13.相机和图像——缩放和移动是不一样的，移动变焦镜头，镜头并不完美，镜像系统_5
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缩放和移动是不一样的
移动变焦镜头
镜头并不完美
透镜系统
总结
缩放和移动是不一样的
所以，这里有一些很酷的东西，与摄影的数学有关，我们会做更多的。而缩放和移动不是一回事，对吧。 所以有些人认为：oh~，如果我放大，就像接近某事一样。 大师：嗯，这不是真的。
这是同一辆车的两张照片（如图），okay？ 而且你可以说它们看起来有点不同，即使它是同一辆车，而且汽车在同一个地方。而且它们不同的原因是，在左侧，汽车被视为具有非常大的视场，所以这是一个非常小的焦距，这意味着摄影师必须靠近汽车。okay。
右侧的图像采用较小的视野拍摄，焦距较大，因此摄影师必须远离汽车。所以尽管图像中的汽车大小相同，但你会立即注意到，形状看起来很不一样，好吧？左边的那个似乎有什么，很多被称为透视形变（Perspective Distortion）的东西，而且根本不是失真（Distortion），这只是透视（Perspective）的效果。这就是为什么我说，我们要做数学，而不是今天，我们下一次要这么做。
这对拍摄人物也有很大的影响，这里是一个例子，再次取自网站，网站：StevenEastwood.com，那里有关于镜头视角的教程。
我们这里有同一个女人的照片。 但在这里，它是一个350毫米的镜头（如图1），站在很远的地方放大。
这是一个19毫米的镜头，站得更近，以便能够获得相同大小的脸（如图2）。
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而且你会注意到你脸上的形状发生了令人难以置信的明显变化。 在这里，再次提到透视形变（Perspective Distortion）（如图）。但那不是一个正确的词，这只是视角的影响。
这就是为什么摄影师使用特殊的镜头来进行肖像作业的原因（如图），他们倾向于挑选一个让他们站立的镜头，他们称之为正常距离，事实证明，当你和我考虑某人的照片应该是什么样子时，我们倾向于考虑站在六，七，八英尺远的地方，或者可能更进一步，但肯定不会更接近，这就是为什么他们选择他们所做的特定镜头。
这是焦距对视角的影响的另一个例子。 在这里它被称为正确的透视效果。这是出自Zisserman和Hartley的一本书里的一张图片，他们实际上在谈论透视和弱透视的效果，我们将在接下来来讨论这个问题，但这里有两张相同建筑物的照片（如图），再一次用更宽的视场镜头拍摄， 所以左边的那个，所以当对象变小时，你会看到这个效果。 而使用长焦镜头，右侧的图像，你看不到任何收敛线。我们将讨论下一次的数学问题。
移动变焦镜头
有一件很酷的事情你可以做，这就是所谓的移动变焦镜头（Dolly Zoom）。这是一个我认为至少是由阿尔弗雷德·希区柯克发明的效果。 基本上，如果你越来越靠近某个东西，但是你同时扩大了镜头，你将使中间的物体和主体保持大致相同的尺寸并保持静止，但这将是非常奇怪的，因为将要发生的事情是外部的所有东西看起来都会变得越来越大。
YouTube上的幻灯片和学习指南是原始链接。另外还有一个链接，是想证明这个效果的人提出的。他们做了更长的时间，你可以看到这一点。
镜头并不完美
好的。我们最后的一点是，我必须把它分解给你，现实可能是个问题。这是一种更好的表达生活的方式。事实上，镜头不是很薄，镜头不是完美的，摄影师并不完美，除了我们中的一些人。传感阵列并不完美，所以有时我们不得不做些事情来修复这些东西。
因此，这是一个可以在数学和几何中轻松修复的问题的例子（如图1），这被称为几何失真。 所以在左边这里，我们有一个漂亮的规则的网格（如图2）。
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但有时，我们的镜头不是完美的，他们会像这样鞠躬（如图1），这就是所谓的针垫失真（Pin Cushion Distortion）。
有时他们会这样鞠躬（如图2），这被称为桶形失真（Barrel Distortion）。
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顺便说一下，对于那些使用PS图象处理软件或其他更先进的图像处理工具的人来说。你可以在图像中纠正这一点，事实上，在Photoshop和Camera Raw中，如果它知道你正在使用的相机和镜头，你可以告诉它，纠正几何像差，它会继续为您修复它。因为它知道镜头，它知道相机。顺便说一下，我使用了“畸变”这个词，这就是我们倾向于使用的任何类型的问题，如镜头，如何创建图像。
这里有一个纠正（correcting）径向畸变（Radial Distortions）的例子（如图），径向从中间出来，在左边用镜头拍摄的照片，实际上是为了尽可能多地捕捉场景，但是非常失真（Distorted：或称扭曲）。在右边，你可以看到恢复使它好像一切都完全平坦。
计算摄影中的另一种像差（Aberration）或问题是所谓的色差（Chromatic Aberration）（色差又称色像差，是透镜成像的一个严重缺陷，色差简单来说就是颜色的差别，发生在以多色光为光源的情况下，单色光不产生色差）。 哦，当然，如果你们中的任何人都是Pink Floyd的粉丝，那么你就会熟悉这张照片，它显示出白色的光线穿过棱镜展开，形成一道彩虹。
我愿意，但我相信我必须支付Pink Floyd的钱。 all right。 问题在于，不同颜色的光 被 特定透镜 或 特定介质衍射不同的量。所以问题是，如何让所有来自某点的光线落在我的图像中的同一个地方？这里显示的是，他们向你展示红色和蓝色的灯光会聚到不同的地方（如图1）。
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这是一个角落的例子，当你把它炸掉时，你可以看到蓝色天空和白色建筑之间的这条红线， 那条红线来自哪里，那里没有红线。嗯，那是色差。顺便说一下，PS图象处理软件知道如何处理这一点。这有点近似，但是你可以用这种方法去除你的镜片的色差。
最后一个我们将要讨论的是渐晕现象（Vignetting）。如果在某些光圈设置下使用某些相机。不是所有从图像中间射出的光线，比如，从中间射出的光线，都是在角落被捕捉到的。
我们这里有一个镜头成像系统（如图），我们将在一分钟内讨论这个问题，我们有一些观点。
那些在边缘附近的会通过两个不同的透镜（如图），
只有一部分击中了成像介质（如图1），这就导致了边缘周围的暗区（如图2），这就是所谓的渐晕（Vignetting）。
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透镜系统
问题是，如何处理这些影响?答案是你花钱。我在这里给你们看的是，我假设我可以给你们看这个，因为你们可以去拿它，它直接来自文献，是一个漂亮的镜头，尼康24-70变焦。现在你知道我没有佳能的设备了。其实我拥有一些佳能，我拥有各种品牌的设备，任何有律师的品牌，我拥有你的一些设备。
这里展示的是这个变焦镜头中的元素（如图），你会注意到它不只是一个移动进出的薄透镜。 它由1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15块玻璃组成，这些玻璃以不同方式移动，具体取决于您是否正在更换 变焦长度 或 你正在改变焦距。如今，它是计算机设计的结合，以及关于如何做到这一点的光学工程师部分的知识。 它的作用是，它有助于减少渐晕，色差，几何失真和其他类型的扰动，最后得到我们想要的完美的针孔图像。
总结
这样就结束了这一课。 给你一些关于图像形成方式的讨论。 这是现实。 但一般来说，镜头的设计使它看起来就好像你有一个完美的针孔，恰好可以给你非常清晰的照片。 这对我们来说真的很好，因为针孔相机的数学知识非常清楚，非常干净。 我们说，它们有点复杂而不是简单的代数。 但他们是，他们很容易建模。 因此，当我们对图像与世界几何形状的关系进行数学分析时，我们将使用针孔模型。 但是我在这里展示的一切就是我们如何构建镜头，让我们拥有一个非常强大的针孔成像系统的幻觉。
——学会编写自己的代码，才能练出真功夫。
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