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相机成像原理与背景虚化 原理 【转帖】

相机成像原理与背景虚化 原理 【转帖】

相机成像原理与背景虚化



首先讨论相机的成像原理。


任何一个发光的物体,不管其是主动发光还是被动发光,它们所发的光都不能自动地在某一投影平面——譬如一面墙上——形成自身的影像。这是因为,普通物体产生的是漫射光,漫无目标地向四周空间照射。如果在一个投影面的前面放一个发光的小点,我们在投影面上看到的不是一个光点,而是茫茫的一片,是这个光点的漫射光的一部分——光束——照亮了投影面,见图-1





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假如在光点与投影面之间的适当位置放一个凸透镜,光束通过透镜时,所有的光线改变方向重新汇聚到一点,这样在投影面上就形成一个亮点,这就是那个发光点的“像”,如图-2





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当一个物体能够被我们看得见时,是因为这个物体在发光。一个物体发光,可以看成是有无穷多的点在发光。如果通过凸透镜将每个发光点的“像”准确地投射到投影面上,则投影面上就会出现这个物体完整的“倒像”,见图-3。图中只表示了三个点的成像路线,仅作示意。





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照相机的镜头相当于一个凸透镜,它可以将物体的像投射到相机的感光元件上,从而拍到了物体。如果没有凸透镜,投影面上不会出现物体的“像”(影子除外)

曾经有一篇科幻小说,讲的是一伙罪犯在夜晚作案时,一个闪电的照耀将他们的像留在了墙壁上——这是不可能的!

下面讨论背景虚化。

某个发光点的光束经过凸透镜后,光束逐渐汇聚到一个点,此点即为焦点。随着光线的继续前进,光束又发散开来。如果像平面(投影面)恰好位于焦点上,则发光点在平面上的像为一清晰的点。如果像平面不在焦点位置,不管其靠前或靠后(图中虚线部分),光点在平面上的成像不是一个点,而是一个圆,行话叫做弥散圆,见图-4



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当弥散圆直径很小以至于肉眼不能分辨时,那么物体的成像看上去是清晰的。如果弥散圆的直径增大,物体的像就变模糊了。

凸透镜能够将发散的光束聚焦到一点(焦点)上,此点到透镜中心的距离,称为焦距。由不同距离射入的发散光束,由于光束的发散角不同,经过凸透镜折射后其聚焦的位置也不同——距离越远,焦距越小;距离越近,焦距越大。所以,远近不同的小点在像平面上的成像是不同的,有些是清晰的小点,有些则是弥散开来的小圆,见图-5





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如此一来,当你调节相机对着拍摄主体聚焦后,主体成像很清晰,但位于主体前(近景或前景,如A)和主体后的物体(远景或背景,如C)就比较模糊或者很模糊了。

很多时候,为了突出拍摄主体我们会尽一切办法让背景变得模糊,即虚化背景。虚化背景的本质,就是使背景的每一个点在像平面上呈弥散圆状。弥散圆直径越大,背景的像就越 “虚”。那么如何将背景更好地虚化呢?下面就几个有关的因素分别进行分析。

①光圈

在保持焦距不变的前提下,增大光圈实际就是加大光圈的通光孔径。由图-6可以知道,随着光圈孔径的增加,背景光点弥散圆的直径成比例地增加,虚化程度加强。





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②焦距 改变凸透镜的凸度,就可以改变成像的焦距。焦距越大,则不同发散角的光束折射后形成的焦点间的距离就越大,远点(C)在像平面上所成的弥散圆直径就越大,因而背景就越模糊(见图-7)。因此,虚化背景的方法之二就是加大镜头的焦距。





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③主体与背景至镜头的距离 由图-5可知,增加背景(C)至镜头的距离或减小主体(B)至镜头的距离,会使二者的光束发散角的差别增大,经透镜折射后二者成像焦点的距离随之增加,则C点在像平面上所成的弥散圆直径就越大,因而背景就越模糊。因此,虚化背景的方法之三就是让镜头贴近拍摄主体并且远离背景。

④像平面的尺寸 同样大小的弥散圆,在不同大小的像平面上的表现是不同的。像平面越大,弥散圆相对显得越小;像平面小,弥散圆相对显得越大。这就是说,在其它参数相同的条件下,像平面越小则背景越虚。这一观点或许很多朋友不能接受,因为大家都知道小DC的像平面——CCD是比较小的,而它的虚化能力较弱,你怎么能说像平面越小背景能力越强呢?我的解释是:虽然小DCCCD较小,但它的焦距和通光口径更小,以至于小CCD的虚化效应被小焦距和小口径的清晰效应抵消甚至超越,故而虚化能力降低。






[ 本帖最后由 yxq_bfy 于 2012-1-26 20:56 编辑 ]

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     目前看不见图片,简单的粘贴可能不行。

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看见了,没有问题了。

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严书记学拍摄技巧先研究成像原理,一看就是科学家出生,甭管调焦取景曝光时间怎么用,先弄清每张照片的物理原理。这种把科学研究贯彻到每一个生活细节的科学态度,值得我们每一个中关村的同志认真学习!

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主要是一头雾水,不过这两天收获还是蛮大的。
向大家推荐百度视频“老张聊DC”,初学者参考一下。呵呵
http://video.baidu.com/v?word=%C ... 4&f=3&rsp=0

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练好了也不容易。
三十功名尘与土,八千里路云和月

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