镜头畸变是什么?
夏昆冈 于 2020.09.20 19:42:32 | 源自:www.soomal.com | 版权:原创 | 平均/总评分:09.50/95

我们经常在相机、镜头、手机摄像头的测评文字中看到“畸变”这个词,对于不太接触摄影的读者,不大理解什么是畸变。

首先,我们需要了解,理想的镜头,能在感光器表面实现完全不变形的投影,然而,大部分民用系统的都达不到理想状态[除了极少数特殊用途镜头,例如远心镜头],就是说,透过镜头投到感光器表面的影像,它是会变形的。

  • 这个变形,对应的英文单词是 Distortion,中文术语则是畸变。镜头畸变通常就是两种,枕形畸变和桶形畸变,也叫枕形失真和桶形失真。两者很好区分,视觉上向内坍缩的图像是枕形畸变,往外鼓的桶形畸变。这两种畸变是镜头系统中最最最最常见的像差现象。

    通常广角镜头容易产生桶形畸变,而长焦镜头则更容易出现枕形畸变。除了焦距因素,畸变类型和程度,也与镜头结构、镜片形状有关。

    制造商=OPPO;型号=OPPO RENO 10X ZOOM;焦距=2毫米;光圈=F2.2;感光度=ISO100;白平衡=自动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1560/1000000秒;日期=2019.05.29 14:19:59
    制造商=VIVO;型号=V1809A;焦距=2毫米;等效焦距=15毫米;光圈=F2.4;测光模式=中央平均;感光度=ISO800;白平衡=自动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/25秒;曝光程序=未知;场景类型=标准;日期=2018.10.17 19:05:52

    在不少文章中,也会将近大远小的透视变形称为透视畸变,这个说法是有问题的,准确的描述应该是透视形变。形变对应的英文单词也是Distortion,但形变和畸变的中文词意是有差别的。差别在于“畸”,畸变都是不理想的变形,透视形变并不是不理想。透视形变与镜头结构、镜片形状都没关系。

    写到此处,基本可以做个小结,镜头畸变指的是枕形畸变或桶形畸变,透视形变不是镜头畸变的一种。

    相比长焦上的枕形畸变,超广上的桶形畸变会更容易察觉,传统的方法无外乎两种。一种是通过精密的镜头结构设计和镜片设计来降低畸变程度,成本大幅提升,体积也大幅提升,造型像个电灯泡似的。另外一种就是弃疗,典型的就是鱼眼镜头,把畸变玩出花来。

  • 相比传统方法,省钱疗效还好的方案是基于数字图像处理的畸变矫正功能。现在手机的超广成像,基本都默认开启了矫正,上面这个例子,是某手机等效16毫米超广所摄,横平竖直,如果不是数字解决方案,物理成本会比较高。

    基于数字图像的畸变矫正,在DC时代就开始研究并发展,这其中被不少顽强的老法师们指责过,说这是镜头造假云云。这种方案,需要重组像素排列,对于边缘成像质量就是大问题的超广系统来说,更是雪上加霜,最边缘的区域,成像质量只会变得更差,所以,出现了像场冗余设计,例如16毫米等效焦距的镜头,实际上可能是等效15毫米的。多出来的,就是为了方便切掉。在某些机型中,配合镜头像场冗余,感光器这端也进行了像素冗余配合,这么做的原因是将数字矫正的副作用尽可能降低。

    数字矫正也并不是绝对药到病除,如果拿适配16毫米系统的代码去放到14毫米的机型上,就会出现矫正不到位的情况,或者出现桶形变枕形的情况,甚至更糟,出现拍直线变得弯弯曲曲,这种情况曾经在三星和索尼的机型上出现过。即便是16毫米的系统,代码也不能通用,每一款镜头的情况并不完全一样。

    对于开发者来说,比较幸运的一点就是,人眼对轻度的畸变其实并不敏感,也可以认为,民用系统也没必要追求最理想的投影状态,人眼难以察觉的先决条件下尽可能做好即可。

    请评分
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    039.075.***.***
    039.075.***.***

    此帖使用Android设备提交
    发表于2020.09.21 18:36:15
    16

    此帖使用Win10提交
    发表于2020.09.21 14:57:48
    15
    119.004.097.***
    119.004.097.***
    发表于2020.09.21 14:11:14
    14
    03
    本来想拿来拍超广照片和充当廉价星空镜头....结果拍静物那畸变...调了半天扭曲得更凶...
    此帖使用iPhone提交
    发表于2020.09.21 12:25:35
    13
    103.251.099.***
    103.251.099.***
    发表于2020.09.21 12:10:41
    12
    123.127.***.***
    123.127.***.***
    确切说是每一个独立的成像系统, 都需要进行内外参标定, 这样才能校准
    此帖使用MAC提交
    发表于2020.09.21 12:04:24
    11
    03

    此帖使用Android设备提交
    发表于2020.09.21 10:51:35
    10
    117.090.039.***
    117.090.039.***
    发表于2020.09.21 10:49:08
    9
    10
    其实老蛙的Zero-D确实也几乎没畸变。只是分辨率差了点。
    此帖使用MAC提交
    发表于2020.09.21 10:32:41
    8
    218.029.155.***
    218.029.155.***
    发表于2020.09.21 10:26:18
    6
    180.140.***.***
    180.140.***.***

    此帖使用iPhone提交
    发表于2020.09.21 09:59:42
    5
    027.008.053.***
    027.008.053.***
    发表于2020.09.21 09:47:01
    4
    113.068.036.***
    113.068.036.***
    发表于2020.09.21 06:51:43
    3
    03

    此帖使用Android设备提交
    发表于2020.09.20 23:12:46
    2
    120.230.218.***
    120.230.218.***
    发表于2020.09.20 23:06:45
    1
    提示
    本贴可以匿名回复 ,您现在正处在潜水状态
    回复
    验证码
    4944 为防止广告机贴垃圾,不得已而为之
    表情
    正文
    京ICP备11010137号 京ICP证110276号 京公网安备110114000469号