摄影的基本知识.ppt

第二章 摄影的基本知识与影像误差处理 本章内容： §2－1 摄影原理与摄影机 §2－2 摄影处理与像片的晒印 §2－3 航空摄影与摄影对摄影的基本要求 §2－4 像片影像误差及处理 第一节 摄影原理与摄影机 一、 摄影原理 根据小孔成像原理，用一个摄影物镜代替小孔，在像面处放置感光材料，物体的投射光线经摄影物镜后聚集于感光材料上，感光材料受成像光线的光化学作用后生产潜像，再经摄影处理得到光学影像，这一过程称为摄影。 摄影的主要工具是摄影机。 摄影物体再感光材料上的影像是摄影所获得的成果，此成果统称为像片。 针孔成像 像机成像原理 摄影机剖面图 一般单眼反光相机的机构图 镜箱是摄影机的光学部分，它包括物镜筒、镜箱体和像框平面。 物镜筒内嵌有摄影物镜、光圈和快门，光线由物镜筒进入摄影机内。 镜箱体是一可以调节摄影物镜与像框平面之间距离的封闭筒。 暗箱是存放感光材料用的，安装在镜箱体的后面，摄影时借助机械或其他装置的作用，使感光材料展平并紧贴在像框平面上。 像框平面就是光线通过摄影物镜后的成像平面。 ①、摄影物镜 摄影机物镜是一个复杂的光学系统，它由多个透镜组合而成，在摄影时起成像和聚光作用。 单透镜物镜有各种像差，为克服像差的影响，一般摄影机物镜都是由几个组合透镜组合而成。 透镜两球面曲率中心的连线是透镜的光轴，物镜光学系统中诸透镜的光轴应重合为一，即为物镜的主光轴。物体的投射光线经诸透镜界面的逐次反射后，最终取得折射光线。 Wild Aviogon和Super-Aviogon镜头的结构 主平面Q和Q’将空间分为两部分，物体所处的称为物方空间，影像所处的称为像方空间。Q和Q’也相应称为物方主平面和像方主平面。平面Q和Q’与物镜主光轴的交点S和S’相应称为物方主点和像方主点。与主光轴斜交的诸投射光线折射后交于主光轴的F点，称为物方焦点；由物方平行于主光轴的诸投射光线折射后交于主光轴的F’点，称为像方焦点。S到F的距离称为物方焦距，也用F表示，S’到F’的距离称为像方焦距，用F’表示。过像方焦点作垂直主光轴的平面称为焦平面。 综上，一个物镜有一对主点、一对焦点和一对节点。当物方空间和像方空间介质相同时，理想的物镜，一对节点正好与一对主点重合。这时物镜的主点就具有节点的特性，即∠β＝ ∠β’，像方焦距等于物方焦距。具有节点的一对共轭光线，正好通过物镜主点，称此投射光线为某一物点的主光线。主光线在摄影测量中有很重要的意义。设想物镜的两个主平面重合，由于主光线的∠β＝ ∠β’，则投射光线与折射光线为一条直线，在像平面位置一定时，物点在像片平面上的影像可以由主光线与像片平面的交点来确定。 ③、物镜的光圈和光圈号数 实际使用的物镜都不是理想的，通过物镜边缘部分的投射光线都会引起较大的影像模糊和变形。为限制物镜边缘部分的使用，并控制和调节进入物镜的光量，通常在物镜筒中间设置一个光圈。 现有一束平行于主光轴的光线投向物镜，当在物镜前面设置一个光圈时，光圈的直径就起到限制进入物镜光线束柱的断面面积的作用。其面积为： 有效孔径d与物镜焦距F之比称相对孔径（d/F)。 相对孔径的倒数K＝F/d，称为光圈号数。 所以，焦面上影像的亮度与光圈号数的平方成反比。 曝光量H＝Et（其中E为照度，t为曝光时间） 如果保持原光圈号数不变，而曝光时间改变一档，或者保持原曝光时间不变，而光圈号数改一档，则曝光量将改变一倍。 补充知识（一）底片：光线是如何使胶片感光的 摄影胶片：由均匀涂布着感光乳剂的透明塑料片基构成，这些乳剂由明胶和卤化银结晶体组成。只要卤化银晶体颗粒遇到光，明胶就会使晶体凝固在片基上。 光的作用就象胶水一样，会使银晶体结合在一起。胶片曝光后，这些晶体颗粒立即结成团块。起初这种变化是看不见的，但经过化学药品的显影后，这些银团块就会具有一定密度。未经曝光的晶体颗粒在化学处理中会被从胶片上去掉。不同密度的银团块就组成了拍摄的影象。 （二）胶片曝光的控制—光圈和快门 照相机的一个重要功能就是让胶片得到正确的曝光。精确的曝光能使摄影者得到一张从亮到暗密度分布丰富的底片。底片上薄（透明）的部位称为阴影区域（因为它们代表物体的黑暗区域） ；底片上厚的部位称为高光区域（因为它们代表物体的明亮区域）。 一张好的底片，其阴影区域是薄的，但又不是完全透明的，需要有一定的密度来表现阴影区域的细节。同样，它的高光区域是厚的，但也不是漆黑一片，太厚则要失去最明亮部分的细节。 照相机利用镜头和快门来控制正确曝光的。 镜头具有汇聚光线的能力，它里面有