视觉—小孔成像 VS 透镜成像

1、透视投影——小孔成像模型：

    假设：在图像平民前的固定距离上，有一个理想的小孔，并且，小孔的周围都是不透光的，因此，只有经过小孔的光才能到达像平面。

    光是沿着直线传播的。

2、概念：

光轴：从小孔到像平面的垂线；

焦距f：小孔到像平面的距离；

笛卡尔坐标系：小孔为原点O，

                        Z：和光轴平行并且指向像平面的方向

                        x：指向右方：

                        y：指向上方；

放大率：像平面上两点之间的距离与对应的物体平面上两点之间的距离之比；

视野：连接像平面的边缘和小孔所得到的圆锥的形状；

“普通”镜头视野范围：25~40度；

望远镜：焦距长，视觉很狭小；

广角镜：焦距短，视觉很宽广；

3、亮度：

图像亮度—辐照强度：照射在某一表面上的“辐射能”在单位面积上的功率；

场景亮度—辐射强度：从物体表面的单位透视面积发出的、射到单位立体中的功率；

对辐照强度的测量结果正比于场景辐射强度，比例系数取决于成像系统的参数；

4、光斑的形成：

要在像平面上获得一定的强度的光照，相机的光圈必须有一定的尺寸。

因此：小孔的直径不能为零。

当小孔的直径不为零时，场景中的一个点所形成的图像就不是点，而是一个圆斑。

5、衍射的出现：

当小孔的直径太小时，由于光的波动性，在小孔的边缘，光会发生衍射，将在像平面上“散播”。

6、透镜模型：

1）和小孔成像投影方式一样；

2）将一定数量的光线汇聚在一起。

7、光晕：

透镜的缺陷--光晕：一些不同的圆形光圈，一次排列在一起，且圆心位于同一条直线上。当从直线看去时，最小的光圈将决定视野。

可以在透镜中加入光圈，来提高成像质量。