鏡頭成像原理

關(guān)于鏡頭成像原理第1頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三第一章鏡頭成像原理第一節(jié)光的基本知識(shí)第二節(jié)光度知識(shí)第三節(jié)透鏡成像第四節(jié)透鏡的像差第2頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)光的基本知識(shí)一、光與色1、光是一種電磁波，其傳播速度為__米/秒。2、不同波長的可見光，在眼睛中產(chǎn)生不同的顏色感覺，光的波長由長到短的顏色依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等色。3、不同的色光對(duì)底片的影響是不一樣的，而且同一色光對(duì)不同的底片影響也不盡相同。第3頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三二、光的直線傳播規(guī)律1、光在均勻介質(zhì)中按直線傳播。2、光在兩種均勻介質(zhì)面上的傳播產(chǎn)生反射和折射，遵守反射定律和折射定律。3、攝影曝光，就是利用物體表面光線的反射而實(shí)現(xiàn)的4、攝像鏡頭結(jié)像能力，則是利用光線折射性能而實(shí)現(xiàn)。第4頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三三、光的色散1、定義：復(fù)色光被分解成單色光的現(xiàn)象叫做光的色散。2、三棱鏡的白光色散（左邊白光，右邊上紅下紫）紅白光綠藍(lán)第5頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三四、光的吸收1、定義：光線通過或者射到某些物體時(shí)，光線減弱、消失或某些顏色光消失的現(xiàn)象。2、透明物質(zhì)：（1）透明體：對(duì)于白光中各種色光的透明程度都相同，我們看它就是無色的；（2）選擇性吸收透明體：透明體的顏色就要由它所透過的光來決定。例如：紅色玻璃透過的光絕大部分是紅色，所以紅玻璃是紅色的。第6頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三3、不透明體：也有選擇性吸收，物體所呈現(xiàn)的顏色由它所反射的光來決定。例如：物體的表面只反射紅光，它在白光照射下就呈現(xiàn)紅色。4、鏡頭的光線吸收：鏡頭鏡片越多空氣面越多，光量的損失就越大。減少光線損失：一是將鏡片粘合起來盡量減少空氣面；二是鏡片加膜，增加光線的穿透力。第7頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三五、光的波動(dòng)特性1、波動(dòng)特性：光的干涉、光的衍射、光的偏振。2、光的干涉：鏡頭鍍膜可使所有使用的單色光在膜的兩個(gè)表面上的反射因發(fā)生干涉而相消，透射的光線變強(qiáng)了。3、光的衍射：（1）定義：光穿過小孔和隙縫時(shí)，光線并不完全沿著直線傳播，而是繞過障礙。第8頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三（2）攝影應(yīng)用：一個(gè)畫面兩次拍攝時(shí)，在鏡頭上左右遮蓋時(shí)，每次必須大于1/2，這樣，在兩次拍攝的中間臨界處才不會(huì)產(chǎn)生一條明顯的分界。4、光的偏振：把偏振片加在鏡頭上，這就消除了閃耀的現(xiàn)象。達(dá)到影像清晰的良好效果。例如，拍攝天空和玻璃等透明介質(zhì)里的物體時(shí)。第9頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)光度知識(shí)光源：自然光源和人造光源受光體：不會(huì)發(fā)光的物體。受光體的亮度、顏色、質(zhì)量是在光源的照射下呈現(xiàn)的，也由光源的亮度制約。第10頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三一、照度與亮度照度：表征受照面被照明程度的物理量。在攝影中，照度對(duì)于曝光和色彩、色調(diào)的還原有著重要的意義。亮度：表征發(fā)光面發(fā)光強(qiáng)弱并與發(fā)光面特性有關(guān)的物理量。照度與亮度的區(qū)別照度是光源發(fā)出光線的照明度；亮度是表示物體表面受光后反射出的明亮度。除與光源的照度有關(guān)外，還與物體本身的反射率有關(guān)。第11頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三二照度定律公式：光的照度=發(fā)光強(qiáng)度/距離平方示意圖：

LL第12頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三第三節(jié)透鏡成像攝影最終目的，是要獲得一幅成功的作品。熟悉并自由運(yùn)用成像原理，是至關(guān)重要的。透鏡能將物體會(huì)聚成像，攝影鏡頭是由多種形狀的透鏡組成。第13頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三一透鏡的種類透鏡：兩面為球面或者一面為球面的透明體。分為凸透鏡和凹透鏡兩種。凸透鏡：中間厚邊緣薄的透鏡都稱為凸透鏡，也稱為會(huì)聚透鏡

光軸

f第14頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三凹透鏡：中間比邊緣薄的都為凹透鏡。凹透鏡能使光束向外發(fā)散，也稱為發(fā)散透鏡。

f第15頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三二凸透鏡成像規(guī)律物體在透鏡前無限遠(yuǎn)處（300倍焦距以外）

2f2f第16頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三物體在透鏡前2倍焦距以外的地方光軸

2f2f第17頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三物體在透鏡前2倍焦距的地方光軸

2f2f第18頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三物體在透鏡前焦距以外，2倍焦距以內(nèi)的地方光軸

2f2f第19頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三第四節(jié)透鏡的像差像差：透鏡不能準(zhǔn)確地按比例再現(xiàn)被攝物體的影像，影像清晰度差或有“失真”現(xiàn)象。種類：

1、色差，也叫色像差：由于各色光的折射率不同而引起的像差。分為橫向和縱向像差。

2、單色像差；由于透鏡各部分的折射作用不同而引起的同一色光的像差。分為球面像差、畸變、像散、像場彎曲、彗形像差。第20頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三一色差含義：指平行于透鏡光軸射入透鏡的光線，因所含色光不同而導(dǎo)致聚焦點(diǎn)前后不同所造成的像差。透鏡光軸焦點(diǎn)平面紫紅第21頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三二球面像差含義：指與透鏡光軸平行的光束，通過球面透鏡后，因折射情況不同而不能聚焦于同一焦點(diǎn)的現(xiàn)象。光軸焦點(diǎn)平面第22頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三三像場彎曲含義：指平直的物面經(jīng)過鏡頭后，成像清晰的像面不是一個(gè)平面，而是一個(gè)曲面?？s小光圈可以減小像場彎曲。光軸焦點(diǎn)平面第23頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三四畸變含義：指由于透鏡對(duì)同一距離的物體不同部分的放大率不同而產(chǎn)生一種變形，表現(xiàn)為影象扭曲。但不影響像面的清晰度。

1、桶形畸變：邊緣部分的放大率小于中心部分的畸變。第24頁，講