摄影技术干货：了解原理人人都能拍出大片

2022-9-9 07:59| 发布者: cqcq| 查看: 298| 评论: 0

摘要: 在以前，拍照是一件很专业的事情，但是在智能手机普及的年代，了解摄影技术的基本原理，我们每个人都可以用手机拍出写真的效果和电影级的小视频。看完这篇文章，您会了解影响拍摄效果的因素有哪些，如何调节手机相机 ...

在以前，拍照是一件很专业的事情，但是在智能手机普及的年代，了解摄影技术的基本原理，我们每个人都可以用手机拍出写真的效果和电影级的小视频。看完这篇文章，您会了解影响拍摄效果的因素有哪些，如何调节手机相机的参数才能拍出美美的照片和视频。

关于镜头

镜头

1、材质

镜头的材质主要分为两类：塑料材质(p)和玻璃材质(g)。

高端的相机镜头一般都是用萤石做的光学玻璃，更有甚者还会拿石英玻璃来做（就是水晶）。

优点：成像质量非常好。

缺点：价钱贵。

和玻璃材质镜头相比，塑料材质的镜头具有如下优缺点。

优点：

在可接受的成像效果上，选择塑料材质镜头可以降低产品成本。

缺点：

a、温度特性差

塑料容易受环境影响其光学特性，耐热温度低，热膨胀系数大的塑料镜头，光学组件就会因环境影响变形而影响光学特性。

b、精度较玻璃低

塑料由于材料特性的关系，不均匀性较高，容易产生收缩变形，导致精度不容易控制。

c、抗刮能力差

塑料机械强度较低，材质的硬度不像玻璃坚硬，因此抗刮能力差。

2、焦距

一般在说3.6mm，6mm，8mm镜头时，指的是镜头的焦距，即镜头的大小。

镜头的大小的主要区别是：镜头越小看的越近，但是视觉范围越宽；镜头越大看的越远，但视觉范围会越窄。

焦距远近示意图

同一相机，不同焦距下拍摄的画面：

16mm焦距

24mm焦距

35mm焦距

70mm焦距

3、光圈系数

光圈系数=镜头焦距/通光孔直径，它仅仅是个比值，没有单位，用来描述镜头的通光能力。

比如某个镜头的焦距为50mm，入射瞳直径为25mm，那么该镜头的光圈系数为50/25=2。一般表示为F2.0，也有用1：2来表示。光圈F值愈小，在同一单位时间内的进光量便愈多。

光圈系数

光圈主要有3个作用：

a、控制进光量

由于光圈控制镜头进光量的作用，在暗弱的光线下拍照，需要使用大光圈镜头，以获得更多的进光量；而在明亮的场合下，则使用小光圈不至于曝光过度。总之可以通过光圈的调节，达到准确曝光的目的。

b、控制景深

光圈的作用除了控制进光量外，另一个很重要的作用是控制拍摄画面的景深。景深，顾名思义，就是背景的深度（Depth of Field）DOF，是一个描述在空间中，可以清楚成像的距离范围。

景深对图像的影响

在相同的拍摄条件下，光圈越小，景深越大，即远处的房屋会比光圈大的要更清晰。

光圈对景深的影响

c、控制图像质量

由于光学原理和制造成本的限制，摄像镜头在全开光圈时的图像质量并不是最佳的，通常在收缩光圈后，图像质量有明显改善。

4、视场角

视场角在光学工程中又称视场，视场角的大小决定了光学仪器的视野范围。视场角又可用FOV表示。

视场角

5、尺寸

一般镜头的规格书上看到镜头尺寸为1/2.7”、1/3”等表示的是镜头的成像尺寸，这两撇为英寸单位，这个尺寸是对角线尺度，一般长宽比为4:3。

在长度换算中，一英寸=2.54厘米，但在数码相机CCD/CMOS尺寸单位“英寸”，1“=16mm。这里沿用了早期录像机真空管外径尺寸1”(25.4mm)，但除去玻璃管厚度，成像区实际只有16mm，即CCD/CMOS规格中1“=16mm。

镜头搭配CCD/CMOS有一个最基本的原则，即镜头的成像尺寸>=CCD/CMOS靶面尺寸。比如，CCD/CMOS靶面尺寸为1/3”, 则可配一个1/2.7“的成像尺寸的镜头。

感光器件

1、CCD与CMOS区别

感光传感器件目前分为2类，CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体) 。两者各有优缺点，在不同的应用中各有优势。

CCD与CMOS

2、全局快门和卷帘快门

全局快门：整幅图片在同一时间实现曝光。

卷帘式快门：与全局快门不同，它是通过控制芯片逐行曝光的方式实现。

全局快门和卷帘快门拍照对比

镜头不好会引起的问题

1、色差

色差又称色像差、色散现象，是由于相机的镜头没有把不同波长的光线聚焦到同一个焦平面（不同波长光线的焦距是不同的），或者由于镜头对不同波长的光线放大程度不同而形成的。色差可分为横向色差和纵向色差。

纵向色差：不同颜色光线的波长不同，焦距也不同所导致。

纵向色差可以通过缩小镜头光圈来大幅度减少。同景深原理类似，缩小光圈后，景深拉长，不同色光更容易汇聚到接近同一平面上，减少色散。也可以通过不同折射率/色散率的镜片来进行组合，使他们的色相差相互抵消。

横向色差：不同颜色光线波长不同，放大倍率也不同造成的，也称为放大率色差。

横向色差通常出现在图像对比度强的边缘上出现。放大率色差的矫正比较困难，它对图像质量的劣化作用随焦距增大而加剧，并且不会随着光圈缩小而减少。横向色差的有效矫正办法是采用异常/超低温色散的光学玻璃。

2、畸变

一般来说，镜头畸变实际上是光学透镜固有的透视失真的总称，但因为是透镜的固有特性(凸透镜汇聚光线，凹透镜发散光线)，所以无法消除，只能改善。畸变一般分为两种畸变，枕形畸变和桶形畸变。

枕形畸变（PincushionDistortion）又称枕形失真，它是由镜头引起的画面向中间“收缩”的现象。在使用长焦镜头或使用变焦镜头的长焦端时(观察远景)，最容易察觉枕形失真现象。

枕形畸变

桶形畸变（BarrelDistortion）又称桶形失真，是由镜头中透镜物理性能以及镜片组结构引起的成像画面呈桶形膨胀状的失真现象。在使用广角镜头或使用变焦镜头的广角端时(观察近景)，最容易察觉桶形失真现象。

桶形畸变

3、眩光

眩光的产生最主要是光线在镜头内部的扩散和反射造成的。所以变焦镜头上出现眩光的情况比定焦镜头要严重，因为变焦镜头相比定焦镜头有更多的光学元件，所以光线的扩散和反射都更多。

有效的减少炫光方法一般使用高质量的镀膜镜头。

眩光

光源

1、色温

色温是一种温度衡量方法，一个黑色的物体在不同的温度下会发出不同颜色的光，物体也会变成不同颜色；就像一块铁被不断加热，铁会先变成红色，然后变成黄色，最后变成白色。色温的单位是“K”（开尔文），零下273.15摄氏度被我们称为绝对零度，这就是0K；然后温度每上升1摄氏度，也就是上升1K。

色温

2、色温与白平衡的关系

如果我们身处一个黄色光源的环境之中，那么这个环境中的白色会被渲染成黄色。比如像上面黄昏海洋图景，大部分物体颜色被渲染成黄色。

白平衡，顾名思义，就是保持白色的平衡，让相机在不同光线中拍出来的照片色彩尽可能还原标准“白色“，即校准照片偏色的过程，还原真实世界的“白色”。