含义:
畸变是一种像差,像差是指在光学中,实际像与根据单透镜理论确定的理想像的偏离。被摄物成像形状发生了变形失真就叫做畸变。
成因:
透镜的中心和边缘厚度是不一样的,中间厚边缘薄的叫凸透镜,中间薄边缘厚的叫凹透镜,镜头就是由多组透镜来组成的一个光学设备。形成畸变的根本原因是因为镜头像场中央区的横向放大率与边缘区的横向放大率不一致。
什么是镜头畸变
镜头畸变实际上是光学透镜固有的透视失真的总称,也就是因为透视原因造成的失真,这种失真对于照片的成像质量是非常不利的,毕竟摄影的目的是为了再现,而非夸张,但因为这是透镜的固有特性(凸透镜汇聚光线、凹透镜发散光线),所以无法消除,只能改善。高档镜头光学设计以及用料考究,利用镜片组的优化设计、选用高质量的光学玻璃(如萤石玻璃)来制造镜片,可以使透视变形降到很低的程度。但是完全消除畸变是不可能的,目前最高质量的镜头在极其严格的条件下测试,在镜头的边缘也会产生不同程度的变形和失真。
用广角镜头拍摄的特写照片,其中被摄对象的鼻子与面部的其它器官相比会显得出奇的大。这就是用广角镜头拍摄的很多照片所具有的一种透视畸变形式的特征。
这种失真发生的原因其实就是透视,正常透视,众所周知,眼睛感觉远近的一种方法就是利用物体的相对大小,也就是“近大远小”。在摄影中,也是用相同方法表达透视关系的:平行的铁轨会随着我们向远处了望而显得越来越靠近,直至汇聚成一点。这一现象的本质就是铁轨间的距离表面上看变小了。
透视的另一种表现,即物体越近,透视效果越强烈,比方说,200名士兵排成一纵队正在行进。如果在距离前面士兵10英尺的地方观看或拍摄队伍,那么前面的士兵就会显得比最后的士兵高大得多。但是,如果在远离前面士兵100米的地方观看或拍摄同一支队伍,第一个和最后一个士兵之间的大小差异就不会显得那么大。
透视的这两方面特征同样透用于所有的镜头,即:
1. 被摄体越远,显得越小;
2. 镜头离被摄体越远,被摄体外观上的大小变化越小。
2不同用途畸变
广角镜头的透视畸变
那么为什么广角镜头常常产生失真的透视关系,比如实例中怪异的鼻子的根源呢?因为使用广角镜头往往在非常接近被摄体的位置上进行拍摄,拍摄距离越近,透视效果越强烈。
倘若是在相同的距离使用所有镜头进行拍摄的话,广角镜头并不会比任何一只其他镜头更歪曲透视。实际上,通过试验并不难证实这一点,使用不同焦距的镜头拍摄一排柱子或一排树或是任何成排的对象,在相同的位置拍摄所有的照片,然后放大每一影像的相同部分,目的是在照片上得到同等大小的影像。最后,不管所用镜头的焦距如何,在任何一张照片上都不会看到透视方面存在任何的差异。原因是所有照片的拍摄距离都是相同的,即被摄体到镜头的距离都是相同的。
现在,让我们回到特写照片中大鼻子的问题上来。人的鼻子尖距离照相机比面部的其他部分大约近1英寸。由于被摄体越近就会显得越大,因此靠近拍摄时,鼻子就会显得比面部其他部分不成比例的大。那么,为什么广角镜头会使这种失真更为显著呢?因为为了使肖像充满画面,对于广角镜头必须极为接近被摄对象。对于任何一种镜头,当非常接近被摄体到一定程度时,就会产生这种失真。越接近被摄体,失真越严重。正是由于希望被摄体充满画面,而恰恰进入了广角镜头的失真距离范围。
远摄镜头的透视畸变
实际上,随着被摄体的越来越远,透视畸变会变得越来越小,但却开始变得扁平,也就是失去层次和细节。相距很远的两个被摄体却显得像一个在另一个之上似的。这是一种反向畸变,在使用远摄镜头拍摄时时常出现。由于被摄体距离照相机非常遥远,从而产生了扁平的透视效果。
为什么这种情形经常会在用远摄镜头拍摄的照片中看到呢?这是因为使用远摄镜头时,拍摄距离往往更为遥远。事实上,在相同的距离处无论使用什么镜头都会产生这种失真。
镜头畸变校正
在摄影中我们经常听到这些词词,透视畸变,镜头畸变,很多人经常把透视和畸变混为一谈,很懵,搞不清它们之间的关系。
一、什么是畸变?
畸变实际上指的是你拍出来的物体相对于物体本身而言的失真了。拍出来的东西变形了。
比如这样,墙边的本来应该是直的,拍出来确是弯的。
大楼本来是直上直下的,但是拍出来边线是弯的。
这些都属于镜头畸变,畸变是一种像差,是镜头引起了物体成像的变形,但是对成像的清晰度没有影响。
我们来看刚才的这两张样片,最直观的感受就是原本应该是直线的地方,照出来变弯曲了,这面墙好像凸出来了,这个大楼好像陷进去了
我们管凸出来的这个这种畸变效果叫桶形畸变,陷进去的这种畸变叫枕形畸变。这类的畸变我们统称为镜头畸变。这些畸变其实是镜头镜片系统的放大率差异导致的。
我们都知道透镜的中心和边缘厚度是不一样的,中间厚边缘薄的叫凸透镜,中间薄边缘厚的叫凹透镜,镜头就是由多组透镜来组成的一个光学设备。
对于理想光学系统,在一对共轭的物像平面上,放大率是常数。
但是对于实际的使用中的光学系统,几乎很难做到理想状态那样,因为透镜的放大率随光束和主轴间所成角度改变而改变。
通常来说啊,光线与主轴正交并通过主轴,不产生畸变,光线离主轴越远,畸变越大,当放大率随入射角度增加而增大时称正畸变。也就是我们说的枕形畸变
放大率随入射角度增加而减小时负畸变。也就是桶形畸变。
特别是镜片屈光度大的时候,这种畸变现象就比较严重。像这样的畸变是跟镜头固有特性有关(凸透镜汇聚光线、凹透镜发散光线)的,是无法完全消除的,只能改善,任何一只镜头从工厂出厂后,它的畸变率就固定下来。通常来说我们相机镜头的畸变率一般都是控制在百分之零点几这样。
我们需要记住是桶形畸变一般是由广角镜头产生的,而枕形畸变一般是因为长焦镜头产生的。怎样解决这种问题呢?其实很简单,只需要使照相机背部与所拍摄的建筑物正面平行即可。如果拍摄不到整个建筑物的话,要么换用更广角的镜头,要么向后移动。
另一个线性畸变问题的解决方案是使用机背取景照相机。这种照相机可以上下或左右移动镜头,从而使所拍摄物体的正面与位于固定位置的胶片保持平行。这也是建筑摄影师几乎总是使用机背取景照相机的原因。
透视畸变的定义
什么是透视畸变
正向我们曾经所看到过的所用广角镜头拍摄的特写肖像,其中被摄对象的鼻子与面部得其他器官相比会显得出奇的大。这就是用广角镜头拍摄的很多照片所具有的一种透视畸变形式的特征。
如图,狗的鼻子就是这种类型透视畸变的典型范例。
为了了解这种失真发生的原意,让我们首先论述正常透视。众所周知,我们的眼睛感觉远近的一种方法就是利用物体的相对大小,大脑会告诉我们物体远就显得小,距离越远,显得越小。
在摄影中,也是用相同的方法鉴别透视关系的。远处的物体比相同大小的近处物体显得小。由于这一原因,平行的铁轨会随着我们向远处瞭望而显得越来越靠近,直至汇聚成一点。
透视还有另外一种表现,即物体越近,透视效果越强烈。比方说,200名士兵排成一纵队正在行进。如果在距离前面士兵10英尺的地方观看或拍摄队伍,那么前面的士兵就会显得比最后的士兵高大得多。但是,如果在远离前面士兵100米的地方观看或拍摄同一支队伍,第一个和最后一个士兵之间的大小差异就不会显得那么大。
透视的这两方面特征同样适用于所有的镜头,即:
1.被摄体越远,显得越小;
2.镜头离被摄体越远,被摄体外观上的大小变化越小。
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