主题:题针孔成像 [主题管理员:ideaarchitect]
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资深泡菜
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这位北京老猫朋友,我觉得你有必要找些证据证明你并没有受到刺激,比如亮亮你的身份(如摄影家协会会员,尼康荣誉用户,XX专职摄影师一类的),贴贴你的照片,或者发表些有根据出于正常情绪和思维的有说服力的创见,打击打击我,使我有机会收回“黔驴技穷,掩耳盗铃”这些不客气的话。等着你呐。
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不过,你若能指出错误来,不管指对或否,只要是有依据的,那末上面那些掩耳盗铃黔驴技穷之类的话我收回
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我想,你要能推翻这个帖子,你就可以成名了可别又是一场没有下文的胡闹哦
要知道只有有真正优势的人才能玩得赢心理游戏——那就是底气,来自智商,来自实力,因此也来自自信。你见过一个美人或者帅哥不敢昂首挺胸面对阳光面对世界的吗?

[ideaarchitect 编辑于 2010-01-22 00:28]
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原文由 北京老猫 在2010-01-22 00:10发表
我就纳闷了,这么长时间LZ还不知到自己错在哪儿?也没有人愿意纠正他的误导,太有意思了,呵呵:)

说说看,错在哪里!
别黔驴技穷到只会虚张声势吧
我这个帖子横空出世,一锤定音,自然会有些人受刺激,受了刺激以后用种种自作聪明掩耳盗铃刻舟求剑的手段发泄发泄,也是可以同情的
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我就纳闷了,这么长时间LZ还不知到自己错在哪儿?也没有人愿意纠正他的误导,太有意思了,呵呵:)
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所以就被摄对象角度而言,对焦距离一词能更好地说明透视,透视感,景深,及其与画幅变化总象素数变化之关系。
这个被摄对象是指景深范围内的所有成像点,以完全合焦点对焦距离为特征值。

[ideaarchitect 编辑于 2010-01-21 23:29]
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简而言之:是所有空间点和针孔的距离(景深范围内)形成了成像点的透视关系,这些透视关系加上视角的约束,形成了最后画面的透视感(当然也可以通过裁切来改变视角)。
透视感的概念为什么应该存在,很简单:
1、参看photozone关于透视压缩的说明。
2、分别用一枚广角镜和远摄镜等距离对同一点对焦,看看两张照片的不同感觉。

是一个景深范围内的对焦距离(或者物距)(而不是单一的值——当然可以用完全合焦点的距离作为被摄对象透视特点的参照特征值)的集合决定了透视关系。这个特征值决定了被摄对象在整个透视关系中处于何种地位!也就是说决定了被摄对象的透视身份——被决定了

[ideaarchitect 编辑于 2010-01-21 23:16]
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这里也同时明确一下对焦距离的概念:
即被摄对象各景深范围内的点距离针孔模型中针孔的距离,近似约化为对焦距离,对焦距离形成的成像和透视关系是否符合针孔模型,可以通过实验验证。

感谢各位质疑以及提出物距概念的朋友,你们使这个帖子的内涵更丰富了,问题更明显地被说明了。我认同物距的概念是有存在意义的,虽然在理解我的体系时这个概念最好用对焦距离代替,以明确关于透视的可实测的定量关系,虽然开始提出这个概念时缺乏确定明晰的说明和分析(也许争议就从这种草率而来),但是这个对说明问题和全面多角度理解问题是有一定的价值的。
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修正:

透视+视角=成像画面的透视感=各被摄对象点对焦距离(景深范围内)+视角=(或者按照某些朋友的习惯)各被摄对象点物距(景深范围内)+视角。

此处的物距乃是指在针孔模型意义上的各被摄对象点距离针孔点的距离。

[ideaarchitect 编辑于 2010-01-21 22:52]
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原文由 ideaarchitect 在2010-01-21 12:07发表
确定性定义:

透视+视角=成像画面的透视感=对焦距离+视角。

[ideaarchitect 编辑于 2010-01-21 22:49]
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当然物距一词就表述透视本身(而不是透视感和景深)而言还是有其意义的,即,我上面所指的物距的第一种定义(也就是物距一物距二那个)表达出这样一种内涵,即:空间中各成分成像的透视关系的形成,由他们距离针孔点的距离决定。就这点而言,如果不考虑透视感和景深的问题,就透视学本身而言,是更能反映透视本身(注意,不是透视感)的本质的!
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由于前面关于透视感的确定性定义又一次提到了对焦距离,考虑到不断有朋友到我的帖子里提出物距和透视的关系,因此在此特别解释一下,以免继续形成由于误解的争议。
主要是下列这些朋友在回帖中提到了物距这个词(或概念)
一:

原文由 ytan 发表
谁能用大家都熟悉的语言总结一下楼主的主要观点?
说实在的,一开始就看得晕晕乎乎,看到亚当斯密就彻底晕了。
好像主要在讲透视?透视不是只和物距有关,和别的因素都无关么?

二:
原文由 knifedge 发表
……
如图,这是一个物体A1A2和B1B2在透镜OD下成的像A1‘A2’和B1‘B2’。这里认为A1A2位于焦平面上。那么A1‘A2’是清晰的像,而B1B2的像则是A2‘B0。B0是红色光线经过B1’后与A1‘A2’的交点。B3是绿色光线经B1与A1‘A2’的交点,如果认为D是透镜边缘,那B0B3就是弥散圆半径。

我理解的透视关系,就是像面上两物体的比例~不知道这样理解对不对?
通过相似关系可以得到
A2‘/B0=B1B2/OB2 * OA2/A1A2
这样得到的结果仅与两物体之间的距离和物距有关,而与焦距无关
……

三、
原文由 knifedge 发表
……

感谢感谢~

透视问题我刚才那篇也说了,就是下面这几句
我理解的透视关系,就是像面上两物体的比例~不知道这样理解对不对?
通过相似关系可以得到
A2‘/B0=B1B2/OB2 * OA2/A1A2
这样得到的结果仅与两物体之间的距离和物距有关,而与焦距无关

至于景深,我想我画的图和你给的这张图是相同的,只是这张图是光轴上的,我在算的光轴外的:)景深我想大家是有共识的,我的问题是在透视。。。就是我上面那几句话

如果这没错。。。那不是变成了用50mm和100mm镜头相同光圈拍的相同场景,照片上两物体的比例不变。。。。这样我就不理解“长焦的压缩感”是怎么回事了

望赐教~

四、
原文由 knifedge 发表

我还是认为透视只与距离有关,和焦距,幅面是没有关系的:)

当然可能我们理解的“透视”不一样,我理解的是远近两物体在画面上的比例。而不管什么焦距,在同一个距离上的这个比例是不变的。
我搜了一下,有其他帖子的讨论,摘过来一些
https://forum.xitek.com/showthread.php?threadid=572126
第十贴
要责疑镜头与透视无关,首先要搞清楚透视本身的问题.<美国摄影百科全书>里[透视]的条目有一段关于透视的解释说到,一幅照片中的透视关系不是人为的结构,它是在特定的环境下,从特定的位置上用特定镜头拍摄而来的.文中有一个例子:假设A和B两个人的身高一样,B站在A后10英尺处.如果相机位于A前10英尺处,那么和B的距离是20英尺.B的距离二倍于A,在胶片上B的影像则为A的二分之一.如果相机移到离A5英尺处,离B便是15英尺.这时距离之比为5:15=1:3,B的影像是A的三分之一.由于人们从自己的视觉经验得知体积小就意味着距离远,因此在后一个位置上所拍的照片看上去比前一张照片具有更强纵深感或透视感,如果再将相机移到离A50英尺处,离B便是六十英尺,在照片上B为A的六分之五,或者说接近于相等,两者之间的纵深差异大大减小.
  后来条目又谈到了镜头与透视的关系.它说:无论用什么焦距的镜头都会形成上述的透视效果.注意这里它用的是透视效果.所以它的结论当然是镜头与透视无关了.
  但是我认为它的结论下得过早,因为它这个例子要有一个先决条件,就是所有的镜头都要能看到看全那两个人.它一开始就假设了A和B为等高物,这是很重要的.当有些镜头因为距离过近或者视角不够大,就有可能看不全那两个等高物.再就是它没有讨论如果当A移到20英尺处,B移到40英尺处,虽然它们看起来还和第一种情况一样,B仍为A的二分之一高,但是,它们的透视关系与第一种情况还会一样吗?

https://forum.xitek.com/showthread.php?threadid=490953
置顶贴及照片
《135相机摄影指南》, 1990年7月出版,柯达公司著 ISBN7-214-00507-7

  在P47的透视控制内容:
  “透视关系是由相机至被摄物之间的距离决定的。不管你使用标准、广角或远摄镜头,只要相机至被摄体的距离保持一致,对所有镜头来说,透视关系都是一样的。”
  P58有关景深的内容为:“如果调节物距使被摄物影像的大小保持一致,那么所有镜头的景深都是一样的,而与镜头焦距无关。”
推导就如我公式里写的,比例是和焦距无关的:)

另外。。。我也觉得楼主有简单问题复杂化的趋势。。。还有罗列了一堆名词看起来很困难。。。

感谢楼主回复,最后大赞一下~


五、

原文由 quietom 发表
作者概念错误。

针孔模型的问题。

简单的说,相机是成像关系,1/像距+1/物距=1/焦距

所以,成像面不是镜头的后焦面,而是像面,考虑透视的时候要考虑不同物距的放大率的问题,

放大率可以认为近似于物距/焦距,用长焦镜头和广角,前景和后景放大率差别就大,

自然会有长焦的压缩效应。

还是建议找本工程光学的书,这样研究,费了时间,结论也未必对。

景深问题,针孔模型就更处理不了了。


六、
原文由 quietom 发表

最后一次回复吧,

其实在看“您似乎非常了解《工程光学》,但是我告诉你,我这里谈的是相机的光学”还有“针孔成像是相机的基本原理”的时候,我就应该闭嘴的。

几个基本问题,算是探讨吧;

1,对应你的图0,像距会是“镜头标定焦距”?成实像的系统,像距肯定大于f的呀;

2,对应你的图1,dx系统的法兰距跟fx系统不同的?还是像距的问题,fx系统的像距跟dx系统不同?

3,对应你的图2,一个明显错误,蓝色系统比红色物距长,像距就一定短,你画的不对。

工程光学的书,我用的还是上学时候读的机械工业,张以谟的,书破的厉害,年代都找不到了,可能太古老,跟不上科技的发展,让楼主见笑了。
……

原文由 teng110cn 发表

借贵地请教几个问题。

相同品牌DX画幅机器(比如D80),的相距(法兰距)和FX画幅(如D3)一样吗?

比起胶片机器(如FM2、F6)有变化吗?

初中物理上的
1/焦距=1/物距+1/相距
的公式在复杂镜头上还成立吗?
================================
相距是随着“物距”(转动调焦环)改变的。

================================================================
原则上讲,透视本身,按照主贴中的式二十三或者式二十四,如下图,如果用我式子中[对焦距离一]+[x]和[对焦距离一]分别定义两者的物距的话,则其成像比例关系不因焦距而改变。所以,非确定性的讲透视(注意:不是透视感)由物距决定在非严格的意义上,只要双方形成相同的概念图景,应该不能算错误。但是为什么我们在这里要使用对焦距离(注意,这里这个对焦距离不是唯一的,而是包括了完全合焦点的对焦距离和在景深范围内的点的对焦距离,是符合针孔模型意义上的对焦距离)这个概念而不是物距这个概念呢?原因是物距这个概念容易形成混淆。因为我们不仅讲到透视,而且还讲道透视感,还将到透视透视感和景深的关系。物距一词在两方面造成混淆:
一、如果,为了测量透视关系,把两个前后相距[x]的物体距离针孔模型中心点的距离分别称为物距一和物距二,则可以将式二十三或二十四可改写:

式二十三、[被对焦主体的成像高度]/[以焦距一对焦时比被对焦主体远x的被摄对象成像高度]=([对焦距离一]+[x])*[m]/[对焦距离一]

改写成:

式二十三(物距(非严格意义,即这里用物距一词不是严格符合薄透镜模拟中相应的物距的意义的,如果在那里,那么此物距概念将和我这里的对焦距离吻合)版)、[被摄主体一的成像高度]/[比被摄主体一远x的被摄主体二成像高度]=([被摄主体二的物距二])*[m]/[被摄主体一的物距一]
其中[m]两个被摄物体物理高度之比,可见物体的透视关系(按照本贴主贴所定量定义者),可以被认为除了由物体本身的高度比决定以外,还由各自的物距(即距离“针孔的”的距离决定)。但是,这时候的物距概念是含混的,未能明确反映针孔模型的数量关系的,这必将时后续的论证和叙述陷入复杂和含混。运用对焦距离来表征此时的透视特征就明确了,对于固定的空间,对焦距离配合针孔模型定量地地确定了此时成像的透视关系,同时,也可用来说明此时的景深特点的变化和透视感——这是为什么使用对焦距离来描述透视关系而不是用物距——因为对焦距离的有针孔模型意义上的定量确定性,也因为对焦距离蕴含着更多有意义的摄影内涵
二、如果用物距一词来表示这里“对焦距离”一词的概念,但是,绕这个弯又是何苦呢?为什么不使用更能使人理解本质反映景深特点的“对焦距离”一词而去用蒙面人一样的“物距”这个词呢?这个岂不是把简单问题复杂化了吗?(例如,有朋友在论述时物距和物体间距并举,实际上这个物距按照上下文理解,那就形成了二义性,是某一物距吗?那么作为这个参照系的某一物距最好由完全合焦点对焦距离来表示——这个用对焦距离来说明不是更明确吗?当然不否认他可能是在不严格意义上使用这个词)
所以,如果坚持说物距决定透视的朋友,我也不反对,但是我想说的是我认为物距这个概念是非常不利于我后面的一系列证明的,可能只能定性说说,要形成严格数理证明的结果则会有许多不必要的复杂化,并且,你所指的物距必须是这样定义的:即参与透视的各物体距离针孔点的距离,这些物距协作确定了此时的透视特点——但是以此再说明透视感,景深,进行数理证明,那可啰嗦了。
我觉得有些朋友在说物距这个词时,本身未必经过类似我上面那样清楚明确的分析和理解。

所以,结论就是:对于DSLR系统,在描述透视、以及相关的透视感、景深时,使用对焦距离一词,更有确定性,更利于推理和说明,更能反映摄影内涵和便于运用针孔模型。用来替换所谓物距的概念,是一种必要技术性的需要。
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确定性定义:

透视+视角=成像画面的透视感=对焦距离+视角。

[ideaarchitect 编辑于 2010-01-21 12:10]
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在数码时代,尤其是CMOS替代CCD之后,有一个成像芯片的分辨率的问题,如果成像芯片分辨率不足,那镜头的分辨率在大,也只是是武大郎开店,多高的镜头分辨率都是多余。镜头细腻的优势只有在成像芯片的分辨率足够的时候才能体现(尤其对CMOS而言,更是如此)。
在成像芯片分辨率密度还没有普遍超过镜头的前提下,芯片分辨率的大小对细腻程度起决定作用。
但是镜头这时候似乎不是无所作为的,其中重要的一点是镜头采光在成像芯片上形成的反差层次。
而且反差层次也不可忽略,个人感觉,例如尼康28-70的重要缺点之一,就是分辨率足够高(够锐),但是反差层次不够多,导致必须通过后期弥补。佳能不知道,尼康最近推出的数码时代的镜头似乎都提高了在其芯片上成像的反差层次(24-70vs28-70,14-24vs17-35,XZP/DZPvsXGP/DGP)
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耳朵上扎了一串洞,一定很疼
另一种风格,犹抱琵琶半遮面欲盖弥彰型的
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猛烈的运动使她活力四射,更加漂亮,更加有魅力。
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09上海车展,余片
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原文由 抓住大自然 在2010-01-15 07:54发表
理论啊?

这个听起来耳熟啊

“艺术性”地使用反问语气,很艺术啊

不过,让你失望了,

这里主要是实验和逻辑、数理证明,和因此的一些单反摄影成像特性的全面导出,以及单反摄影系统某些内涵的探讨。

理论不是这个帖子的主题,虽然本贴在不断地引用理论——针孔成像原理和薄透镜模拟,以及三角函数

你要分清什么是理论,什么是因此形成的特性,什么是证明,什么是实验。

单反摄影系统遵循、模拟针孔成像原理,针孔成像原理可以用三角函数进行某种表达(这是理论)-〉因此决定透视、透视感等等的特点如何(这是依据理论进行数理推导)—〉设计实验证明理论及其推导(包括理论方面的实验证明和导出结论方面的实验证明)

观点备份:

对于全画幅机器,可能适当的大颗粒像素可能有利于缓和倒易律,防抖(包括防自己手抖和对象发抖),也可能有利于跟踪对焦,再加上高感,想不拍出高确定性的画面都难

一定范围的长焦拍摄夜光场景似乎往往要比广角更好,我一直在思考这个问题,还没有想明白,是不是一定程度上的长焦透视压缩的作用使画面元素因抖动而形成的成像位移降低了?有空我要找资料算一算

我觉得对人像而言画面的细腻感比颜色更重要,这个细腻感可能是CCD的优势。
就CMOS成像芯片而言,高像素数对画面的细腻感的形成应该是关键的!!!个人感觉佳能的CMOS在大马三上突破24MP后画质在细腻方面和其他的CMOS机器不可同日而语了,皮肤的塑料感低多了。


[ideaarchitect 编辑于 2010-01-15 09:34]
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