镜头成像原理

关于镜头成像原理第一章镜头成像原理第一节光的基本知识第二节光度知识第三节透镜成像第四节透镜的像差第2页,共28页，2024年2月25日，星期天第一节光的基本知识一、光与色1、光是一种电磁波，其传播速度为__米/秒。2、不同波长的可见光，在眼睛中产生不同的颜色感觉，光的波长由长到短的颜色依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色。3、不同的色光对底片的影响是不一样的，而且同一色光对不同的底片影响也不尽相同。第3页,共28页，2024年2月25日，星期天二、光的直线传播规律1、光在均匀介质中按直线传播。2、光在两种均匀介质面上的传播产生反射和折射，遵守反射定律和折射定律。3、摄影曝光，就是利用物体表面光线的反射而实现的4、摄像镜头结像能力，则是利用光线折射性能而实现。第4页,共28页，2024年2月25日，星期天三、光的色散1、定义：复色光被分解成单色光的现象叫做光的色散。2、三棱镜的白光色散（左边白光，右边上红下紫）红白光绿蓝第5页,共28页，2024年2月25日，星期天四、光的吸收1、定义：光线通过或者射到某些物体时，光线减弱、消失或某些颜色光消失的现象。2、透明物质：（1）透明体：对于白光中各种色光的透明程度都相同，我们看它就是无色的；（2）选择性吸收透明体：透明体的颜色就要由它所透过的光来决定。例如：红色玻璃透过的光绝大部分是红色，所以红玻璃是红色的。第6页,共28页，2024年2月25日，星期天3、不透明体：也有选择性吸收，物体所呈现的颜色由它所反射的光来决定。例如：物体的表面只反射红光，它在白光照射下就呈现红色。4、镜头的光线吸收：镜头镜片越多空气面越多，光量的损失就越大。减少光线损失：一是将镜片粘合起来尽量减少空气面；二是镜片加膜，增加光线的穿透力。第7页,共28页，2024年2月25日，星期天五、光的波动特性1、波动特性：光的干涉、光的衍射、光的偏振。2、光的干涉：镜头镀膜可使所有使用的单色光在膜的两个表面上的反射因发生干涉而相消，透射的光线变强了。3、光的衍射：（1）定义：光穿过小孔和隙缝时，光线并不完全沿着直线传播，而是绕过障碍。第8页,共28页，2024年2月25日，星期天（2）摄影应用：一个画面两次拍摄时，在镜头上左右遮盖时，每次必须大于1/2，这样，在两次拍摄的中间临界处才不会产生一条明显的分界。4、光的偏振：把偏振片加在镜头上，这就消除了闪耀的现象。达到影像清晰的良好效果。例如，拍摄天空和玻璃等透明介质里的物体时。第9页,共28页，2024年2月25日，星期天第二节光度知识光源：自然光源和人造光源受光体：不会发光的物体。受光体的亮度、颜色、质量是在光源的照射下呈现的，也由光源的亮度制约。第10页,共28页，2024年2月25日，星期天一、照度与亮度照度：表征受照面被照明程度的物理量。在摄影中，照度对于曝光和色彩、色调的还原有着重要的意义。亮度：表征发光面发光强弱并与发光面特性有关的物理量。照度与亮度的区别照度是光源发出光线的照明度；亮度是表示物体表面受光后反射出的明亮度。除与光源的照度有关外，还与物体本身的反射率有关。第11页,共28页，2024年2月25日，星期天二照度定律公式：光的照度=发光强度/距离平方示意图：

LL第12页,共28页，2024年2月25日，星期天第三节透镜成像摄影最终目的，是要获得一幅成功的作品。熟悉并自由运用成像原理，是至关重要的。透镜能将物体会聚成像，摄影镜头是由多种形状的透镜组成。第13页,共28页，2024年2月25日，星期天一透镜的种类透镜：两面为球面或者一面为球面的透明体。分为凸透镜和凹透镜两种。凸透镜：中间厚边缘薄的透镜都称为凸透镜，也称为会聚透镜

光轴

f第14页,共28页，2024年2月25日，星期天凹透镜：中间比边缘薄的都为凹透镜。凹透镜能使光束向外发散，也称为发散透镜。

f第15页,共28页，2024年2月25日，星期天二凸透镜成像规律物体在透镜前无限远处（300倍焦距以外）

2f2f第16页,共28页，2024年2月25日，星期天物体在透镜前2倍焦距以外的地方光轴

2f2f第17页,共28页，2024年2月25日，星期天物体在透镜前2倍焦距的地方光轴

2f2f第18页,共28页，2024年2月25日，星期天物体在透镜前焦距以外，2倍焦距以内的地方光轴

2f2f第19页,共28页，2024年2月25日，星期天第四节透镜的像差像差：透镜不能准确地按比例再现被摄物体的影像，影像清晰度差或有“失真”现象。种类：

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。分为横向和纵向像差。

2、单色像差；由于透镜各部分的折射作用不同而引起的同一色光的像差。分为球面像差、畸变、像散、像场弯曲、彗形像差。第20页,共28页，2024年2月25日，星期天一色差含义：指平行于透镜光轴射入透镜的光线，因所含色光不同而导致聚焦点前后不同所造成的像差。透镜光轴焦点平面紫红第21页,共28页，2024年2月25日，星期天二球面像差含义：指与透镜光轴平行的光束，通过球面透镜后，因折射情况不同而不能聚焦于同一焦点的现象。光轴焦点平面第22页,共28页，2024年2月25日，星期天三像场弯曲含义：指平直的物面经过镜头后，成像清晰的像面不是一个平面，而是一个曲面。缩小光圈可以减小像场弯曲。光轴焦点平面第23页,共28页，2024年2月25日，星期天四畸变含义：指由于透镜对同一距离的物体不同部分的放大率不同而产生一种变形，表现为影象扭曲。但不影响像面的清晰度。

1、桶形畸变：边缘部分的放大率小于中心部分的畸变。第24页,共28页，2024年2月25日，星期天

2、枕形畸变