光学镜头运用(光学镜头运用有什么难题)

海潮机械 2023-01-05 00:28 编辑:admin 198阅读

1. 光学镜头运用有什么难题

镜头的光学特性是指由其光学结构所形成的物理性能,由焦距、视场角和相对孔径三个因素组成。任何一种光学镜头,都可以由这三种光学特性的技术参数来表示和区分。

(1)焦距 摄像机的镜头都可被看成为一块中间厚、边缘薄的凸透镜,光线穿过透镜会聚成焦点,焦点至镜头中心的距离即为该镜头的焦距,焦距的单位是毫米(mm)。 镜头焦距的长短与被摄对象在摄像管光电靶面上的成像面积成正比。

如果在同一距离上对同一被摄对象进行拍摄,镜头焦距愈长,那么成像面积越大,放大倍率越高;反之,镜头焦距愈短,则成像面积越小,放大倍率越低。

通常,我们把焦距与像平面对角线接近或相等的镜头称为标准镜头。一般的摄像机光电靶面成像面积约等于16毫米电影摄影机的画幅像平面,标准镜头焦距通常为25毫米。焦距大于像平面对角线的镜头,称为长焦距镜头。焦距小于像平面对角线的镜头,称为广角镜头。焦距可发生变化的镜头,称为变焦距镜头。

(2)视场角 镜头的视场角,是指摄像管有效成像平面(视场)边缘与镜头后节点所形成的夹角。

从造型角度上讲,镜头视场角反映了摄像机记录景物范围的开阔程度(镜头视场角分为水平视场角和垂直视场角,本章所用视场角均指水平视场角)。镜头视场角与被摄对象在画面中的成像效果成反比。视场角愈大,被摄主体成像越小,画面景物越开阔;反之,视场角愈小,被摄主体成像越大,画面景物的视野越狭窄。

视场角主要受镜头成像尺寸和镜头焦距这两个因素制约。由于摄像管成像靶面在实际拍摄中是不变的固定因素,所以直接影响视场角的就是镜头焦距了。我们拍摄时一般只能通过变换不同焦距的镜头来改变视场角。

摄像机在同一距离上对同一被摄对象进行拍摄时,使用不同焦距的镜头会改变该对象在画面中的成像面积和背景范围。

这实质上是由于视场角发生了相应的改变。

比如,一个视场角为50°的镜头所拍得的被摄主体在画面中只有视场角为5°的镜头拍得的图像面积的1/10。镜头焦距越长,视场角越小;焦距越短,视场角越大。标准镜头(25mm镜头)所呈现的视场角大约在45°左右。广角镜头(焦距小于25mm)的水平视场角均大于60°,一般处在60°-130°之间。130°以上到180°之间的镜头被称为超广角镜头,又称为鱼眼镜头。

长焦距镜头(焦距大于25mm)的水平视场角小于40°。

(3)镜头的相对孔径是指镜头的入射光孔直径(D)与焦距(f)之比,其大小说明镜头接纳光线的多少。

相对孔径是决定镜头透光能力和鉴别力的重要因素。

相对孔径(D/f)的倒数(f/D)被称为光圈系数(F),被标刻在镜头的光圈环上。摄像机的镜头光圈系数分为若干档,常见的有1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、12、16、22等,相邻两档光圈F值的比值均为,曝光量相差一级。

由于像平面照度和相对孔径的平方成正比,所以F值变化一档,相当于摄像机镜头的光通量变化一倍。

在摄像时我们说开大光圈,实际上是从光圈调节环上大F值向小F值的一端运动,即减小了光圈系数值;而缩小光圈,则是从小F值向大F值一端运动,光圈系数值加大。

比如,从光圈8调到光圈5.6,就是开大了光圈,光通量增大一倍,曝光值增加一级。

反之亦然。

对相对孔径和光圈系数的调节,决定了镜头的光通量和镜头景深。对摄像机的镜头进行光圈选择,实质是一个曝光控制的问题。现在的摄像机通常都有手动光圈和自动光圈两种控制方式。自动光圈只能对被摄场景的曝光控制作出技术性处理,而有意识、有目的的动态用光和艺术处理只能由手动光圈才能更好的表现。在拍摄同一照度下的同一场景时,光圈越大,景深范围越小;光圈越小,景深范围越大。镜头曝光的有意图控制和不同景深的选择性运用,是摄像人员实现创作意图取得最佳画面效果的有效手段。

2. 摄影光学与镜头

光学防抖好。

最重要的原因是长焦镜头成本很高,尤其是潜望摄像头加上光学防抖成本甚至要高于很多号称大底的主摄。但缺乏光变长焦摄像头,失去了很多拍照创意和信息获取可能,也无法称之为全焦段全场景影像系统。

另一方面,长焦镜头和潜望式长焦镜头面临一些固有的弊病,比如镜头模组的成本高,光路结构复杂,装配加工困难,模组体积较大等。即便是解决了这些硬件层面的问题,混合变焦、防抖算法等软件和算法方面的调校也是一个需要突破的难题。

3. 光学镜头的特点

传统摄影依靠光学镜头及放置在焦平面的感光胶片来记录物体影像;数字摄影则通过放置在焦平面的光敏元件,经过光/电转换,以数字信号来记录物体影像。 图象特点:

投影

航片是中心投影,即摄影光线交于同一点。

比例尺

航空像片上某一线段长度与地面相应线段长度之比,称为像片比例尺。

1. 平均比例尺:以各点的平均高程为起始面,并根据这个起始面计算出来的比例尺。

2. 主比例尺:由像主点航高计算出来的比例尺,它可以概略地代表该张航片的比例尺。

像点位移:

1. 位移量与地形高差成正比,即高差越大引起的像点位移量也越大。当高差为正时,像点位移为正,是背离像主点方移动;高差为负时,像点位移为负,是朝向像主点方向移动。

2. 位移量与像点距离像主点的距离成正比,即距像主点越远的像点位移量越大,像片中心部分位移量较小。像主点无位移。

3. 位移量与摄影高度(航高)成反比。即摄影高度越大,因地表起伏的位移量越小。

4. 减少镜头光线

1、使用ND镜主要的目的是防止过曝,如果光线太亮就很难选择较慢的快门速度拍摄,这时使用ND镜减少进入镜头的光线,就能够使用较慢的快门拍摄了。例如,如果需要在阳光强烈的室外拍摄,又或者需要在正常光线条件下用较长的曝光时间,以慢速快门拍摄瀑布以表现出虚化的水流等特殊效果,都需要ND镜。

2、GND镜用来平衡画面上下或左右两部分的反差,常用来降低天空的亮度,减少天空与地面的反差。可以在保证下半部分的正常曝光外,有效压暗上部天空的亮度,使作品明暗过渡柔和,能有效突出云彩的质感。GND镜有不同型号,灰度也不尽相同,从深灰逐渐过渡到无色,通常是测出画面的反差后再决定使用,按无色部份的测光值曝光,必要时作些修正。

3、在同样的光线条件、光圈大小和ISO下,ND后面的数字越大就档位越高。由于工艺的原因,ND后面的系数越是大,就会越偏色。当没有ND的时候,为了增加曝光时间,可以将ISO降低到50,光圈设置在22,这样的设置可以最大限度的增加曝光时间,这张照片没有使用滤镜拍摄的。

4、硬边过渡:在光线与暗部之间的过渡比较锐利,一般情况下,拍水景,海景,地平线锐利的情况下使用;软边过度:一般适应于拍摄山体那种过渡不是很锐利的情况下。扩展资料:中性灰度镜又叫中性灰度镜,简称ND,其作用是过滤光线。渐变镜中应用比较多的是灰渐变镜,简称GND镜,它一半透光一半阻光,阻挡进入镜头的其中一部分光线。主要是在浅景深摄影、低速摄影、强光条件下得到相机允许的正确曝光组合,也常用于平衡影调。

5. 镜头的光学性能有哪些

摄像机是一种把景物光像转变为电信号的装置。从能量的转变来看,摄像机的工作原理是一个光--电--磁--电--光的转换过程。

  摄像机所以能摄影成像,主要是靠镜头将被摄体结成影像投在摄像管或固体摄像器件的成像面上。

景深原理在摄像上有着极其重要的作用。正确理解和运用景深,有助于拍出满意的画面。光圈、焦距和物距是决定景深的主要因素。

  变焦距镜头具有在一定范围内连续改变焦距而成像面位置不变的性能,已成为家用摄像机上运用最广泛的镜头。

  自动聚集装置有四种工作方式,即红外线方式、超声波方式、海耐乌艾方式和佳能SST方式。它们都有较高的测量精度,分别被应用在不同类型的摄像机之中。

 一、摄像机的工作原理

摄像机是一种把景物光像转变为电信号的装置。其结构大致可分为三部分:光学系统(主要指镜头)、光电转换系统(主要指摄像管或固体摄像器件)以及电路系统(主要指视频处理电路)。

6. 镜头的光学特性三要素

光介质材料是传输光线的材料。入射的光线经过折射、反射会改变光线的方向、位相和偏振态;还可经过吸收或散射改变光线的强度和光谱成分。传统上常把光学材料限定为晶态(光学晶体)、非晶态(光学玻璃)、有机化合物(光学塑料)。

光学材料是用于光学实验和光学仪器中的具有一定光学性质和功能的材料的统称。

7. 光学镜头运用有什么难题嘛

光学镜头尽量不要用手去摸,因为手上有油脂,会把指纹粘到镜片上,一两个手指纹虽然不会直接影响画质但不美观,清洁需要专门的镜头纸才能擦干净,但是镜头擦多了上面一层几微米的镀膜就容易损坏,这样就会影响画质,造成不可逆的伤害了

8. 6种基本镜头光学设计思路

光学镜头是机器视觉系统中必不可少的部件,直接影响成像质量的优劣,影响算法的实现和效果。光学镜头从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头,长焦镜头;从视场大小分有广角、标准,远摄镜头;结构上分有固定光圈定焦镜头,手动光圈定焦镜头,自动光圈定焦镜头,手动变焦镜头、自动变焦镜头,自动光圈电动变焦镜头,电动三可变(光圈、焦距、聚焦均可变)镜头等。