数码相机微距功能的研究及其在物证照相中的运用

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刑侦技术　

数码相机微距功能的研究及其在　

物证照相中的运用　

邓秀林　

摘　要：随着新技术的发展，数码相机的普及，过去较难掌握的微距拍照得到较为广泛的使用。因此，了　

解、研究和掌握数码相机微距功能的原理、特点和使用，消除误区、规范概念，使数码相机的微距功能在微小物　

体的拍照和刑事物证照相中得到充分的运用。　

关键词：微距像差近摄镜放大率广角长焦　

近几年来，计算机技术的发展和数码设备的广泛　

普及，对传统的摄影技术产生了巨大的影响，其中消　

费级数码相机的微距功能，更是方便和满足了一般拍　

和像距，由于像距小，增加一些像距就不会很困难。根　

据成像原理，在短焦距情况下，只要增加不多的像距，　

就能实现微距照相。　

摄微小物体的需要，同时也在刑事物证照相中得到运　

用。因此，了解、研究并掌握数码相机的微距功能，使　

数码相机的微距功能在微小物体的拍照及刑事物证照　

当感光元件（ＣＣＤ／ＣＭＯＳ）的面积增大时，微距的　

功能不会增加，反而会缩小，如索尼Ｒ１相机的感光元　

件比较大（ＡＰＳ—Ｃ），它的微距功能就比较弱。　

在微距模式下，不同的数码相机也有着不同的最　

相中得到充分的运用。　

一

、

徽距照相的意义　

近拍摄距离。有的为５ｃｍ，有的可以达到ｌｃｍ。这在传　

统胶片相机中是无法想象的。虽然产生微距的原因　

（感光元件小）并不是我们希望的，但它能产生这个结　

果毕竟给我们带来了便利。这是因为：①方便、简单，　

直接使用；②不用较贵的微距镜头，不再使用较难掌　

握的接圈或近摄仪；③曝光自动，不用计算曝光补偿　

当拍摄距离小于镜头原最近拍摄距离处对微小物　

体进行拍照的方法，称为微距照相。微距照相又称为　

近距照相。也就是照相机的镜头与被拍物的距离较近　

的照相。　

微距照相这种方法可以使被拍的微小物体纤毫毕　

现地在照片上表现出来，其细微的部分无一遗漏。　

微距照相在摄影领域内具有极广泛的用途，例如，　

在普通摄影中对花鸟鱼虫等细小东西的拍照；在刑事　

物证照相中，对面积较小的痕迹和细小物证的拍照。　

量；④数码相机的微距可自动调焦；⑤可即时看到效　

果而得到校正。总之，数码相机的微距功能使拍摄微　

小物体的方法变得十分简单而方便。　

因数码相机的感光材料大小不一，传统相机上相　

对于感光胶卷的原物大照相和直接扩大照相的概念在　

如指纹、细小的擦痕、文字图片、单据、钱币等，都　

需要这种方法进行照相。　

数码相机上已没有实际意义了。那么，如何来衡量数　

码相机的微距功能呢？现在流行的方式是以物距的长　

二、数码相机的微距功能　

数码相机微距功能的原理与传统相机微距功能的　

原理是相同的，但为什么一般消费级数码相机都有微　

距模式，使用时也要比传统相机简单得多、方便得多　

呢？究其原因，就是消费级数码相机的感光元件　

短来衡量微距功能的大小，物距越小，成像越大，否　

则相反。故一些相机就以微距为１厘米、甚至０厘米来　

表示这种数码相机微距功能的强大，但这种表述是不　

科学的，首先物距的长短不能说明放大率的具体大小。　

其次，物距过近后就会产生一些问题，第一是布光困　

难，试想当微距为１厘米、甚至０厘米时除了透射照相　

（ＣＣＤ／ＣＭＯＳ）面积都比传统的感光面积小的原故。　

较小的感光元件使消费级数码相机有较短的焦距　

之外，是不可能对被拍物进行布光的；第二物距过近　

时，像差就比较严重，影像质量极差。因此，仅仅用　

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超短的物距来说明微距功能的超强，是不科学的、也　

是片面的，甚至是一种误导。　

在传统相机中使用的原物大照相、直接扩大照相　

以及物像比例等概念不适用的情况下，数码相机的微　

距功能的高低就最好用数码相机取景屏所能呈现清晰　

景物范围的大小来表示。这种方法比较科学，因为不　

管数码相机感光材料的大小如何，只要拍照范围相同，　

其数码相机的微距放大性能就认为基本相同，相机之　

间的微距放大率也就能够作横向比较，这比用微距的　

长短来表示放大率的高低要合理、科学得多。表Ｉ是一　

些数码相机的微距性能。　

表１：部份数码相机的微距性能　

数码相机　微距／手动　微距／手动　拍摄范围　

型号　（广角端）　（长焦端）　

佳能Ａ５２０　５　ｃｍ一４５ｅｒａ　３０　ｃｍ一４５ｅｒａ　２．９　ｃｍ　ｘ　３．８　ｃｍ（广角端）　

佳能Ａ７１０ＩＳ　１　ｃｍ一５５ｃｍ　５５　ｃｍ一。。　１．７　ｃｍ　ｘ　２．３　ｃｍ（广角端）　

索尼Ｒ１　３５ｃｍ一。。　４０ｅａｒ　。。　６．７　ｃｍ　ｘ　９．６　ｃｍ（长焦端）　

索尼Ｆ７１７　２ｃｍ一。。　９０ｃｍ一。。　３．０　ｃｍ　ｘ　３．７　ｃｍ（广角端）　

松下ＦＸ７　５　ｃｍ　３０ｃｍ一。。　３．３　ｃｍ　ｘ　４．５　ｃｍ（广角端）　

松下ＦＺ５０　５　ｃｍ　２ｍ一。。　３．９　ｃｍ　ｘ　５．３　ｃｍ（广角端）　

通过表１中的数据和实际操作，知道有如下一些规　

律：　

１．微距大多在照相机的广角端。表１中所列数码　

相机的微距功能大多在其相机的广角端，故拍照时数　

码相机一般距离被拍物较近。而索尼Ｒ１数码相机的微　

距在长焦端（４０ｃｍ），故用索尼Ｒ１数码相机的微距拍　

照时，布光就比较方便、像差也比较小；　

２．物距小、拍照范围小、放大率就越高。从表中　

可看出，物距越近拍摄范围越小，放大率就越高，如　

佳能Ａ７１０　ＩＳ的拍摄范围最小，放大率就越高，而它　

的物距就只有１厘米；　

３．拍摄范围与感光材料的大小有关。表中索尼　

Ｒ１数码相机的感光材料最大，为ＡＰＳ—Ｃ型（２１．５ｍｍ　

Ｘ　１４．４　ｍｍ），其余的数码相机都在１／１．８英寸（６．９ｍｍ　

Ｘ　５．２　ｍｍ）以下，因而索尼Ｒ１数码相机的微距距离　

较大，拍摄的范围也比较大（效果差），但由于索尼Ｒ１　

数码相机具备千万像素的画面，通过局部裁切依然可　

以获得不错的微距效果：　

４．手动调焦与微距功能是相关的；当数码相机有　

手动调焦功能时，它的微距功能就在手动调焦的模式　

下的近距端。这时不用按微距按钮，也可使用微距功　

能。如：佳能Ａ５２０、佳能Ａ７１０　ＩＳ、索尼Ｒ１、松下　

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ＦＺ５０等相机。当用手动调节时，数码相机的显示屏中　

央还会出现放大镜，放大画面中央的局部，以利于精　

确调焦，如佳能Ａ５２０、佳能Ａ７１０　ＩＳ数码相机。而打　

开微距功能时，数码相机就改为相机自动调焦，也不　

会出现帮助调焦的放大镜功能。　

三、数码相机的微距使用方法　

微距使用有三大特点；第一因物距与景深成正比，　

而微距的物距很短，故景深就很小。所以在调焦时要　

力求准确，并尽量使用小光圈，以增加景深长度（有　

意虚化除外）；第二由于使用小光圈，而且像距较长，　

故曝光时间就会相对较长，所以最好使用三角架或翻　

拍架来固定好数码相机，为了防止相机的震动，可使　

用相机上的自拍功能；第三在一般情况下不要使用闪　

光灯，因为物距太小，闪光灯的光线会不太均匀，如　

果被拍物体表面光滑还会产生反光而不好控制。　

四、数码微距照相的改进　

虽然数码相机的微距功能给我们的工作带来方便，　

但不同数码相机的微距性能却良莠不齐，了解这些不　

同的微距性能，扬长避短，使其得到充分的发挥。　

（一）当微距较小时，这时数码相机镜头距离被摄　

体很近，数码相机可以实现最大的放大比率，但是由　

于拍摄距离很近，会带来一些问题；其一是像差（主　

要是枕形畸变和色差）也达到了极至，这对物证照相　

极为不利；二是当拍摄小活动物体时，因靠得太近也　

会干扰惊动它们的正常活动，使拍摄工作不能很好地　

进行；三是因数码相镜头与被摄物靠得太近，布光就　

会变得相当困难，比如：０厘米、Ｉ厘米的微距。因此，　

这种微距的特点就是：拍摄物距近、放大倍数高、像　

差大、布光难，见图Ｉ所示。　

Ｏ　

ｍｍ　

图１：佳能Ａ７１０　ＩＳ数码相机１ｃｍ微距拍照　

（二）当微距较长时，数码相机镜头离被摄体相对　

较远，其像差得到较大程度的改善，拍摄小动物和布　

光也随着距离的增加变得容易和方便了，但随着距离　

Ｐｏｌｉｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　２００７／５　４９　

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麟　

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的增加其放大率就会降低。　

如何解决这一矛盾呢？使用传统的近摄镜可改变　

这一不利状况。　

五、数码微距照相在物证照相中的运Ｊ　

数码微距照相除了在普通照相中发挥作用外　

物证照相中同样发挥它的作用，并以其方便、快接　

近摄镜其实质就是一只放大镜，这个方法就是在　

使用数码相机的长焦距端的近距处，加上适当的近摄　

镜即可。这是因为数码相机在长焦近距端时，像距最　

保得到人们的重视，它不仅在近距照相中得到　

可与紫外荧光照相、脱影照相、偏振光照相等照　

大，这时在镜头前加上近摄镜后可使镜头的焦距变小，　

其结果是不变的像距相对增加了。根据光学的成像原　

理，像距相对增加后，就可得到较大的放大率。同时　

因物距较长，使布光容易、像差减小。基本上解决了　

上面所提到的矛盾。　

使用方法是：首先将数码相机的焦距调在长焦端，　

距离调在最近处，在镜头前装上近摄镜。使近摄镜的　

凸面朝前，凹面朝镜头。下表２为加近摄镜后，微距得　

到不同程度的增长，放大倍数也有不同程度的改变。　

表２数码相机加上近摄镜后的拍摄范围　

羹码帽型号　最机　■眶　踟嘲ｆ　拍摄范围　加＋近撮锭帕２、ｑ钼台　静距　拍摄范围　

佳能Ａ５２０　２，ｇ　ｃｍ×３．８　ｃｍ　Ｉ　１３　５ｃ　２　ｇ　ｃｍ×３　８　ｃｍ　１　２　５　ｃｍ　

佳能＾７１０ＩＳ　１　７ｃ＾×２　３ｃ　ｆ１７　０　ｃｍ　２　６　ｃｍ×３　５　ｃｍ　１　５　Ｏｃｍ　

素尼Ｆ７１７　３　０ｃ１×３．７ｃ＾ｌ　１９．５　ｃ　ｌ　６　３　ｃｍ　

抡下ＦＸ７　３．３强×４　５强ｌ】４．５删　】ｊ　５删　

检下ＦＺＳＯ　３．９ｃｎ×５．３ｃｍ　ｌ　２２　０ｃ　１　５￣ｍ×２　０　ｃｍ　２０　０　ｃｍ　

当用两个近摄镜时放大率还可得到进一步的提高，　

但拍照距离会有所减小。图２是用松下ＦＺ５０相机广角　

端５ｅｒａ微距的拍照和长焦端加两个近摄镜后２０ｅｍ微距　

拍照的比对。可以看出，用松下ＦＺ５０长焦端加两个近　

摄镜２０ｅｒａ微距拍照的放大率比广角端５ｃｍ微距拍照的　

放大率还要大得多。　

一一　

广角端５ｏｒｅ微距拍照　加两个近摄镜后长焦端２Ｏ　ｃｍ　

微距拍照　

图２　

近摄镜的不足之处是：一、近摄镜对相机在微距时　

产生的像差能得到一定程度的控制，但并不能完全抵　

消镜头的像差；二、当使用组合近摄镜时，像差（色差、　

枕形畸变）会加重，从而影响照片质量。因此，使用高　

质量的名牌近摄镜，可使成像质量得到较好的保证。　

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法共同发挥作用，成为物证照相中的犀利工具，贝　

所示。　

－ｌｌｌｌＪｌｌｌｌ＿ｌｔｌｌｌｌｌｌｌＪｌｌｌｌＪ　

脱影、微距照相　

■　

紫外荧光、微距照耗　

图３　

六、结论　

数码相机的超常微距是由于感光材料相对于１　

胶卷较小而产生的，如数码相机的感光材料加大　

这种超常的微距功能就不会存在了。　

对于数码相机来讲，由于它的感光材料（Ｃ　

ＣＭＯＳ）大小不一，因而，在传统照相近距照相中ｆ　

些名词，如，原物大照相、直接扩大照相的概念ｅ　

有了实际意义，取而代之的方法有两种；第一种　

的表示方法是物距的多少，第二种科学的表示方　

拍照的范围。　

当数码相机的微距较长，放大率不够时，加　

摄镜可获得较高的放大率。　

当数码相机近摄距离太近，像差太大、布光刁　

便时，可改用数码相机的长焦端并加近摄镜，这日　

获得较远的拍照距离，放大率可与广角端的放大昌　

本相同，且布光容易、像差大为减少。　

近摄镜是一种结构简单、价格便宜的摄影附　

在操作时也非常便利，使用时既可单独使用一片　

镜，也可以根据需要使用多片近摄镜的组合。　

数码相机的出现，给摄影工作带来了方便、快　

环保，同时也意外地给微距摄影带来福音，当我ｆ『　

识、了解并掌握它时，就能使微距功能更好地为　

的工作服务。一