相機視場角和焦距 相機引數一覽表

2021-10-13 23:28:01 字數 4627 閱讀 3599

最近改文章,涉及到引數選擇的考量,查閱相關資料整理相機引數。

三維測量一般的光學實驗幾乎都涉及到投影儀和相機,每個器材的選擇,引數的調節都對實驗效果有很大的影響。

ccd數字相機引數

焦距(focallength)

焦距是從鏡頭的中心點到焦平面上所形成的清晰影像之間的距離,光學系統中衡量光的聚集或發散的度量方式。焦距的大小決定著視角的大小,焦距數值小,視角大,所觀察到的範圍也大:焦距數值大,視角小,觀察範圍小。根據焦距能否調節,可分為定焦鏡頭和變焦鏡頭兩大類。當對同一距離遠的同乙個被攝目標拍攝時,鏡頭焦距長的所成的象大,鏡頭焦距短的所成的象小。

畫素:常見的引數。在晶元確定的情況下,畫素越高,靈敏度越低,兩者是反比關係,所以畫素不是越高越好,在畫素夠用的情況下應盡量優先確保靈敏度。ccd的感光元件是象素,而每個象素好比可以用來儲存電荷的桶,這個桶能容納電荷的極限表明了ccd的動態範圍,也就是**寬容度。ccd尺寸的大小直接決定了這個桶的大小。相同尺寸 ccd,當畫素的體積增大,當然這會造成ccd的畫素數相對減少,但是其容納電荷的能力就越強。

光圈(iris)

用f表示,光圈f值=鏡頭的焦距/鏡頭有效孔徑。每個鏡頭上都標有最大f值,例如8mm/f1. 4代表最大孔徑為5.7公釐。光圈 f 值越小,通光孔徑越大,在同一單位時間內的進光量便越多,畫面越亮。

對應最大ccd尺寸(sensorsize)

鏡 頭成像直徑可覆蓋的最大ccd晶元尺寸。主要有: 1/2」、2/3」、1」和1"以上。因為畫素和靈敏度的反比關係,所以晶元尺寸自然是大的好些,能夠接收到的光子數量越多;影響拍攝的質量的重要因素是ccd的尺寸,在成像領域的重要性,應該使用這個公式:ccd尺寸》ccd解析度(**寬容度、訊雜比、靈敏度,這些都是和ccd尺寸相關的引數。)

介面(mount)鏡頭與相機的連線方式。

最常用的是 usb介面,1394其次,還有就是串列埠。常用的包括c、cs. f、v、 t2、leica、m42x1、m75x0. 75等。

景深(depth offield, dof)

景深 是指在被攝物體聚焦清楚後,在物體前後-一定距離內,其影像仍然清晰的範圍。景深隨鏡頭的光圈值、焦距、拍攝距離而變化。光圈越大,景深越小;光圈越小、景深越大。焦距越長,景深越小;焦距越短,景深越大。距離拍攝體越近時,景深越小;距離拍攝體越遠時,景深越大。

解析度(resolution)

分 辨率代表鏡頭記錄物體細節的能力,以每公釐裡面能夠分辨黑白對線的數量為計量單位:「線對/公釐」 (1p/mm)。解析度越高的鏡頭成像越清晰。

工作距離(workingdistance, wd)

鏡頭第一- 個工作面到被測物體的距離。

視野範圍(field ofview, fov)

相機實際拍到區 域的尺寸。

光學放大倍數(magnification, b)

ccd/fov,即晶元尺寸除以視野範圍。

數值孔徑(magnification,aperture,na)數值孔徑等於由物體與物鏡間媒介的折射率n與物鏡孔徑角的一半( α/2)的正弦值的乘積,計算公式為n.a=n*sina/2。

gain:乙個訊號放大的引數,gain越大,所需要的**時間也就越短,但是相應的噪音也就會增加;

鬼影成像系統中,像點附件有乙個或者多個與像點相似的像的存在,這個除了像點之外的其他的像點統稱為鬼影。產生鬼影的原因是鏡片的透過率不能做到100%,這樣光線經過二次反射,成像於sensor之上,所以一般形態近似。理論上不可以消除,只能通過鍍膜減弱。

鏡頭上標註了「f1.8 75mm ir cctv 2/3'' lens 17k」,這裡f1.8表示光圈值,f值=鏡頭的焦距/鏡頭光圈的直徑75mm表示焦距,光圈的直徑由鏡頭光圈的葉片來控制,「ir」字樣,消除可見光和紅外光的焦面偏移,使可見光區到紅外光區都可以在同乙個焦面位置成像,從而實現日夜監控.2/3''表示對應sensor的尺寸。17k表示17000畫素。

鏡頭選擇

選擇鏡頭介面和最大ccd尺寸

鏡頭介面只要可跟相機介面匹配安裝或可通過外接轉換口匹配安裝就可以了,鏡頭可支援的最大ccd尺寸應該大於等於選配相機ccd晶元尺寸

選擇鏡頭焦距鏡頭按焦距分,可以劃分為:標準鏡頭、廣角鏡頭、魚眼鏡頭、長焦距鏡頭、反射式望遠鏡頭、微距鏡頭。

標準鏡頭,指焦距長度接近或等於底片/感測器對角線長度的鏡頭。其視角約50度,也是人單眼在頭和眼不轉動的情況下所能看到的視角。在諸如取景範圍、透視關係等方面,標準鏡頭都與人眼**的效果類同,顯得特別親切、自然。

廣角鏡頭,指焦距短於、視角大於標準鏡頭的鏡頭。視角大於90度的鏡頭稱為「超廣角鏡頭」。廣角鏡頭,適用於拍攝距離近且範圍大的景物,又能刻意誇大前景表現強烈遠近感即透視。其主要包括4個特點,即

1)景深大,有利於獲得被攝畫面全部清晰的效果。廣泛地用於風光片的拍攝;

2)視角大,在有限的範圍內可以獲得較大的取景範圍,在室內置築的拍攝中尤為見長,廣泛地用於房地產行業的拍攝;

3)透視感強烈,可以營造具有強烈視覺衝擊感的畫面;

4)畸變較大,尤其是在畫面的邊緣部分。

魚眼鏡頭,一種極端的超廣角鏡頭,視角在180度左右的鏡頭就可稱為「魚眼鏡頭」。魚眼鏡頭的特點:1)視角大,被攝範圍極廣;2)透視感獲得極大的誇張;3)魚眼鏡頭存在嚴重的畸變,但可以獲得戲劇性的效果;4)第一片鏡片向外凸出,不能使用通常的濾鏡,取而代之的是「內建式濾鏡」。

長焦距鏡頭,適於拍攝距離遠的景物,景深小容易使背景模糊主體突出,但體積笨重且對動態主體對焦不易。35mm 相機長焦距鏡頭通常分為**,135mm以下稱中焦距,135-500mm稱長焦距,500mm 以上稱超長焦距。長焦鏡頭的主要特點為:

1)景深小,容易獲得主體清晰,背景虛化的畫面效果;

2)視角小,能夠獲得遠處主體較大的畫面且不干擾被攝物件;

3)壓縮了畫面透視的縱身感,拉近了前後景的距離;

4)影像畸變較小。

反射式望遠鏡頭,是另一種超望遠鏡頭的設計,利用反射鏡面來構成影像,但因設計的關係無法裝設光圈,僅能以快門來調整**。

微距鏡頭,是一種用作微距攝影的特殊鏡頭,主要用於拍攝十分細微的物體,如花卉及昆蟲等。為了對距離極近的被攝物也能正確對焦,微距鏡頭通常被設計為能夠拉伸得更長,以使光學中心盡可能遠離感光元件,同時在鏡片組的設計上,也必須注重於近距離下的變形與色差等的控制。大多數微距鏡頭的焦長都大於標準鏡頭,可以被歸類為望遠鏡頭,但是在光學設計上可能是不如一般的望遠鏡頭的,因此並非完全適用於一般的攝影.

定焦鏡頭(prime lens)特指只有乙個固定焦距的鏡頭,只有乙個焦段,或者說只有乙個視野。定焦鏡頭沒有變焦功能。定焦鏡頭的設計相對變焦鏡頭而言要簡單得多,但一般變焦鏡頭在變焦過程中對成像會有所影響,而定焦鏡頭相對於變焦機器的最大好處就是對焦速度快,成像質量穩定。不少擁有定焦鏡頭的數位相機所拍攝的運動物體影象清晰而穩定,對焦非常準確,畫面細膩,顆粒感非常輕微,測光也比較準確。

定焦鏡頭的好處,主要體現在短焦段的使用上。

1)定焦的廣角或標準鏡頭一般都比涵蓋相應焦距段的變焦鏡頭口徑大;2)定焦的廣角鏡頭一般都比涵蓋相應焦距段的變焦鏡頭最短對焦距離近;3)定焦廣角鏡頭一般都比涵蓋相應焦距段的變焦鏡頭體積小,重量輕;4)廣角定焦鏡頭一般都比變焦鏡頭的廣角段成像好,這是鏡頭的設計所決定的,變焦鏡頭由於要考慮所有焦距段都有相對好的成像,就要犧牲區域性的利益讓整體有乙個相對好的表現。但定焦鏡頭不用考慮這些。

定焦鏡頭唯一的缺點恐怕就是不方便了,需要調整拍攝物體的大小時只有通過攝影者的移動來實現,在某些不適合移動的場合就無能力了。

在已知相機ccd尺寸,工作距離和視野的情況下,計算所需鏡頭焦距

選擇鏡頭光圈

遠心鏡頭是為糾正鏡頭視差而特殊設計的鏡頭,他可以在一定的物距範圍內,使得到的圖放大率不會隨物距的變化而變化,遠心鏡頭分為物方遠心和雙側遠心兩種

鏡頭選擇公式

相機鏡頭選型公式

1、視場fov ( h or v) = 物距wd × ccd晶元尺寸( h or v) / 焦距f

2、視場fov( h or v) = ccd晶元尺寸( h or v) / 光學倍率 

3、焦距f = wd × ccd晶元尺寸( h or v) / fov( h or v) 

4、光學倍率 = ccd晶元尺寸( h or v) / fov( h or v) 

5、監視器倍率 =監視器尺寸(對角線) / ccd晶元尺寸(對角線) × 光學倍率   

6、相機相素數( h or v) = fov( h or v) / 精度 / 2

ccd晶元尺寸

相機引數一覽表

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相機視場角和焦距 視場角 FOV

視場角 fov 在攝影學中,視角 angle of view 是在一般環境中,相機可以接收影像的角度範圍,也可以常被稱為視野。視角 angle of view 與成像範圍 angle of coverage 是不同的,他是描述鏡頭可以擷取的影像角度,一般來說鏡頭的成像圈都夠大到涵蓋底片或者感光元件 ...

相機視場角和焦距 相機能看多遠

我們能夠通過電子裝置看到畫面,鏡頭的所扮演的角色功不可沒,相信小夥伴們還記得初中物理上學過的成像原理。相機一般使用的都是凸透鏡,因此以凸透鏡為例,光通過透鏡,會在後面的屏上呈現物體的倒像,這其實也是人眼的成像原理。相機的鏡頭其實就是這樣的一組透鏡,對物體反射或者發出光線多次的折射,最終形成乙個像。鏡...