魚眼鏡頭的原理[*]
人眼的結構
魚眼的結構
魚眼鏡頭是一種超廣角的特殊鏡頭，其視覺效果類似于魚眼觀察水面上的景物，我們知道,魚的眼睛其實同人眼構造類似，但是人眼的水晶體是扁圓形的，因此可以看到更遠處的東西，而魚的眼睛水晶體是圓球形，因此雖然只能看到比較近的物體，卻擁有更大的視角，也就是看得更加廣闊，直說一魚眼的水晶體弧度會如此高，主要就是為了應對水中光線的折射率問題，我們看杯子中的筷子會覺得筷子變彎了，這就是典型的折射。
以上就是典型的水在光線中的折射關系，根據光路可逆的規律，也就是說，如果在水中看空氣中的東西的話，同樣會有折射現象存在，而魚眼鏡頭的原理就是根據這個獲得的，如果說魚眼在水中的視角是150度，那么其到空氣中的視角可能就要達到180度。而魚眼鏡頭的思路就是來自于這種特點，當然其實同魚眼觀察水面以外物體的關系真的不大，只是體現的效果比較類似，畢竟這里不存在水的折射率，只是鏡頭設計者研究了魚眼的結構，才搞出了有意思的魚眼鏡頭。
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尼康8mm f/2.8圓形魚眼鏡頭拍攝樣片
魚眼鏡頭的設計中心思想就是，擁有更大的球面弧度（類似魚眼的球形水晶體），成像平面離透鏡更近（魚眼的水晶體到視網膜距離很近）。
魚眼鏡頭視角可以接近或者超過180度，對于135畫幅的相機來說，魚眼鏡頭的焦段多在6-16mm之間，視角一般都在170度左右，由于視角超大，因此其桶形彎曲畸變非常大，因此畫面周邊的直線都會被彎曲，只有鏡頭中心部分的直線可以保持原來的狀態。
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180度魚眼 | 150度魚眼 |
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| 120度魚眼 | 90度魚眼 |
魚眼鏡頭無論如何它的邊緣線條都是要彎曲的，即使90度的魚眼也是這樣，這種畸變我們在很多廣角鏡頭上都可以看到，而這就是明顯的桶形畸變。同樣的120度的魚眼看起來彎曲的更加厲害一些了，而且被容納進范圍的景物更多；150度同樣如此，而180度的魚眼則可以把鏡頭周圍180度范圍內的所有物體都拍攝進去。
從結構上來說，魚眼鏡頭確實也是類似于魚眼的結構，并且魚眼鏡頭派生出兩種類型，一種稱為Circular Image Fisheye（圓形魚眼），另外一種稱為Full Frame Fisheye（全幅魚眼）。圓形魚眼是魚眼鏡頭的鼻祖，其設計的視角基本在180度以上，因此畫面中只能看到圓形部分，這種鏡頭一般擁有超大的前組鏡片，且鏡片彎曲度非常大（為了采集來自更多方向的光線），自然成本也極高，目前基本上已經很少有廠商繼續生產圓形魚眼鏡頭了，這主要還是出于成本的考慮。
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圓形魚眼鏡頭拍攝的照片
轉化成360度環視照片
魚眼鏡頭的好處很多，由于視角大，其可以容納的場景會更多，而且可以適應很多狹小空間的拍攝需求，并且隨著數字化的普及，魚眼鏡頭實現360度環視效果變得非常方便，而且這個往往也要比普通的接片更方便。
圓形魚眼鏡頭的成像效果
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尼康的9片5組圓形魚眼鏡頭設計（鏡頭長度88mm）
主流的圓形魚眼鏡頭的生產廠商并不多，這里還是有必要提一下，尼康絕對是圓形魚眼鏡頭生產的王者，1962年就提出了8mm魚眼鏡頭的結構（9片5組），這款鏡頭直接奠定了尼康在這個領域的領導地位。
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12片9組設計的220度視角魚眼鏡頭
1973年的6月5日，尼康推出了驚人的6.3mm魚眼，這款鏡頭的視角竟然達到了220度，其鏡頭長度也非常驚人，達到205mm。
尼康的6mm/f2.8魚眼鏡頭是迄今為止視角最大的魚眼鏡頭了（一般非大光圈圓形魚眼鏡頭都很小巧），尺寸達到236x171x160mm，重達5.2公斤！
此外，還有一些鏡頭也值得一提，奧林巴斯的8mm魚眼、賓得的8mm魚眼，這也都是比較常見的圓形魚眼鏡頭。但這些鏡頭的結構都類似于尼康的設計，只是視角有所不同而已。當然需要明白的是，全圓魚眼鏡頭最終視角同其最大光圈有很大關系，諸如尼康的6mm/ f5.6鏡頭的視角遠小于6mm/f2.8，而且成本也低廉許多。
全幅魚眼鏡頭也稱對角線魚眼鏡頭，其特點是整個畫面并不出現遮角現象，是完整的24x36mm畫幅，但畫面的幾何圖形仍具有集中于畫面中部的魚眼視覺效果。全幅魚眼是目前比較流行的產品，各大廠商均有推出，主要還是因為全幅魚眼沒有鏡頭遮擋，且生產成本要比圓形魚眼鏡頭便宜許多，更多的人可以接受，于是這種鏡頭就是更多人所追求的了。這類鏡頭的視角一般在100-180度之間，部分版本也可以實現諸如180度這種大視角的拍攝，因此這種鏡頭自然慢慢會流行起來，并且逐步取代圓形魚眼鏡頭（當然在部分特殊拍攝的時候，圓形魚眼無法替代）。
10片8組結構
說到180度視角的對角線魚眼鏡頭，美能達不得不提，其1971年提出的16mm 180度對角線魚眼鏡頭結構成為日后其他廠商生產對應鏡頭的參照之一，可見美能達在廣角研發上的視力同樣相當強大。對角線魚眼鏡頭之所以成本可以降低，主要是因為其不再需要巨大的球面前組，而只是要一枚內弧比較大的前組鏡片就行了，并且通過復合的鏡頭結構來對鏡頭的象場進行修正，最終獲得180度的象場。
目前具有180度視角的對角線魚眼鏡頭在產的還是比較多的，諸如尼康的AF Nikkor 16/2.8、Sigma 15mm F2.8 EX DG（在35mm相機上無法實現全幅覆蓋）等等。
隨著數碼化的到來，使用傳統膠片來拍攝的人越來越少了，但是由于APC-S幅面的數碼單反依舊占據市場主流，而這些產品在使用原有廣角鏡頭的時候優勢就不太明顯了，1.5x的焦距轉換系數會讓原本“寬廣”的成像范圍變得“狹窄”起來。因為其視角產生了很大的變化，但是顯然廣角的效果就丟失了許多，于是生產鏡頭的廠商紛紛就開始在應對APS-C的幅面上研究新的鏡頭，很快這些廠商就推出了對應的10mm－14mm這種焦段的鏡頭，在APS-C的數碼單反上，其實際焦距大約為15-21mm左右，也可以基本滿足用戶的需求了。
而對于廣角之王（指的是視角范圍）的魚眼來說，這方面卻沒有太大的新發展，除了尼康2003年推出的一個AF Nikkor 10.5/2.8mm DX（使用在APS-C幅面上相當于16mm左右）鏡頭屬于全幅魚眼鏡頭以外，其他廠商還沒有推出過其他全面幅魚眼鏡頭（適馬推出的15/2.8雖然也是180度的視角，但其焦段放到數碼單反上顯然就失去了原本的意義）
尼康針對傳統相機的16/2.8對角線魚眼鏡頭
從Nikkor 10.5mm/2.8魚眼對比Nikkor 16mm/2.8魚眼鏡頭來看，在APS-C幅面上的效果，很顯然10.5mm/2.8魚眼鏡頭可以得到更加廣闊的空間，但是針對APS-C幅面的魚眼鏡頭卻要比全幅的復雜得多，以尼康的10.5mm/2.8魚眼對比16mm/2.8魚眼鏡頭的結構就可以看到明顯的差距。
10.5mm/2.8，10片7組結構，在APS-C幅面上視角為180度
16mm/2.8采用8片5組，使用在全幅相機上視角為180度，APS-C幅面上為107度
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五款可用在數碼單反上的魚眼鏡頭1、尼康AF DX Fisheye Nikkor ED 10.5mm F2.8G
尼康AF DX Fisheye Nikkor ED 10.5mm F2.8G是尼康公司較新的一款APS-C畫幅數碼單反專用魚眼鏡頭，最大光圈F2.8，屬于尼康G型號鏡頭，其最近拍攝距離為13cm，是我們介紹的5款魚眼鏡頭中最輕最緊湊的一款鏡頭，全長62.5mm，僅重305克。
尼康D200裝備該鏡頭的狀態，鏡頭同樣適用于D100、D70、D70s、D50等APS-C幅面數碼單反相機。
2、奧林巴斯 ZUIKO DIGITAL ED 8mm F3.5 Fisheye
是有專門為奧林巴斯4/3標準數碼單反相機設計的魚眼鏡頭，由于需要乘以2倍焦距換算倍率的關系，其實際焦距十分的短，僅8mm，才能達到魚眼鏡頭的要求。
ZUIKO DIGITAL ED 8mm F3.5 Fisheye采用6組10片結構設計，配有ED鏡片，能夠消除各種色差、色散等不良干擾，使畫面色彩更生動、逼真。多層鍍膜技術，降低鏡片的鬼影、眩光等現象。7片圓形光圈葉片能夠讓照片的背景虛化更自然，光暈更漂亮。最大光圈F3.5，最小F22，最短對焦距離是13.5cm。鏡頭口徑79mm，長78mm，重455克。
除此之外，該鏡頭擁有奧林巴斯特有的良好的防塵防水特性，更可以通過和防水罩結合，在深60米的水中完成拍攝工作，十分強勁。
3、賓得 smc PENTAX-DA FISH-EYE 10-17mm F3.5-4.5 ED (IF)
是賓得數碼單反相機專用鏡頭，是一款獨特的可變焦的魚眼鏡頭。據說該鏡頭是賓得和鏡頭制造大廠Tokina（圖麗）共同研發制造的。
賓得 smc PENTAX-DA FISH-EYE 10-17mm F3.5-4.5 ED (IF)全長71.5mm，重320克。最近對焦距離為4cm。當將這款新型賓得鏡頭安裝在賓得*istD系列的數碼單反相機上時，就能拍攝具有180度視角和10mm焦距的魚眼圖像。而且鏡頭還具備超級廣角性能，拍攝者只需稍微改變焦距便能大幅改變視角。這種超級廣角性能還能使拍攝的圖像呈現明顯的透視感、并對被攝對象進行富有創意的變形，使橫跨整幅畫面的泛焦清晰。
這款新鏡頭采用ED（超低色散）鏡片，可有效進行補償，克服整幅圖像中的像差。再加上采用了新的光學結構和無重影鏡頭涂層，減少了重影和耀光，從而產生前所未有的高品質清晰圖像。
4、適馬 15mm F2.8 EX DG DIAGONAL FISHEYE
適馬 15mm F2.8 EX DG DIAGONAL FISHEYE該鏡頭不僅支持APS-C畫幅DSLR，同樣支持35mm全畫幅單反相機。適馬曾經于1999年發布了15mm F2.8 EX DIAGONAL FISHEYE，其光學性能和最近拍攝距離短的特性受到了許多發燒友的歡迎。不過，由于數碼單反的普及，老款鏡頭并不能很好地與數碼單反完美配合，所以這款鏡頭最新的DG版本針對數碼單反相機進行了透鏡涂層的重新設計。
適馬這款鏡頭全長65mm，重370克，最近對焦距離15cm，與佳能同焦距的EF15mm F2.8魚眼鏡頭最近對焦距離20cm相比，短了5cm。對于魚眼鏡頭來說，最近對焦距離近了5cm，其視角發生的變化是相當大的。相對來說，這款鏡頭給攝影者的自由度更大。
5、適馬 8mm F4 EX DG CIRCULAR FISHEYE
適馬 8mm F4 EX DG CIRCULAR FISHEYE同樣是過去老款8mm F4 EX CIRCULAR FISHEYE的DG升級版，對于數碼單反相機進行了全新的優化。8mm F4 EX DG CIRCULAR FISHEYE是目前日系鏡頭中唯一的AF圓周魚眼鏡頭，支持數碼及膠片單反相機，可以得到視角為180度的圓形畫像。采用了最近的鍍膜技術和機械設計，有效減少眩光及鬼影現象。鏡頭后部可以使用插片型濾鏡，鏡頭由6組10枚鏡片構成，光圈葉片5枚，最近對焦距離20cm，放大倍率1:13.9。
這款鏡頭橫向縱向都能實現180度的視角，所以拍攝的畫面為圓形。該鏡頭外形尺寸73.5×63mm，重320克。目前發售的卡口有適馬、佳能、尼康，柯美及賓得卡口版本還未上市。
