每年秋天,看见金黄的银杏叶,我拿出手机摄影,无论变更几种角度,手机里只不外留下了一些平平无奇的照片,莫非,是我的摄影天禀不敷吗?
后来又碰着了良多次如许的情状,看见草地上成片的蒲公英,拿起手机,收获了一张平平无奇的照片;看见春天满树盛开的桃花,拿起手机,又收获了一张平平无奇的照片……
为什么眼睛看察到的标致景物,拍下来就没那么都雅,莫非,问题出在相机上?思来想往,本来问题的根源是:我所见,非相机所得。
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01
相机与我们“看到”的光景
为何纷歧样?
看见美妙的景物,翻开相机,按下快门,笔录工做就完成了。在那个过程中,相机传感器笔录下景物信息,接着转换为数字信号存储起来。相机“看见”的景物,和屏幕展现出的照片,它们之间是一致的,有严厉的数据做比照。
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可是人眼与相机看察统一景物的成果,可就大纷歧样了,那是问题所在之处。在必然水平上来说,相机也是仿生学的做品,它和人眼的成像机造大致上是一致的。人眼的晶状体可以折射光线,相机镜头同样如斯;瞳孔能放大缩小,掌握进进眼睛的光量,相机中的光阑也能放大缩小从而掌握进光量;视网膜上的视觉神经细胞将光信号改变为电信号并传递给大脑,现代数码相机的感光元件也是将光转换为电信号,再将信号传递给处置器。成像原理大致类似,成像效果十分差别。
02
双目视觉与单相机成像差别
两只人眼看察到的气象之间是有区此外(轮流眨眼能够体味到那种区别),大脑操纵两只人眼看察到的气象“脑补”出了立体的世界,相机拍摄的图片则是一幅平面图。如今,闭上一只眼睛,把本身摆布手的两只食指伸出来。你会发现光凭一只眼睛很难断定他们的位置关系。相机拍摄的图像也是如许,物体的空间位置关系在图片里表示得不那么明显。在看看照片时,也会觉得它十分“薄弱”。
你觉得哪一只笔离相机更近(左滑图片查看谜底)?
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造图:海里的咸鱼
处理那一差别的手艺已经呈现了,只是利用范畴还不太普遍。在图像的笔录端,已经呈现了模仿人眼视角笔录影像的设备。它们往往有两个镜头,镜头之间的间隔与人眼之间的间隔附近,用于笔录类似于人的摆布眼别离看察到的图片。那些设备可用于3D片子的拍摄。
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在图像的展现端,目前还没有便携式的裸眼立体图像展现设备。人们需要在片子院里,佩带专门的3D眼镜(由偏振镜片构成),才气看察到立体的场景。那对投影设备以及眼镜都有特殊的要求。要想在生活中随时看察立体图像,还需要“光场展现手艺”的助力,那种手艺能将两幅图像别离送达人的双眼,并且不需要佩带眼镜,详细原理比力繁琐,就不在那里展开说啦。总之,因为成本和设备体积原因,那种展现手艺也没有大规模利用。
03
清晰成像的横向范畴差别
人眼可以看察到的范畴很广,单眼的视场大约为150°,双眼视角可以到达200°。但是可以清晰成像的范畴很小,只要几度。正在看那篇文章的你,眼睛可以清晰的字不超越十个。
不信?我们无妨试一试,随意盯着一个字,然后觉得一下四周还有几字是清晰的。
那时候可能会有人问了,那为什么还有“目下十行”的说法呢?那是眼球在快速动弹,操纵狭小的清晰视野快速扫描差别位置的气象。相机则不是如许,离相机间隔一致,方位差别的物体,都可以清晰成像。一般来说,手机上装备的相机视场角大多在40°-120°,拍摄出的图片在各个角度都是清晰的。
造图:海里的咸鱼
从摄影设备的角度看,把各个位置都拍得很清晰当然很好,在摄影的角度可能就不是如许了。
人们在赏识美景时,清晰成像范畴内往往是景物中标致的那部门,杂乱的次要元素则不在清晰成像范畴内,酿成了模糊的旁景。眼睛被标致的景物所吸引,在我们眼中景物四周的工具都是模糊的,存在感很低。假设此时拿手机拍下一堆照片,在翻看照片时经常会觉得拍得很一般,就是因为景物四周杂乱的旁景在照片里变得非常清晰,存在感十足。
04
清晰成像的纵向间隔差别
前面讲了相机与人眼的“横向”成像特征,他们的纵向成像特征其实也不太一样。一般各人把纵向的成像特征喊做“景深”,是说相机拍摄时可以清晰成像的空间深度。
拿动手机拍摄两米外的景物,景物前一米到景物后四米那个范畴内的物体在照片上都是清晰的,那阐明清晰成像的空间深度(景深)为 5 米(差别参数的相机景深纷歧样)。同样的,人眼在看察外界的时候也有清晰成像的范畴。当人眼凝视正前方 25 厘米处的物体时,可以看清的空间深度为 23.6-26.6 厘米(景深为 3 厘米,那一数值会因人员以及光照前提的改变而改变)。
人眼在看察差别间隔的物体时,景深范畴差别。看察近处时,景深范畴很小,看察远处时,景深范畴比力大。相机的景深范畴不只取决于拍摄物体的间隔远近,还跟相机镜头的焦距,光圈值等参数有关。
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看察者人眼的景深与拍摄设备的景深不不异时,人眼所看察到的图景与照片笔录的图景就有区别。那些区别或许让照片看起来平平无奇,也可能使照片愈加冷艳。手机摄像头构造特定决定了它的景深比力大,清晰成像的纵向间隔很长。手机厂商往往操纵图像处置手艺来模仿浅景深的拍摄效果——拍摄主体清晰,布景停止模糊处置,使拍摄的照片看起来更标致。
05
从相机的“视角”看世界
更能拍出好照片
目前的手机都拆配了三个或是更多的拍照系统(各个系统的焦距差别,拍摄到的气象范畴差别),差别的系统拍摄所得的照片也各有特色。针对差别的场景抉择差别的相机,挪用广角相机(视场角很大)来拍摄浩荡的排场,部分的美景就用长焦相机(视场角比力小)往捕获。
造图:海里的咸鱼
在成像视场内尽可能凸起主体,利用小景深的相机(焦距越长、离景物越近,光圈越大,景深就越小)可以很好的减小拍摄主体之外的布景骚乱。摸清晰相机成像特征后,摄影会愈加得心应手。
最初,期看进修了那些之后,各人都能在那绝美的秋季拍摄出一张又一张超卓的照片!
出品|科普中国
做者|海里的咸鱼
监造|中国科普博览
选送单元:中国科学院计算机信息收集中心
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