光圈齿轮(Iris Gear)是专业摄影机镜头系统中控制光圈调节的核心机械部件,在电影摄制工作中发挥着至关重要的作用。
技术细节
标准的齿形圈的模数为0.8mm,直径在54-95mm之间,具体取决于镜头类型。齿轮通常采用32-Pitch系统(每英寸周长32个齿)制成,啮合深度为0.25-0.4mm。在跟焦系统中,一个传动比为1:2至1:4的中间齿轮将旋转运动传递到齿形圈。高质量的版本使用硬化钢,表面硬度为58-62 HRC,以最大限度地减少频繁远程控制时的磨损。
历史与发展
第一个齿形圈出现在1923年Bell & Howell电影镜头上,用于新一代遥控摄像机。Arriflex在1937年引入了至今仍在使用的0.8mm模数系统,该系统于1952年被SMPTE批准为标准TE-30。蔡司于1976年开发了首个通过齿形圈上的步进电机实现的电子联动光圈控制。Preston或Ambient等现代数字系统自2003年以来一直使用无刷伺服电机,分辨率为0.001档光圈。
电影实践应用
在《银翼杀手2049》(2017)中,摄影师Roger Deakins使用了电动齿形圈系统,在复杂的镜头运动中实现了精确的景深变化。光圈推拉通过Preston MDR4系统完成,在2.5秒内以编程曲线从f/1.4推至f/5.6。纪录片摄影师欣赏手动齿形圈操作,因为它能进行响应迅速的曝光调整,且没有马达噪音。在Steadicam拍摄中,无线齿形圈控制允许在不直接接触镜头的情况下进行光圈更改。
比较与替代方案
与电子线传飞控系统不同,机械齿形圈提供触觉反馈,且无需电源即可工作。视频镜头通常使用伺服变焦手柄代替独立的齿形圈,但精度仅为±0.1档光圈。现代电影镜头将编码器直接集成到齿形圈中,用于元数据记录和自动镜头映射。在-20°C以下的极端温度下,电子系统会失效,而带有特种润滑脂的机械齿形圈可在-40°C下工作。