机器视觉之镜头景深概念与计算
机器视觉之镜头景深概念与计算
转自：http://sanwen.net/a/txabpqo.html
先介绍几个概念：
1、焦点(focus)
与光轴平行的光线射入凸透镜时，理想的镜头应该是所有的光线聚集在一点后，再以锥状的扩散开来，这个聚集所有光线的一点，就叫做焦点。
2、弥散圆(circle of confusion)
在焦点前后，光线开始聚集和扩散，点的影象变成模糊的，形成一个扩大的圆，这个圆就叫做弥散圆。
在现实当中，观赏拍摄的影象是以某种方式(比如投影、放大成照片等等)来观察的，人的肉眼所感受到的影象与放大倍率、投影距离及观看距离有很大的关系，如果弥散圆的直径小于人眼的鉴别能力，在一定范围内实际影象产生的模糊是不能辨认的。这个不能辨认的弥散圆就称为容许弥散圆(permissible circle of confusion)。
不同的厂家、不同的胶片面积都有不同的容许弥散圆直径的数值定义。一般常用的是：
35mm照相镜头的容许弥散圆，大约是底片对角线长度的1/1000~1/1500左右。前提是画面放大为5x7英寸的照片，观察距离为25~30cm。
3、景深(depth of field)
在焦点前后各有一个容许弥散圆，这两个弥散圆之间的距离就叫景深，即：在被摄主体(对焦点)前后，其影像仍然有一段清晰范围的，就是景深。换言之，被摄体的前后纵深，呈现在底片面的影象模糊度，都在容许弥散圆的限定范围内。
景深随镜头的焦距、光圈值、拍摄距离而变化。对于固定焦距和拍摄距离，使用光圈越小，景深越大。
以持照相机拍摄者为基准，从焦点到近处容许弥散圆的的距离叫前景深，从焦点到远方容许弥散圆的距离叫后景深。
4、景深的计算
下面是景深的计算公式。其中：
|
δ |
—— |
容许弥散圆直径 |
|
f |
—— |
镜头焦距 |
|
F |
—— |
镜头的拍摄光圈值 |
|
L |
—— |
对焦距离 |
|
ΔL1 |
—— |
前景深 |
|
ΔL2 |
—— |
后景深 |
|
ΔL |
—— |
景深 |
|
FδL2 |
||
|
前景深ΔL1= |
—————— |
(1) |
|
f2 + FδL |
|
FδL2 |
||
|
后景深ΔL2= |
—————— |
(2) |
|
f2 - FδL |
|
2f2FδL2 |
||
|
景深ΔL = |
ΔL2 + ΔL2 = |
—————— |
|
f4 - F2δ2L2 |
从公式(1)和(2)可以看出，后景深 > 前景深。
由景深计算公式可以看出，景深与镜头使用光圈、镜头焦距、拍摄距离以及对像质的要求(表现为对容许弥散圆的大小)有关。这些主要因素对景深的影响如下(假定其他的条件都不改变)：
(1)、镜头光圈：
光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大；
(2)、镜头焦距
镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大；
(3)、拍摄距离
距离越远，景深越大；距离越近，景深越小。
5、一些计算实例
网上有些在线计算器，有兴趣的网友可以参考：
摄影光学计算器
Windows版本的可下载的计数器在
f/Calc
(1)、200/2.8对焦在5m时，f/2.8的景深：
|
δ |
= |
0.035mm |
|
f |
= |
200mm |
|
F |
= |
2.8 |
|
L |
= |
5000mm |
|
ΔL1 |
= |
60mm |
|
ΔL2 |
= |
62mm |
|
ΔL |
= |
122mm |
|
结论 |
： |
该镜头在用f/2.8拍摄时，清晰范围是从4.94m~5.062m，景深很浅。 |
(2)、200/2.8+2X=400/5.6对焦在5m时，f/5.6的景深：
|
δ |
= |
0.035mm |
|
f |
= |
400mm |
|
F |
= |
5.6 |
|
L |
= |
5000mm |
|
ΔL1 |
= |
30mm |
|
ΔL2 |
= |
31mm |
|
ΔL |
= |
61mm |
|
结论 |
： |
该镜头在配合2X增距镜后，主镜头用f/2.8拍摄时，景深是(1)的一半。 |
机器视觉之镜头景深概念与计算相关推荐
- ZEMAX知识点：景深概念及计算公式推导
许多光学系统能够把空间中的物成像在一个像平面上,称为平面上的空间像.成像时,与成像面(景象平面)共轭的屋面称为对准平面.当光瞳大小一定时,对准平面外的空间物点以充满入瞳的光束进入光学系统成像,在景象平 ...
- 远心镜头参数之一：远心镜头景深计算
景深,在光学摄影中是一个很重要参数,它的大小决定着清晰图像范围.在远心光学成像中,景深也是一个经常被提及的参数,它的大小取决于镜头倍率.光圈数.波长.像素大小.客户使用的边缘提取算法灵敏度.对于大多数 ...
- 景深概念以及景深的计算公式
在了解景深的概念时,用图文结合的方式更容易理解,那么我们先来了解几个相关的概念: 1.焦点(focus) 与光轴平行的光线射入凸透镜时,理想的镜头应该是所有的光线聚集在一点后,再以锥状的扩散开来,这个 ...
- 景深概念、计算方法与影响因素
一.景深概念 "景深(Depth of Field,DOF),是指在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围.而光圈.镜头.及拍摄物的距离是影响景深的重要 ...
- 二元偏导数存在的条件_高等数学入门——高阶偏导数的概念和计算
这个系列文章讲解高等数学的基础内容,注重学习方法的培养,对初学者不易理解的问题往往会不惜笔墨加以解释.在内容选取上,以国内的经典教材"同济版高等数学"为蓝本,并对具体内容作了适当取 ...
- 目标跟踪 OP,CLE,DP,AUC的概念和计算
目标跟踪 OP,CLE,DP,AUC的概念和计算 概念 计算 概念 OP(%): overlap precision 重叠率 CLE(pixels): center location error 中心 ...
- 同一网段的概念以及计算
同一网段的概念以及计算 同一网段的概念 同一网段指的是IP地址(ip)和子网掩码(mask)相与得到相同的网络地址.想在同一网段,必须做到网络标识相同. 同一网段的计算 以我自己电脑上的ip地址和子网 ...
- GNSS基本概念（10）：GNSS定位中的不同高度概念及计算
GNSS定位中的不同高度概念及计算_路痴导航员的博客-CSDN博客_椭球高度和海拔高度的差距 RTKLIB中高度设置与计算 如下图中RTKPOST的配置页面所示,RTKLIB中支持两种高度输出: 默认 ...
- 大数据计算1-综述大数据概念，计算体系
1.体系 大数据概念,计算体系 数据采集.建模和分析 大数据处理的分析算法 大数据处理技术 数据可视化 Hadoop计算体系 HDFS/HBase存储架构 MapReduce计算模型 计算模型和架构 ...
- 第八讲 一元积分概念与计算
第八讲 一元积分概念与计算 重点 概念 不定积分 不定积分存在定理 定积分 不定积分 计算 概念 不定积分 原函数 一个 全体 不定积分 存在定理 连续函数必有原函数 振荡间断点可能有原函数 含第一类 ...
最新文章
- Oracle、SQL Server、MySQL分页方法
- android 2.2.3,升还是不升 Android2.2与2.3性能测试对比
- 程序员面试题精选100题(25)-在从1到n的正数中1出现的次数[算法]
- 【牛客网】安置路灯 C++
- 解决JSP页面获取的数据库数据乱码问题
- 常见算法基础题思路简析(六)-字符串篇
- HTML5文档结构语义：页眉的header和hgroup标签使用
- php 执行任务,php多进程执行任务的说明
- Ghost Win10 企业版LTSC 2020.05(32位+64位)
- 施一公等团队登Science封面：AI与冷冻电镜揭示「原子级」NPC结构，生命科学突破...
- 技术团队管理:技术分享
- 生成模型之flow-based model
- linux文件编程 --- fflush函数
- Linux系统下强制关闭程序
- 在C语言二级考试中编程题编译,二级C语言上机编程题
- java注解 pdf_使用 iText 复制带注释的 PDF
- ddn专线(ddn专线接入)
- OSChina 周六乱弹 ——对！今天全是妹子！
- 操作必须使用一个可更新的查询。
- 用Jenkins连接腾讯企业邮箱，在构建任务失败时给自己发邮件提醒