摄影中的对焦及虚化原理

为什么会出现虚化

凸透镜会将平行光汇聚在一点,但正常情况下,物体的每个点都会像各个方向反射光线,类似于点光源。

如图,有橙色和蓝色两个物体,他们离镜头距离不同,从它们顶端发出的点光源经过凸透镜分别汇聚与B、A两点,过这两点后光线会继续分散开来。

而镜头位置恰好在B焦点所在位置,而蓝色光线经过焦点A后继续发散,到镜头时已经分散成一个光斑了(称为弥散斑)。这就是为什么最终成像后,橙色物体成像清晰(光斑很小而已),而蓝色物体呈现虚化效果(光斑较大)

若要清晰拍摄蓝色物体,可移动镜头(或cmos)(当然还有其他方法,下面会介绍),使得A点正好到相机位置,这就是对焦过程

网上看到另外一张图,线比较清楚。一个意思

光圈大小影响背景虚化效果

在上图镜头前加上一块挡板,遮住上半部分的光线,可以看到最终成像中,除了颜色变暗之外(光线减少),橙色物体依然能清晰成像(相机处于其焦点上,使得光斑很小),而蓝色物体由于部分光线被遮住了,导致其光斑变小了。直观感觉就是物体显示更清晰了(背景虚化减弱),但画面整体亮度减少。

为什么点光源通过凸透镜会有焦点

  1. 平行光会穿过凸透镜焦点
  2. 过凸透镜中心的的光线不会发生折射
  3. 过凸透镜左焦点的光线会垂直透镜射出,反过来想比较简单,想象从成像焦点发出一条平行线

以上,它们就会汇聚在一点

长焦镜头

如果想拍远处的物体则需要用到长焦镜头,如下图,对于远处一个绿色的物体,使用长焦镜头拍摄的物体比使用短焦拍摄出来的更大,更清楚。(注:相机的cmos位置对不同镜头是不一样的,需处在不同镜头对焦位置)。但由于cmos就那么大,故长焦镜头拍摄出来的视野较小

关于对焦

就上图而言,若想拍摄出清晰的蓝色物体,有四种方法:

  1. 将镜头向后移动,直到A点到达相机的cmos(定焦镜头、变焦镜头)
  2. 向前移动相机cmos,直到A点(定焦镜头、变焦镜头)
  3. 向右(镜头方向)移动蓝色物体,直到其到达橙色物体附近
  4. 换个长焦镜头,或者改变当前镜头焦距(变焦镜头)

前三个方法很好实现,方法1和2也解释了定焦镜头对焦原理。方法4则比较困难,因为单个镜头的焦距一般都是固定不变的,故变焦镜头实际需要多个镜头组合完成变焦功能,相对来说成本更高。

手机镜头怎么对焦

手机摄影时自动对焦也是会移动镜头的。通过微型电机或微型电磁铁移动镜头位置

https://www.zhihu.com/question/21992503

相机镜头怎么对焦

因为镜头中有驱动电机,也能够改变镜头位置。

早期有些相机是通过机体内部电机来驱动镜头对焦,但对于长焦镜头来说(镜头本身也比较长),这种驱动方式很费劲,所以这些镜头就直接通过内置电机来驱动镜头,相机只负责发送对焦信号。或者镜头本身可以通过激光或超声波的方式测量物体距离,自动对焦

Leave a Comment