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攝像機鏡頭詳解!

一.焦距

焦距,是光學系統中衡量光的聚集或發散的度量方式,指平行光從透鏡的光心到光聚集之焦點的距離。亦是照相機中,從鏡片中心到底片或CCD等成像平面的距離。鏡頭的焦距是鏡頭的一個非常重要的指標。鏡頭焦距的長短決定了被攝物在成像介質(膠片或CCD等)上成像的大小,也就是相當於物和象的比例尺。當對同一距離遠的同一個被攝目標拍攝時,鏡頭焦距長的所成的象大,鏡頭焦距短的所成的象小。

二.視場角

在光學儀器中,以光學儀器的鏡頭為頂點,以被測目標的物象可通過鏡頭的最大範圍的兩條邊緣構成的夾角,稱為視場角。視場角的大小決定了光學儀器的視野範圍,視場角越大,視野就越大,光學倍率就越小。通俗地說,目標物體超過這個角就不會被收在鏡頭裡。

視場角計算公式:(θ:視場角;:圖像尺寸,f:焦距)。H:水平視場角,V:垂直視場角,D:對角線視場角。

焦距與視場角成反比,即焦距越大,視場角越小,反之視場角越大。

三.光圈

光圈是一個用來控制光線透過鏡頭,進入機身內感光面的光量的裝置,它通常是在鏡頭內。常用光圈F值表示光圈的大小,光圈F值=鏡頭的焦距/鏡頭有效孔徑。光圈F 值越小,通光孔徑越大,在同一單位時間內的進光量便越多,畫面越亮。

四.調製傳遞函數

一般通過光學系統的輸出像的對比度總比輸入像的對比度要差,這個對比度的變化量與空間頻率特性有密切的關係。把輸出像與輸入像的對比度之比成為調製傳遞函數(Modulation Transfer Function,MTF),即MTF的定義是:MTF=輸出圖像的對比度/輸入圖像的對比度。因為輸出圖像的對比度總小於輸入圖像的對比度,所以MTF值介於0~1之間。

調製傳遞函數可用於表示光學系統的特徵,MTF越大,表示系統的成像質量越好。

五.解析度

解析度(Resolution),又稱分辨力、鑒別率、鑒別力、分析力、解像力和分辨本領,是指攝影鏡頭清晰地再現被攝景物纖微細節的能力。顯然解析度越高的鏡頭,所拍攝的影像越清晰細膩。它的單位是「線對/毫米」。它的優點是可以量化,用數據表示,使結果更直觀、更科學、更嚴密。

根據鏡頭的像素大小選用相應的相機進行拍攝測試,拍攝ISO12233 Chart,按視頻輸出比例4:3或16:9充滿畫面用專業軟體讀出水平和豎直方向的線對數(LW/PH),即可檢測鏡頭的解析度參數指標。

六.雜散光

雜散光,指遠離吸收光的其它波長的入射光。由於光源發出的光經過單色器時有可能從單色器艙內及其它光學元件表面發生反射,從光學元件表面以及大氣中的灰塵也可以發生散射,這些都會產生雜散光。

雜散光的表現多樣,常見的有光暈、呈彗星狀的或發散狀的亮痕、呈圓弧狀的亮痕等。

七.鬼影

成像系統中,像點附件有一個或者多個與像點相似的像的存在,這個除了像點之外的其他的像點統稱為鬼影。產生鬼影的原因是鏡片的透過率不能做到100%,這樣光線經過二次反射,成像於Sensor之上,所以一般形態近似。理論上不可以消除,只能通過鍍膜減弱。

八.畸變

畸變是光學常見基本像差之一,通俗的講,就是物體上的直線經過透鏡成像後,變成彎曲的現像。畸變是由於透鏡的放大率隨光束和主軸間所成角度改變而引起。光線離主軸越遠,畸變越大,但是若與主軸正交並通過主軸,則不發生畸變。放大率隨入射角度增加而增大時稱正畸變。(即枕形畸變)。放大率隨入射角度增加而減小時負畸變(即桶形畸變)。

畸變不影響成像清晰度,但圖像會變形失真,影響觀察效果。

九.色散

色散是由於的鏡頭對不同波長的光線聚焦不在同一個焦平面(不同波長的光線的焦距是不同的),或者和鏡頭對不同波長的光線放大的程度不同而形成的。

常見的紫邊現象,實際就是因鏡頭色散導致的。

十.景深

景深是指在攝影機鏡頭或其他成像器前沿能夠取得清晰圖像的成像所測定的被攝物體前後距離範圍。在聚焦完成後,在焦點前後的範圍內都能形成清晰的像,這一前一後的距離範圍,便叫做景深。在鏡頭前方(調焦點的前、後)有一段一定長度的空間,當被攝物體位於這段空間內時,其在底片上的成像恰位於焦點前後這兩個彌散圓之間。被攝體所在的這段空間的長度,就叫景深。換言之,在這段空間內的被攝體,其呈現在底片面的影象模糊度,都在容許彌散圓的限定範圍內,這段空間的長度就是景深。

光圈、鏡頭、及拍攝物的距離是影響景深的重要因素:1)光圈越大(光圈值f越小)景深越淺,光圈越小(光圈值f越大)景深越深;2)鏡頭焦距越長景深越淺、反之景深越深;3)主體越近,景深越淺,主體越遠,景深越深。

十一.ICR

ICR雙濾光片切換器由一個紅外截止濾光片和一個全光譜光學玻璃構成,當白天的光線充分時紅外截止濾光片工作,CCD還原出真實彩色,當夜間光線不足時,紅外截止濾光片自動移開,全光譜光學玻璃開始工作,使CCD充分利用到所有光線,從而大大提高了低照性能。

ICR專為CCD攝影機修正偏色、失焦的問題,促使擷取影像畫面不失焦、不偏色,紅外夜視更通透,解決紅外一體機,日夜圖像偏色影響,能夠過濾強光讓畫面色彩純美更柔和、達到人眼視覺色彩一致。

十二.偏振鏡

偏振鏡,也叫偏光鏡,簡稱PL鏡,是一種濾色鏡。偏振鏡的出色功用是能有選擇地讓某個方向振動的光線通過,在彩色和黑白攝影中常用來消除或減弱非金屬表面的強反光,從而消除或減輕光斑。例如,在景物和風光攝影中,常用來表現強反光處的物體的質感,突出玻璃後面的景物,壓暗天空和表現藍天白雲等。


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