| yazhuge |
2008-07-17 13:59 |
鏡頭的像差 Aberrations of Lens
鏡頭的像差是各種不能完美無缺成像的偏差。產生鏡頭的像差的原因是某一特定種類的光學玻璃或塑料對光線中所有的光波的折射能力的不同，同時也因為鏡頭的曲率雖然可以使從某一角度射來落到鏡頭表面一個特定區(qū)域的光線聚焦，但可能不足以（或超過）使從不同角度射到同一區(qū)域的光線聚焦。結果就可能會出現下列的一種或多種情況。 /2uQCw&x-
;3ft1
1. 從物體上某一特定的點上散發(fā)出來的光線（或構成光線的波長）并不相應會聚（聚焦）成清楚的影像點，而是形成一個微小的彌散光斑。 =tdSq"jh
i%{X9!*%TX
2. 在被攝體距離上聚焦，來自被攝體的一個平面上的物體的光線，并不都在一個相應的平面上成像。 15H6:_+=0
1cJsj
3. 在與鏡頭軸成橫向的各個距離上的物體射來的光線，并不正好在與鏡頭軸成相應的平面上成影。 P\R27Jd
i6PM<X,{;
這些因素所產生的各種像差將在下面進行討論。像差在鏡頭設計和制造中得到校正，方法是：將具有不同程度的表面曲率和間隔的不同種類玻璃的鏡片合成在一起，這樣，一種鏡片的性能上的缺陷就被另一種鏡片所抵消�！靶Ｕ笔且粋�相對的詞，因為像差是不能完全消除的；從實用角度看，就是將像差減少到在某一特定的鏡頭用來完成一種任務時，對影像質量的影響可以不計的程度�，F代攝影用途的鏡頭，即使價格很低廉的，一般說，其校正的程度至少等同于50-75年前最好的鏡頭。今天，最完善的鏡頭幾乎不存在的基本像差，它們所攝取的影像質量之高已超過當代各種膠片所能記錄的。 z01>'
hkL5HzWn
非球面透鏡Aspheric Lens $ 17
su')
pw020}`
一片光學鏡片，或者與一個復合鏡頭相結合的鏡片，至少一個表面上不同部位的點，沒有共同的球心，它就是非球面的。一個含有一片這種鏡片的復合鏡頭也叫非球面鏡頭。大多數透鏡都是球面：所以在一特定表面上的各點和球心（半徑或中心點）的距離都是相等的，一個透鏡的前表面和后表面差不多總是不同半徑的球面。這一設計原理產生了球面像差，可以加入一片非球面鏡片來加以校正。非球面表面可以是連續(xù)曲線如拋物面（一般是如此）的一部分，或雙曲面曲率，如在施密特照相機中的校正板和類似的系統(tǒng)。
~= n#}{/
%!j:fJ()
設計和研磨出一個高質量的非球面是極端困難的；由于這個原因，非球面透鏡原來只是局限于模壓玻璃透鏡，不用于成像路線如放映機和放大機照明部分的聚光鏡。今天，光學設計和透鏡研磨機械控制非常高級的計算機程序的發(fā)展，再加上易于模壓的高級光學質量的塑料，已使非球面透鏡在照相機鏡頭中既實用又普遍了。 c| ~6Ie
HeN~c< NuB
影像解析Image Dissection i8pU|VpA
h#}YKWL
一個影像可以分成大量的獨立的點，代替統(tǒng)一的完整的視覺圖案，記錄在一幅膠片上。這種技術稱為影像解析，用于拷貝機上，以正常的操作速度在每個畫面上記錄數百個文件。作為一種高速攝影的技術，影像解析能夠做到以相當每秒高達1億幅的速率在一幅畫面上記錄數次曝光。其原理在于把系統(tǒng)中的動作減少到最低程度，因為動作要占用時間，那就會限制潛在記錄速度。膠片是不動的，所需的動作是通過光學的方式來完成像點的偏離。如果解析的影像上的諸點之間的間隔距離，相當于25個點的寬度。那么為了把另一個影像的點放到第一個影像的那些點的旁邊，則只需要偏離一個點的寬度——即普通的整幅全點記錄所需距離的1/25。 ) M<vAUF
kJK,6mN
來自相機鏡頭的原來影像可以由膠片之前的多重透鏡屏（脊形柱鏡、十字柱鏡格柵、或者蠅眼式微型球面透鏡陣）加以解析�；蛘咴谀z片一端通過光學纖維束進行解析，此時纖維被間隔成所需的數量。影像偏離的完成通常用移動透鏡屏，在相機鏡頭之后使用帶有螺旋形排列的掃描孔的旋轉圓盤（Nipkow尼普科夫掃描盤，這樣會顯著地降低影像亮度），或者利用與掃描照相機的旋轉鏡相似的裝置，所記錄的影像通過配套的系統(tǒng)（往往是相機本身）把它們投射回去加以觀看，這樣每一個影像的諸點通過單一的相機/投影機鏡頭而結為一體。影像解析在同電子影像管結合起來時能產生每秒10億幅以上的記錄速率。 x K%=
d+L#t
影像還可以借助掃描器或者電荷耦合器件以解析成與每個像點對應的模擬的或數據的電信號。這些信號能用計算機傳送、存儲和處理；數字系統(tǒng)要更加通用和先進得多。 5F $V`kYT
] Uc`J8p,
照明單位Light Units !fk ep=
\' li
由于用途不同，光的種類各異，因此光的單位頗多。本文只講普通攝影用的光的單位。 %"$@%"8;3
l5t2\Fl
光源的強度用坎［德拉］（candela。簡寫cd）或燭光（cp）表示。某種光源發(fā)出的輻射能或光通量用流明（lumens 、lm）測量。一個坎［德坎］或燭光源發(fā)出12.6流明的能量。由于光通量呈輻射狀發(fā)出，因此離光源越遠，散布面就越大；所以在整個散布面的任何一點上所接受的光是隨距離的變化而變化的，光通量與距離的平方成反比。就攝影而言，重要的因素是射向一個表面的照明——入射光或照度。照度以照射在一定平方面積上的光通量為單位，即平方米英尺流明（Lm/ft），舊稱英尺燭光（fc）；平方米流明（lm/ft、勒克斯、Lx）。從一個表面反射的光量（或一個輻射面發(fā)出的光量）取決于照度和該表面的反射能力或漫射能力。反射光或表面輝度稱之為亮度。亮度用坎［德拉］平方米（cd/m）〔亦稱尼特（nit）〕測量，也可以用燭光平方英尺（c/ft）測量。其他測量亮度的單位還有朗伯（流明平方厘米，Lm/cm）、英尺朗伯（流明平方英尺、Lm/ft）和阿熙提（apostilb流明平方米、Lm/m）。所有這些單位所涉及的都是就一般所謂亮度而言的，是以光的強度的一種主觀印象。 n-;y*kD
v"DL'@$Ut{
接受或發(fā)出的光的總量是強度和時間兩個因素的產物。例如，曝光是指多亮的光在多少時間內照在感光乳劑上。一個表面所接受的光的總量是照度和時間。米燭光秒（mcs）、英尺燭光秒（fcs）、或瓦秒（焦［耳］）平方厘米測量。非連續(xù)輸出光源是用光通量比時間來測量的。單位是流［明］秒（Lm.sec）、燭光秒(cps)或瓦［特］秒(w/s)亦稱焦［耳］(J)。下表的單位換算是： -
| |