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相机镜头枕形畸变 镜头畸变的镜头畸变的分类

相机镜头枕形畸变

1.镜头畸变的镜头畸变的分类

枕形畸变(Pincushion Distortion),又称枕形失真,它是由镜头引起的画面向中间“收缩”的现象。我们在使用长焦镜头或使用变焦镜头的长焦端时,最容易察觉枕形失真现象。特别是在使用焦距转换器后,枕形失真便很容易发生。当画面中有直线(尤其是靠近相框边缘的直线)的时候,枕形失真最容易被察觉。普通消费级数码相机的枕形失真率通常为0.4%,比桶形失真率低。与枕形失真相对的是桶形失真。

处理方法:可以利用镜头中间部分变形少解析度的图画构图,多留余量,后期通过PS裁切。

也可以使用软件进行矫正。 桶形畸变(Barrel Distortion),又称桶形失真,是由镜头中透镜物理性能以及镜片组结构引起的成像画面呈桶形膨胀状的失真现象。我们在使用广角镜头或使用变焦镜头的广角端时,最容易察觉桶形失真现象。当画面中有直线(尤其是靠近相框边缘的直线)的时候,桶形失真最容易被察觉。普通消费级数码相机的桶形失真率通常为1%。与桶形失真相对的是枕形失真。

失真是由于光线的倾斜度大引起的,与球差和像散不同,失真不破坏光束的同心性,从而不影响像的清晰度。失真表现在像平面内图形的各部分与原物不成比例。畸变的情况与光阑的位置有关。

通常情况下,广角镜头都有或多或少的桶形畸变,尤其是在变焦镜头的广角端,这个问题更是十分严重,很多大变焦比便携式相机出于成本考虑,在这个方面更是有先天不足。

处理方法:可以使用软件进行矫正。比如PS当中有个插件叫全景工具,可以有效的矫正失真部分。 线性畸变(linear distortion),又叫线性失真。

当试图近距离拍摄高大的直线结构,比如建筑物或树木的时候,就会导致另外一种失真。假设使用的是广角镜头,并且认为只把照相机稍微向上瞄准一点,就可以离得很近也能把整个结构拍摄下来。但是由于实际上平行的线条显得并不平行了,结果是建筑物或树木好像要倾倒下来似的,这种失真现象被称为线性畸变。

问题出自于向上倾斜了照相机,镜头所瞄准的方向导致建筑物或树木的两侧充当了像典型铁路轨道一样的角色,即它们朝向中心汇聚并产生了正常的纵深透视。

如果摄影者是站在建筑物一面墙或树木一侧中部的静点位置拍摄,那么上述这种透视关系看去并非不自然。但是,当摄影者的位置偏离中心时,由于结构的两侧并不是以相同的角度汇聚,问题就出现了。比如,有这么一面建筑物的墙,它的一个边看上去直上直下的,而另外一个边呈30°角,这样拍出来的照片似乎是金字塔而决非是什么摩天大楼。

这种问题不仅仅是出现在广角镜头上,如果拍摄角度相同,任何一只镜头都会产生线性畸变。只是由于广角镜头使得线条的倾侧更明显,让这一现象更为显著罢了。

怎样解决这种问题呢?其实很简单,只需要使照相机背部与所拍摄的建筑物正面平行即可。如果拍摄不到整个建筑物的话,要么换用更广角的镜头,要么向后移动。

另一个线性畸变问题的解决方案是使用机背取景照相机。这种照相机可以上下或左右移动镜头,从而使所拍摄物体的正面与位于固定位置的胶片保持平行。这也是建筑摄影师几乎总是使用机背取景照相机的原因。

2.镜头为什么会有枕形变形和桶形变形,为什么会出现这样的现象

光学畸变(Opt distortion)和TV畸变(TV distortion):畸变是指光学系统对物体所成的像对于物体本身而言的失真程度,TV畸变则是指实际拍摄图像时的变形程度,DC相机的标准时测量芯片(Sensor)短边处的变形。一般来说光学畸变不等于TV畸变,特别是对具有矫正能力的芯片来说。畸变通常分为两种,桶形畸变和枕形畸变,比较形象的反映畸变的是哈哈镜——使人变得又高又瘦的是枕形畸变,使人改变的又矮又胖的是桶形畸变。

超大变焦的镜头很容易在广角端产生桶形变形,而在长焦端产生枕形变形,虽然镜头变形是不可避免的,但是好的镜头会将变形控制在一个合理范围内。

所有光学相机镜头都存在畸变的问题,畸变属于成像的几何失真,它是由于焦平面上不同区域对影像的放大率不同而形成的画面扭曲变形现象,这种变形的程度从画面中心至画面边缘依次递增,主要在画面边缘反映得较明显。对于变焦镜头畸变的问题尤其严重,一般在广角端拍摄时,往往会使画面边缘向外凸起,称之为桶形畸变;用远摄端拍摄时,画面边缘经常会向内凹进,称之为枕形畸变。畸变会引起成像时的画面变形,大多数时候轻微的畸变并不会对画面质量有太大影响,但某些应用可能对畸变比较敏感,比如翻拍资料、拍摄建筑物等规则物体,都希望畸变不要太严重,否则会明显歪曲拍摄实物的几何特征。为减小畸变,我们在拍摄时尽量避免使用镜头焦距的最广角端或最远摄端,并使用较小的光圈。除畸变外,相机镜头还可能存在其他各种“像差”,所谓“像差”就是光线通过数码相机的镜头在焦平面上成像时,会产生各种失真,使聚焦形成的影像随之产生的各种偏差。像差分许多种类,主要有畸变、球差、像散、慧差、场曲和色差等,它们分别会在不同方面影响到成像质量。

3.对“枕形畸变”和“桶形畸变”理解不太透彻,希望可以简要的解释下

下列链接中图一为“枕形畸变”和“桶形畸变”。

/laozhanshuju/zixunzhongxin//20070914/17250.html桶形畸变和枕形畸变的软件校正 周 彧 通常情况下,广角镜头都有或多或少的桶形畸变,而远摄镜头则有一定的枕形畸变(图一),尤其是在变焦镜头的两端,这个问题更是十分严重,很多大变焦比便携式相机出于成本考虑,在这个方面更是有先天不足。不过现在这个问题简单了,因为最近一个名为“全景工具”(Panorama Tools)的软件在因特网上越来越流行,摄影者们通过这个软件可以轻而易举地校正桶形畸变和枕形畸变。

“全景工具”这个软件既有PC版(下载地址为/dmaurer/%7Edersch/PanoTools.zip),也有Mac版(下载地址为/dmaurer/%7Edersch/PanoTools2.2.sit.hqx),大多数摄影者手头的家用PC机上安装的Windows 95/98/Me/2000/XP都可以很方便地安装。通常,它是作为Adobe Photoshop Elements 1.0(含更高版本)或Photoshop 5.0(含更高版本)的插件来使用的,通过几个参数的设置即可实现自行校正畸变。

需要注意的是,安装是应该将该软件中的pano12.dll文件拷贝到Photoshop的相应目录下,同时将adjust.8bf、correct.8bf、perspect.8bf、remap.8bf等几个文件拷贝到Photoshop下的Plug-ins文件夹下的Filters目录内,另外不要管PanoTools.zip这个压缩文件。遗憾的是,该软件目前只有英文版,不然,该软件的Readme文件中有很多技巧可供您参考。

一切安装就绪,您需要重新启动Photoshop,然后就可以在滤镜菜单中找到“全景工具”(Panorama Tools)。 在校正桶形畸变和枕形畸变时,您可以调用Filter->Panorama Tools->Correct(图二),然后有“Radial Shift”(光线偏移)会以高亮显示,点击“Options”(选项)设定“a”和“c”,选择所有色彩归零,然后设定“b”选项的值,使得“b”+“d”=1。

在校正桶形畸变时,“b”表现为负数,反之,在校正枕形畸变时“b”则需要为正数。通常b的值应从-0.015或0.015(1.5%)开始试着设定(图三),直到照片中的线条变直为止。

至于a和c两个值的用处,Readme文件中有详细介绍,但因此处并不涉及,因此您也无需了解。 具体操作方法如下: 桶形畸变校正。

处理图四时参照垂直线的变形,参数设定如下:a=0,b=-0.016,c=0,d=1.016,结果,该软件成功地将垂直线条和建筑物的变形校正为直线(图五)。处理图六时有关参数设定为a=0,b=-0.018,c=0,d=1.018,结果也成功将窗口的直线校正了(图七)。

枕形畸变的校正。图八为远摄镜头拍摄的一张数码照片,有关参数设定如下:a=0,b=0.013,c=0,d=0.987,也成功地校正了畸变。

不过值得一提的是,校正过程中切掉了照片顶部、底部、左右两侧各大约25个像素,但与影像校正的效果相比,这一裁切过程还是值得的(图九)。 从上述图例中可以看出,即使像图八这样使用该软件实际操作的例子,由于使用了Photoshop中的双三次插值,因此放大400%,锐度和像质也没有明显下降。

我们可以认为这个软件采用的是无损处理,从其性价比上看,它确实是个很廉价的、不会造成很大像质损失的桶形畸变和枕形畸变校正软件。

4.镜头畸变的镜头畸变的分类

枕形畸变(Pincushion Distortion),又称枕形失真,它是由镜头引起的画面向中间“收缩”的现象。

我们在使用长焦镜头或使用变焦镜头的长焦端时,最容易察觉枕形失真现象。特别是在使用焦距转换器后,枕形失真便很容易发生。

当画面中有直线(尤其是靠近相框边缘的直线)的时候,枕形失真最容易被察觉。普通消费级数码相机的枕形失真率通常为0.4%,比桶形失真率低。

与枕形失真相对的是桶形失真。处理方法:可以利用镜头中间部分变形少解析度的图画构图,多留余量,后期通过PS裁切。

也可以使用软件进行矫正。 桶形畸变(Barrel Distortion),又称桶形失真,是由镜头中透镜物理性能以及镜片组结构引起的成像画面呈桶形膨胀状的失真现象。

我们在使用广角镜头或使用变焦镜头的广角端时,最容易察觉桶形失真现象。当画面中有直线(尤其是靠近相框边缘的直线)的时候,桶形失真最容易被察觉。

普通消费级数码相机的桶形失真率通常为1%。与桶形失真相对的是枕形失真。

失真是由于光线的倾斜度大引起的,与球差和像散不同,失真不破坏光束的同心性,从而不影响像的清晰度。失真表现在像平面内图形的各部分与原物不成比例。

畸变的情况与光阑的位置有关。通常情况下,广角镜头都有或多或少的桶形畸变,尤其是在变焦镜头的广角端,这个问题更是十分严重,很多大变焦比便携式相机出于成本考虑,在这个方面更是有先天不足。

处理方法:可以使用软件进行矫正。比如PS当中有个插件叫全景工具,可以有效的矫正失真部分。

线性畸变(linear distortion),又叫线性失真。当试图近距离拍摄高大的直线结构,比如建筑物或树木的时候,就会导致另外一种失真。

假设使用的是广角镜头,并且认为只把照相机稍微向上瞄准一点,就可以离得很近也能把整个结构拍摄下来。但是由于实际上平行的线条显得并不平行了,结果是建筑物或树木好像要倾倒下来似的,这种失真现象被称为线性畸变。

问题出自于向上倾斜了照相机,镜头所瞄准的方向导致建筑物或树木的两侧充当了像典型铁路轨道一样的角色,即它们朝向中心汇聚并产生了正常的纵深透视。如果摄影者是站在建筑物一面墙或树木一侧中部的静点位置拍摄,那么上述这种透视关系看去并非不自然。

但是,当摄影者的位置偏离中心时,由于结构的两侧并不是以相同的角度汇聚,问题就出现了。比如,有这么一面建筑物的墙,它的一个边看上去直上直下的,而另外一个边呈30°角,这样拍出来的照片似乎是金字塔而决非是什么摩天大楼。

这种问题不仅仅是出现在广角镜头上,如果拍摄角度相同,任何一只镜头都会产生线性畸变。只是由于广角镜头使得线条的倾侧更明显,让这一现象更为显著罢了。

怎样解决这种问题呢?其实很简单,只需要使照相机背部与所拍摄的建筑物正面平行即可。如果拍摄不到整个建筑物的话,要么换用更广角的镜头,要么向后移动。

另一个线性畸变问题的解决方案是使用机背取景照相机。这种照相机可以上下或左右移动镜头,从而使所拍摄物体的正面与位于固定位置的胶片保持平行。

这也是建筑摄影师几乎总是使用机背取景照相机的原因。

5.数码相机图像畸变是正常的吗

不知道你说的一倍变焦是具体焦距是多少。

所谓广角并不是一个固定的焦距,一般说在40~60MM左右焦段的视角和人眼的视角相当,低于这个焦段的视角更广,所以叫广角,W190的焦段是35-105MM,那么35MM也可以算小广角,只不过约定俗成把28MM左右才叫广角。

相片的畸变容易出现在广角端和长焦端,广角端是桶形畸变,长焦端是枕形畸变。前者更多见,越是广角畸变越厉害,鱼眼镜头拍出来的看上去就是一个圆桶。有些相机内置了修正功能,可以修正一部分畸变,但不可能完全修复。

6.什么是照片桶状变形,枕形失真,晕影

桶状变形(Barrel distortion)亦可称为负变形(Negative distortion),是一种成像缺陷。桶状变形的影像,像点会随着与中心点距离之增大而移位。令影像中的「直线」中段向外弯曲,两端则向中心弯曲,变成「曲线」。所以,方形物体的影像会变成四角向内收缩,边线中段则向外凸出,好象一个木桶。因此,被称为桶状变形。

枕形失真是由镜头引起的画面向中间“收缩”的现象。我们在使用长焦镜头或使用变焦镜头的长焦端时,最容易察觉枕形失真现象。特别是在使用焦距转换器后,枕形失真很容易便会发生。当画面中有直线(尤其是靠近相框边缘的直线)的时候,针垫形失真最容易被察觉。普通消费级数码相机的针垫形失真率通常为0.4%,比桶形失真率低。与针垫形失真相对的是桶形失真。

晕影指的是图像的角上稍暗,这是由于镜头不能在整个图像传感器上均匀地分布光线引起的。这通常在使用广角镜头拍摄的照片中更明显,而廉价镜头出现这种效果的可能性更大。

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