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。
鏡頭按照不同維度分類,可以分為很多種,比如按照用途劃分,按照焦段劃分。我們這裡只參考其中乙個維度,按照焦距是否可調,可以分為定焦鏡頭和變焦鏡頭。
凸透鏡都會有乙個自己的焦點,鏡片光心到焦點的距離,就是焦距。
光心和焦點比較難以用通俗的語言解釋,直接看圖。
二倍焦距以外,倒立縮小實像;
一倍焦距到二倍焦距,倒立放大實像;
一倍焦距以內,正立放大虛像;
成實像物和像在凸透鏡異側,成虛像在凸透鏡同側。
上面的口訣也不用記,直接看下面**中的結論。
焦距越大,對物體放大倍數也就越大,因此我們可以更清晰的看到遠處的物體;而焦距越小,則視角越寬,我們就可以看到更多的景物,因此,遠和多,這兩個需求是互斥的。
採集影象時,出現的大多數情景,大多是與下面類似的情況。
實際的相機中,並沒有實驗中的那個光屏,那麼接收到的物體的像,呈現在**的呢?下面給出答案。
在「柯達」時代,相機拍攝的像,會留在膠卷上,我們現代的數位相機通常是由一組透鏡,加上感光元件組成的,這裡的感光元件,就是鏡頭成像的位置,也就是替代上面的「光屏」,這裡面的靶面尺寸,也就是「光屏」的大小
下圖中引數標記的,即為靶面尺寸,也就是感測器的大小,這個在單鏡反光機中,也是影響畫幅的引數。這個數值越大,感測器的感光尺寸越大,**也就越貴,所以全畫幅的單鏡反光機,**就很貴啦~~
我們在相機的感測器中會看到上圖中類似的標註,通常相機會有幾個常見的感測器尺寸,筆者列在下表中:
不僅相機感測器具有這個引數,鏡頭也要與其型匹配,目前主流的鏡頭分為c介面和cs介面兩種型別(可以通過5mm的轉接頭相互轉換),鏡頭的感光尺寸要大於感測器才可以,否則就會出現類似下面的成像
這可不是後期製作的運營效果,而是鏡頭的光線,不能完全把感測器照亮導致的。
有了上面的鋪墊,搞清楚成像的基本原理,那麼我們回到今天的主題,相機到底能看多遠。
目標物顧名思義,也即是我們想看什麼,生活中我們通常拍攝的目標主體主要集中在:風景,植物,動物,人(全身),人臉,以及人形輪廓之類。
可視距離這個詞的解釋有點模糊,其實無論是相機還是人眼,可視距離都是無限遠,但是我們人眼會有主觀的判斷。
比如我們看到熟人,甚至可以不看正臉,只通過體態動作即可辨認出他是誰,陌生人即使見了大頭照,可是依然會忘記,這個話題筆者留到後面深度學習的文章中再展開討論。(這裡面還有乙個分辨力的概念,本文筆者不做討論)
因此呢,我們需要乙個不抬槓的定義,那麼通常我們說的可視距離,可以認為,在一定距離下,可以清晰的看到目標物體的距離
目標物的大小不同,我們人眼能夠看清的距離也就不同,相機同樣如此。
目前主流的人臉識別相機,可以識別人臉的基本條件是,人臉的橫向畫素,可以清晰的達到60-80個左右,瞳距要在40個畫素左右(這個概念目前不絕對,只討論目前市場的主流)。
因此,類人臉大小的物體,基本都可以參考這個數值推算,想要看清目標物,最小畫素基本要保持在 40*40–80*80 之間。
上文中提到,對於不同的鏡頭焦距,會有不同的視場角,下面舉例說明下。
其實相機的視角,並不是絕對的,之所以上面要做感測器和焦距的鋪墊,就是因為對於不同尺寸的感測器,不同畫素的鏡頭,在相同焦距下,可視角度都不一樣。
* 這一結論可以參考下某寶上賣行車記錄儀的一些商家,筆者這裡不賣關子,直接給結論。
同樣畫素和同樣尺寸的感光元件,以200w,也就是1080p為例:
焦距越大,視場角越小,可視距離越遠;
焦距越小,視場角越大,可視距離越近;
這兩條結論,會隨著畫素的增加,而增加;也會隨著感測器尺寸的變大,而增加;
感測器型別的不同,同樣會影響可視角度,比如ccd和cmos。
因此,總結結論,無論是相機還是人眼,理論的「可視距離」都是無限遠,由於有目標物可辨認度的條件限制,出現了我們常說的可視距離。
具體的可視距離,通過上文的結論可以知道,以類人臉大小的物體作為日常的參考標準。
希望可以解答小夥伴們日常對相機和鏡頭挑選的疑惑。
好啦,今天的討論就到這裡。
我是六猴,乙個閒說it的自**人,下期再見
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