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像我们之前所学的内容如光栅化#xff0c;如光线追踪#xff0c;本质上都是合成图像的方法#xff0c;他们只是在计算机中模拟来成像。
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今天来聊一些基本的概念相机棱镜与光场。 众所周知成像的方法有两种合成与捕获。
像我们之前所学的内容如光栅化如光线追踪本质上都是合成图像的方法他们只是在计算机中模拟来成像。
那我们当然也可以通过捕获现实生活中的图像来成像比如拍照。 相机的基本原理小孔成像大多数相机由一块棱镜配上传感器组成。
有专门的小孔成像的相机名为针孔相机 可不可以只使用一个感光元件来收集光线呢形成图像呢
目前来说不太行因为感光元件会收集到来自现实物体的所有光。 视场的概念。 平时的拍照所谓的广角就是指视场足够大可以拍到足够大的物体场景。有关视场的计算我们把胶片的长度认作h胶片到棱镜的距离认作f平时所谓的焦距可以得到视场的计算公式。 由于历史原因我们平时聊焦距都是默认胶片是35mm长度的前提这也就是为什么手机这么薄的东西依然可以有1000mm焦距级别的视场因为他的1000mm对应的是胶片的35mm大小实际在手机中的传感器大小要远小于这个范畴。 对于摄影设备可谓大就是好长就是强口径即正义。 曝光。 决定曝光的有两个因素一个是时间一个是光照的强度曝光时间由我们的快门来决定而能收集到的Irradiance取决于我们的棱镜的效益。 在摄影中可以人为控制曝光的因素有三个部分光圈大小快门速度以及感光度。
光圈的设计是一种仿生学的思想用光圈来模仿人类的瞳孔他既可以吸收光也可以在光照过强时及时闭合减少光照的进入。
快门速度很好理解我们只需要在一定的时间内禁止光的进入即可。
感光度则是可以简单理解为在感光元件接收到光之后进行一个后处理(乘)的一个数也可以理解为感光元件对光的敏感程度。 从这幅图可以清晰地看出光圈、快门速度与感光度的区别光圈越大能够接收的光线越多但景深越小大光圈小景深快门速度越快成像越清晰感光度越大照片噪点越多对光线更敏感的同时对噪声更敏感。 F数用来描述光圈的数一般写作FN或者F/NN就是F数。可以粗略地理解为F数就是光圈直径的大小。 运动模糊有关快门的一个问题。当拍摄的物体处于高速运动状态下或者自己手抖快门速度不够快时就会出现运动模糊的情况。 运动模糊一定是坏事吗也不一定。因为人类长时间对世界的感知方式我们会粗略地认为有运动模糊就是快的我们可以利用这个特性来模拟高速的状态。 很多时候我们需要去改动光圈和快门时间来平衡曝光度但是大光圈容易引起小景深问题而过长的快门时间又会引起运动模糊。 一些实际的摄影技巧运用
高速摄影很短的快门时间与大光圈或者高ISO。 延时摄影俗称拉丝刻意拉长快门时间。 接下来讲讲有关棱镜的性质。
在真正的应用中基本摄影产品都不会用一个单独的棱镜来成像一般都是一个棱镜组。 不过我们在学习的过程中普遍认为棱镜就是标准的理想化模型所有通过棱镜的光会聚集在一个点上称为焦点焦点到棱镜的距离称之为焦距。在这里我们再多添加一个假设棱镜的焦距可以被任意地改变。 听说这是初中学习的内容可惜我早就忘光光了。
薄棱镜成像涉及到三个参数焦距物距以及像距而这个等式就表示了这三者的关系焦距不变的前提下物距大则像距小反之亦然。 了解了薄棱镜成像的原理很多有关模糊的现象就可以得到解释了。
所谓的COC说白了就是指一定距离的物体在不改变焦距的前提下可能焦点会在成像平面感光元件之前这样在感光元件处得到的就是一个模糊的圆我们把这个圆称之为COC通过一系列数学的推导证明我们可以得知COC的大小与光圈的大小成正比。 虽然知道了COC这个概念但是实际上总会有那么一个恰好的距离这个距离的物体在感光元件上的COC足够小可以清晰地成像我们称这个距离为景深。
