大家都知道,我们的摄影在日常生活中是离不开相机的,但是随着科技的发展,如今市场上出现了性能优异、种类繁多的新型相机,为摄影创作提供了更加便利的条件。 为了方便您学习摄影技术,这里对相机成像原理进行介绍。
相机成像原理——“小孔成像”
如果用一块有小孔的板覆盖屏幕和物体,屏幕上就会产生物体的倒像。 我们将这种现象称为小孔成像。 当前后板连接到中板时,图像的大小会突然发生变化。 这些现象反映了光沿直线传播的特性。
相机成像原理——小孔成像示意图
相机的成像原理——被摄体反射的光线通过相机镜头(摄影镜头)和控制曝光量的快门聚焦后,被摄体在黑匣子内的感光材料上产生潜像透镜成像原理ccd相机,潜像形成潜像。通过水洗处理(即定影、定影)构成永久图像。
相机成像原理——小孔成像示意图
当平行于凸透镜主轴的光束通过凸透镜时,会被凸透镜另一侧左侧的凸透镜会聚成点。 该点称为焦点,焦点到凸透镜光学中心的距离称为凸透镜的焦距。 凸透镜的每个外侧都有一个焦点。
理论上,只有镜头焦距处的景物才能清晰成像,而在焦点前后,光线开始聚焦和扩散,图像变得模糊,成像点产生一个放大的圆:弥散圆(的),而人眼的辨别能力有限,只有当扩散圆的半径大到一定程度时,我们才会感到模糊。 说白了,这个“看起来清晰”的距离就是白平衡()。
焦点前后有允许的模糊圈。 这两个弥散圆之间的距离称为焦深,它对应于拍摄点的白平衡。 也就是说,在被摄体前后的白平衡距离内,出现在成像平面上(传统单反的感光器件是胶片,数码单反的感光器件通常是CCD、CMOS传感器)。 图像上的图像模糊在允许弥散圆的范围内,如右图所示:
相机成像原理——小孔成像模型示意图
影响白平衡的因素包括镜头焦距、光圈值、拍摄距离等。 焦距是单反镜头中的一个机械装置,可以改变中间孔的大小,如右图所示。
相机成像原理-光圈示意图
它对于单反成像有两个主要功能:控制进光量和白平衡。 焦距对白平衡的影响如右图所示:
相机成像原理——光圈对白平衡的影响
在其他条件不变的情况下,两者对白平衡的影响总结如下:
焦距越大,虚化越小,适合背景虚化效果,例如人像; 相反,焦距越小,散景越大。
焦距也会影响散景。 一般来说,焦距越大,散景越小。 例如,变焦镜头的散景相对较小,而广角镜头的散景相对较大。
拍摄距离越远,散景越大; 距离越近,散景越小。
相机成像原理中两个容易混淆的概念:
相机成像原理-对焦示意图
测光:是改变镜头(光心)与成像平面的距离,即像距。 用于调整成像的虚实度,以达到使图像清晰的目的。 对焦时,您可以看到镜头拉伸或收缩。
聚焦:改变镜头的焦距,可以让不同距离的物体在胶片上聚焦,产生清晰的图像。 镜头焦距的变化是通过镜头内框的变化来实现的,光心到胶片的距离保持不变,因此镜头不会被拉长或缩短。
在计算机视觉应用中,由于拍摄散景的限制,在清晰采样空间中不同物距的物体之前需要进行测光操作,而测光过程会轻微改变镜头到成像平面的距离,从而导致单反相机内部参数的变化。
焦距示意图
之前说过焦距可以控制进光量,快门也可以。 焦距在空间上限制光线的入射区域以控制入射光的量,而快门则控制光线的曝光时间。
可以简单理解为:快门挡在镜头或胶片前面,平时是关闭的。 成像时,快门打开一段时间,然后关闭,完成成像。 快门开启时间即快门时间,一般以1/N秒为单位。
快门不仅可以控制进入的光线量从而影响照片的曝光,还可以创造一些非凡的摄影效果。 如果快门时间太长,图像就会太亮,即曝光过度; 如果快门时间太紧,图像就会太暗,即曝光不足。
对于SLAM应用来说,在保证图像质量的前提下透镜成像原理ccd相机,保持曝光时间尽可能短是一件好事,这样可以减少卷帘快门()带来的“果冻效应”以及传感器因传感器造成的偏差。时间异步。
相机按键功能示意图
当我们看手中的相机时,从外观上看,有那么多的按钮、数字、开关。 新手肯定会觉得很复杂。 虽然我们在上面“相机的基本部件及工作原理”章节中已经介绍过,但中端单反相机是由镜头和机身这两个最基本的部件组成的。 这里我想补充一下,是的,无论多么复杂的相机成像原理都是一样的。