焦镜头一样出色吗?

也许……应该让我们深入了解一下变焦镜头的历史以及它几十年来的发展。

如果你查阅值得信赖的《美国摄影师手册》,你会发现“根据定义,专业变焦镜头是精密的光学/机械系统,它能在不明显改变光圈或焦点的情况下改变其视场。” 在物理设计中,通过使用复杂的凸轮和随动器来控制精确设计和制造的光学元件,就可以做到这一点。

变焦镜头在设计上通常比定焦镜头更复杂,体积更大,重量更重。它们光学上的复杂性使得在不影响图像质量的情况下生产变焦镜头成为一项挑战。从前人们普遍认为在光学性能上,变焦镜头比不上定焦镜头。这一想法的形成主要是由于在变焦范围内不同的图像畸变问题。

然而,在现代可靠制造商生产的变焦镜头领域中,这种情况已经不复存在。一个精心制作的现代变焦镜头,如Cooke Varotal/i FF,可以与定焦镜头的性能相匹敌。不过,这样的镜头体积和重量会更大。这主要是由于需要更多的光学元素和更复杂的设计考虑,以实现与相当定焦镜头相似的精确度和像差校正。

尽管如此,使用变焦镜头的好处是显而易见的 – 不用再受限于定焦镜头组的固定焦距 – 如果拍摄空间限制了理想的摄像机位置,那么变焦镜头就可以让你更接近于最合适的构图,超越定焦镜头组在受限空间里所能达到的效果。如果在遥控头或吊臂上工作,则不需要频繁更换镜头,可以节约更多的时间。

此外,还有更多的创意可能性;通过放大镜头焦段来加速动作,通过缩小来揭示角色所处空间的广阔。这种摄像机“漫游”风格的视角让人想起新闻片段,甚至是更受欢迎的Dolly 变焦效果。多年来变焦镜头质量的提高,也让变焦镜头有可能作为“可变定焦”的同时而不损失画面清晰度。

电影变焦镜头在1960年代和70年代变得很流行。变焦镜头被频繁地使用,有些人会觉得它被过度使用,这导致了后来它的声誉变得过时。但就像任何镜头技术一样,如果用来支持故事和情感,它可以是一个非常有用的工具。

变焦的范围可以非常短也可以有很长的范围。一组匹配的变焦镜头理想情况下是可以为你提供变焦范围的交叉,以增加灵活性和可用性。变焦范围可以通过特定范围(例如30-95毫米)或比率(例如10:1)或乘数(10倍)来标记,这两种情况中的最长焦距都是最宽的10倍。

35毫米变焦镜头的历史 – 回到1932年

变焦镜头技术的历史与Cooke品牌密切相关。Arthur Warmisham是一位开创性的光学工程师,1912年从学校毕业后加入了Taylor, Taylor & Hobson,十年后成为光学设计和研究总监。他监管了1932年推出的革命性变焦镜头Cooke Varo。

 

2-CookeVaro
1-ArthurWarmisham

Cooke Varo 40-120mm f/5.6是第一个非望远镜式复杂变焦镜头,用于35毫米电影摄影。尽管它代表了变焦镜头的重大进步,但它基本上还是一个笨重的铝制盒子。这个镜头配有一个特殊的鞍座,可以附着在标准的三脚架板上。然后,这个鞍座持有镜头和相机,确保正确对齐。

除了笨重之外,它还具有固定焦距 – 设置在150英尺的超焦距处。然后通过螺旋上的附加镜片实现更近的对焦,允许从30英尺变化到1英尺的对焦。改变光圈涉及使用一个旋钮启动类似离合器的机制, 焦距的改变则通过旋转曲柄来实现。

Varo通过变焦机制同步光圈,使其在变焦过程中不断变化以保持曝光。尽管当时其他变焦镜头的操作范围在f/8或f/11左右,但Varo在整个范围内提供了一致的f/5.6,可以在40到85毫米范围内以f/4.5操作,甚至在40到50毫米范围内达到f/3.5。这个镜头当时被陆军航空兵团用于空中侦察摄影。电影方面的使用包括《今夜请爱我》(1932年,导演Rouben Mamoulian,摄影指导Victor Milner ASC) 和《金刚》(1933年)。

4-KingKong2
3-KingKong1
5-KingKong3

到了20世纪70年代初,Gordon Cook设计了一款Taylor-Hobson Cooke Varotal 5:1 20-100mm T3.1变焦镜头,1970年在Photokina贸易展上预览,次年由Rank Precision Industries发布。这是第一个带有密封前焦距单元和固定前元件的变焦镜头,消除了灰尘和湿气进入镜头的风险,并且便于安装哑光盒和滤镜架。这种先进技术在阴影区域定义、光传输和耐用性方面实现了新标准,除此之外,还提供了无幽灵和耀斑的特性。Varotal是第一个35毫米电影变焦镜头,采用Cooke的专有Varomag“宽带”防反射涂层,实现了80%的传输率 – 对于当时而言非常令人印象深刻。

直到20世纪80年代末,Varotal 20-100mm一直是当时领先电影制作者的主要镜头。Stanley Kubrick在《巴里·林登》(1975年,摄影指导John Alcott BSC)中使用了36个变焦镜头,拍摄时使用了20-100mm。最常见的是反向变焦,从特写开始,然后慢慢拉回,逐渐显示越来越多的背景,有时会在广阔的景观镜头中结束。从视觉上看,随着拍摄镜头的展开,电影内人物的重要性也随之降低。

 

8-BarryLyndon1
9-BarryLyndon2
10-TheShining

Cooke(Rank Taylor Hobson)并不满足于现状,在1975年夏天在伦敦皇家兰开斯特酒店举行的Film ’75大会上发布了他们的下一款变焦镜头,这个大会在伦敦的皇家兰卡斯特酒店举行。这是Cine Varotal 25-250mm f/3.6(T4),这款镜头此后也曾多次更新。仅仅三年后,又推出了速度破纪录的 Super Cine Varotal,变焦范围相同,但最大光圈为 f/2.8(T3.1),多年来一直无人能及。

这款镜头被摄影指导Geoffrey Unsworth BSC用于《超人》(1978年,导演Richard Donner)。对于许多飞行场景,演员Christopher Reeve会静止不动地站在一个大蓝幕前,利用变焦进和出来改变他在画面中的大小,一旦合成,这就产生了Reeve向背景板飞去或从背景板飞来的效果。

Cine Varotal在1983年更新为MarkII版本,受益于光学性能的改进,将变焦率定为T3.9。10:1设计在1992年最后一次进行了修改,以Cinetal MarkIII的名义,将镜头等级定为T3.7。

 

Varotal edited
Varotal image
Varotal poster

随着多年来他们的变焦系列的完善,Cooke在1986年发布了Wide-Angle Varotal 14-70mm T3.1。这是通过在1971年20-100mm镜头上使用特殊设计的前置非球面元件来创建这个更宽版本。1988年在德国科隆的Photokina大会上推出了18-100mm T3 Varotal镜头。这个镜头的色彩与即将发布的Cinetal MarkIII变焦镜头和Cooke S4定焦镜头组相匹配。因此,这种未来的预见性结合了一种允许整部电影仅用一个镜头拍摄的范围和速度,使得这个特定的变焦镜头成为多年来许多摄影师必备的镜头。配合数字传感器使用,直到今天仍然是一款流行的镜头,用于创造一些更复古的画面。

 

15-Varotal 14-70mm
16-Cooke Varotal 18-100mm

那么Gordon Cook呢?1989年2月,他被告知他将获得美国电影艺术与科学学院颁发的戈登·E·索耶奖(奥斯卡奖特别奖之一)。这个奖项是颁发给“在电影行业中,其技术贡献为行业带来荣誉的个人”。Gordon和他的妻子Joan花了一周的时间游览加利福尼亚海岸线,同时享受奥斯卡的热闹气氛和招待会。

回到1981年,必须提到Cooke Varopanchro。1981年发布的20-60mm T3.1变焦镜头在光学性能上可与当时的定焦镜头相媲美。它还因为可以将镜头后部转换为变宽镜头而变得流行,从而产生了40-120mm T4.5版本。这款镜头被摄影师Alan Hume BSC在《星球大战:绝地归来》(1983年,导演Richard Marquand)中广泛使用。

 

21-ROTJ2
20-ROTJ1
22-ROTJ3

谈到目前的35mm变焦镜头,Cooke在2004年发布了CXX S4/i变焦镜头。“CXX”指的是该镜头在公司成立120周年时发布!这款轻量级变焦镜头与S4定焦镜头精确对接,速度匹配,几乎没有呼吸效应和最小的光晕,同时具有仅18英寸的近摄焦距。

 

变焦镜头的技术性和创意元素

尽管在拍摄过程中不断改变视野的“变焦”仍然是一种流行技术,但如今的变焦镜头也被用作为可变化的定焦镜头。在考虑使用哪种变焦镜头时,你必须考虑其范围和近摄焦距。后者通常不会像相应的定焦镜头那样极端。这一点上,如Cooke Varotal/i FF这样的现代变焦镜头缓解了一些这方面的担忧。

在考虑曝光时,你应该考虑光圈(T 档)。变焦镜头的光学元件数量较多,因此更容易出现透光率下降的问题。不要只相信具有给定光圈值的摄影变焦镜头会在其整个范围内为您提供可靠的 T 光圈值,而是要倾向于那些在电影变焦镜头中具有公认的稳定曝光和对焦的制造商。

变焦可以通过电子或手动方式实现,操作员通常会选择最适合场景情感的方式。缓慢而持续的变焦可以产生一种不祥的感官效果,而不断变化的手动变焦可以导致一种更类似于纪录片的自发风格。如果想要实现更平滑地变焦(无论是电子还是手动),普雷斯顿影院系统公司(Preston Cinema Systems)的 Micro Force 是一款非常受欢迎的设备 — 它具有微调速度控制功能,并可设置变焦范围的进出点以及阻尼,是一款用途非常广泛的设备。为了使变焦(电子或手动)更顺畅,有一个好建议是在拍摄前在整个焦距范围内先进行几次变焦,以便在变焦凸轮和轴承内分布润滑油。

每个摄像机移动都应该有一个目的。拥有变焦功能并不意味着一定要经常性的使用它。进出变焦的技术,通常被称为“长号式变焦”,起源于8毫米业余爱好者,并在专业人士中变得流行,只应在它服务于制作的特定需求时才使用。

另一种被称为 “搜索 “的技术借鉴了棒球等体育赛事的电视转播。它从广角镜头开始,当出现重要的比赛或动作时,就会放大画面。相反,在广告和电影中经常使用的 “缩小 “动作,如果运用得当,也能产生强烈的冲击力。这种技巧是从狭窄的视野开始,然后放大,以显示与故事相关的另一个元素。

将变焦率与拍摄对象朝镜头移动或远离镜头的动作相匹配,可以创造与移动主体的亲切感。这种方法保持了主体的大小,同时由于主体与背景关系的变化而展现出变化的视角。镜头的焦距决定了视角,而视角又决定了画面的宽度和高度。

变焦镜头还可以传达速度。从广角到快速移动主体的特写的快速变焦强化了主体的动作。适当的变焦技术甚至可以使静止物体看起来在运动,通过改变图像大小,如《超人》示例中创造运动的幻觉。

16毫米变焦镜头的历史侧记

到目前为止,我们一直专注于35毫米格式的变焦镜头,但16毫米的格式也很有讨论的意义。从其早期开始,这种格式就被广泛用于家庭电影、纪录片,后来又用于新闻电视工作。变焦镜头从一开始就是这种格式语言的一部分;对于较小型的摄制组来说,能够即时调整焦距的能力,捕捉镜头前自然展现的生活是至关重要的。

16毫米的较小成像圈使得制造出的变焦镜头反而更加灵活,Cooke在这个领域也处于前沿。就在1975年Super16复兴之前,Rank Taylor Hobson推出了标准16毫米相机的Varokinetal(CVK)9-50mm T2.5变焦镜头。这款镜头在伦敦的英国电影摄影’75大会上首次亮相,被誉为“世界上第一个能够达到与35毫米镜头相关联的图像质量、分辨率和对比度的16毫米电影变焦镜头,但成本却能够大幅降低。”

1981/82年,这种设计被更新以适应Super16,Cooke Varokinetal 10.4-52mm T2.8应运而生。它首次被Curtis Clark ASC用于《绘图员的合约》(1982年,导演Peter Greenaway)。1983年,现在非常罕见的Cooke 3×10(10-30mm,T1.5)发布。这款镜头是通过“缩小”Varopanchro 20-60mm T3.1来制造的,近代被Ed Lachman ASC在《卡罗尔》(2015年,导演Todd Haynes)的部分场景中使用,并为他赢得了奥斯卡提名。

 

 

23-16mmZoom1-Double
24-16mmZoom2-Double

应用研究 – 滑轨变焦!

电影制作者在寻找使用技术的新方法方面一直很有创新性。滑轨变焦或反变焦就是一个很好的例子,这项如今已成为标志性的技术。旨在让观众感知到背景大小的变化,而前景却不变,可以用背景在尺寸和细节上的增长并压倒前景,或是背景缩小后,前景占据了原来的位置。

这种效果是通过在变焦放大的同时进行滑轨移动,或者反过来,在变焦缩小的同时进行滑轨移动来实现的。这在理论上是一个简单的想法,但成功的执行需要摄影机掌机和滑轨手之间强有力的沟通,同时还需要一款平稳可靠的镜头,以免在整个拍摄过程中出现渐晕或其他不一致的特征,从而引起对这一技术的过度关注。

电影先驱阿尔弗雷德·希区柯克首次构想这种镜头拍摄是在拍摄他1940年代的电影《蝴蝶梦》时,但他未能完全实现自己的想法。显然,这种镜头对他影响深远,因为18年后他在电影《迷魂记》中实现了这一镜头。据说,希区柯克指导派拉蒙影业的二组掌机Irmin Roberts协助他创造出一种让观众感觉自己在派对上晕倒后,处于醉酒状态的镜头!

这种技术如果适度使用,可以非常有效地表现情感或氛围的转变,向观众展示故事中一个重大转折点的发生。它还可以暗示一种“自我消逝”的感觉,或者暗示人物正在经历一场觉悟,从而重新评估他们之前所相信的一切。

著名的例子有:

史蒂文·斯皮尔伯格Steven Spielberg的《大白鲨》(1975年,摄影师Bill Butler ASC)中,主角马丁·布罗迪意识到海滩附近有一条鲨鱼——这属于速度较快的例子。

而相反,在马丁·斯科塞斯导演的《好家伙》(1990年,摄影师Michael Ballhaus ASC)中,亨利和吉米在餐厅的一场戏中,亨利的妄想症在 15 秒钟内加剧。镜头向后移动,同时镜头拉近,外面的背景不断扩大,实际上是在靠近里面的两个角色。

 

这种技术甚至已经跨越到了动画领域,尤其是在皮克斯的电影《料理鼠王》(2007年,导演布拉德·伯德)和《玩具总动员》系列。在这些影片中,电脑动画的自由度允许拍摄并实现一些真实电影内 “不可能 “的镜头,例如远远超出真实电影的追踪范围。

变焦镜头的未来

显然,变焦镜头是一种多功能工具,多年来在电影制作艺术上发挥了创造性的作用,同时也在技术和制造层面上不断推陈出新。虽然以前人们对变焦镜头与普通镜头相比图像质量的担忧是有道理的,但后续的更新迭代后,即使使用半现代的高品质光学设备,这也不再是一个问题。随着数码相机在弱光环境下的性能持续提升,变焦镜头通常比定焦镜头提供更少的T光圈值,这也变得更容易管理。 

随着现代快节奏的拍摄时间安排,以及比从前需要拍摄更多的场景和镜头,变焦镜头无疑是需要保留下来的,并成为高端影片摄影机套件的重要组成部分。在小型制作中,合适的变焦镜头为电影制作者提供了极大的灵活性和敏捷性,同时还能让摄影师为画面增添特色和表现力。

在镜头选择永无止境的世界里,变焦镜头有时会被低估,但变焦镜头可以为电影制作者提供全新的技术和创意机会,而不仅仅是提供另一种画面。

随着大格式传感器越来越普遍,Cooke再次迈出了重要一步。最新的产品是Varotal/i FF变焦镜头系列。这个系列覆盖了19-215mm的焦距范围,跨越三个镜头,具有极其重要的焦距范围重叠,并与S7和S8的定焦镜头匹配,从而让这些镜头变成了真正可变焦的定焦镜头。同时还具有现代光学设计的所有优点,包括Cooke的/i技术,并提供几乎完全没有呼吸、色差和畸变的特性。