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摄影的基本知识与影像误差处理第1页/共56页 第二章 摄影的基本知识与影像误差处理 §2—1 摄影原理与摄影机 §2—2 摄影处理与像片的晒印 §2—3 航空摄影与摄影测量对摄影的基 本要求 §2—4 像片影像的误差及处理 §2—5 彩色摄影与其他摄影第2页/共56页 §2—1 摄影原理与摄影机一、摄影原理(1)摄影是根据小孔成像原理，用一个摄影物镜代替小，在像面处放置感光材料，物体的投射光线经摄影物镜后聚焦于感光材料上，感光材料受成像光线的光化学作用后生成潜像，再经摄影处理得到光学影像，这一过程称为摄影。(2)摄影的主要工具是摄影机。被摄物体在感光材料上的影像所获得的成果，此成果统称为像片。由于感光材料的片基上涂布不同的感光乳剂，使感光材料有正性和负性之分。第3页/共56页 §2—1 摄影原理与摄影机一、摄影原理(3)负性感光材料多用于摄影，曝光后的负性感光材料经摄影处理后所得影像，对黑白摄影而言，黑白灰度与被摄物的明亮程度相反，故称这类像片为负片，习惯上也称底片。(4)正性感光材料多用于晒印像片，影像的黑白灰度由负片反转过来，其影像的黑白灰度与被摄物的明亮度一致。所以，这类像片习惯称为正片。用软片晒印的此类像片，称为正片。用软片晒印的此类像片，称为透明正片。两类感光材料在曝光和摄影处理的光化学作用与反应基本是相同的。第4页/共56页 §2—1 摄影原理与摄影机二、摄影机(1)摄影机的结构形式种类繁多，其基本结构大致相同，它可由镜箱和暗箱两个基本部分组成，如图2-1所示。AB镜箱物镜Ddba第5页/共56页 §2—1 摄影原理与摄影机二、摄影机(2)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。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，使感光材料平并紧贴在像框平面上。(3)像框平面就是光线通过摄影物镜后的成像平面。镜箱体和暗箱都必须密闭不得漏光。量测用的摄影机镜箱和暗箱是可以分开的，它一般备有多个暗箱。第6页/共56页 §2—1 摄影原理与摄影机二、摄影机1.摄影机物镜(1)摄影机物镜是一个复杂的光学系统，它是由多个透镜组合而成。在摄影是起成像和聚光作用，它能聚集被摄物体较多的投射光线，使得像框平面上的影像有较高的亮度。(2)被摄物体影像的质量主要取决于摄影物镜的品质。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。(3)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第7页/共56页 §2—1 摄影原理与摄影机二、摄影机1.摄影机物镜(3)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折射后，最终取得折射光线。如图2-2所示第8页/共56页 §2—1 摄影原理与摄影机二、摄影机1.摄影机物镜ABhh`QQ`CF`abcFdD(3)假定物方空间有一平行于主光轴的光线AB，经物镜诸透镜界面折射后得折射光线CD，折射光线CD偏向主光轴，并相交于主光轴F`点延长AB和CD相交于点h`，这相当于入射光线AB是在h`点处发生折射得CD折射光线。SS`第9页/共56页 §2—1 摄影原理与摄影机二、摄影机1.摄影机物镜(6)由于光线的可逆性，这两个平面都是投射光线的折射面。综上所述，不论物镜由多少个透镜组成，经过多少次的折射，其结果都相当于在主平面Q和Q`上发生折射，由此，可以用主平面Q和Q`作为等价物镜，在作图时采用Q和Q`来代表物镜实体。(7)主平面Q和Q`将空间分为两部分，物体所处在的空间称为物方空间，影像所处在的空间称像方空间，因此，Q和Q`也相应称为物方主平面和像方主平面。第10页/共56页 §2—1 摄影原理与摄影机二、摄影机1.摄影机物镜(8)平面Q和Q`与物镜主光轴的交点S和S`也相应称为物方主点和像方主点。由物方平行于主光轴的诸投射光线经特镜折射后，诸折射光线都交于主光轴的像方焦点F`上；(9)而一组与主光轴斜交的投射光线，经物镜折射后若为平行于主光轴的平行线组，那么诸投射光线必然交于主光轴的F点上，该点为物方焦点。第11页/共56页 §2—1 摄影原理与摄影机二、摄影机1.摄影机物镜(10)自像方主点S`到像方焦点F`之间的距离称为物镜的像方焦距，也用F`表示。相应地自物方主点S`到像方焦点F`之间的距离称为物方焦距，仍用F表示。(11)显然无穷远点的发射光线，可视为平行光线，经物镜