什么是畸变?
畸变是光学常见基本像差之一,是指光学系统对物体所成的像相对于物体本身而言的失真程度,是光学理论上计算所得到的变形度畸变作为光学系统中经常提到的一个参数,是限制光学量测准确性的重要因素之一,它只引起像的变形,对像的清晰度并无影响。
畸变的现象有哪些?
通常来说畸变分为两种: 桶形畸变和枕形畸变
桶形畸变
桶形畸变 (Barrel Distortion) 又称桶形失真,是指光学系统引起的成像画面呈桶形膨胀状的失真现象。桶形畸变在摄影镜头成像尤其是广角镜头成像时较为常见,使人变矮胖的哈哈镜成像是桶型畸变的一个比较形象的例子。
枕形畸变
枕形畸变 (Pincushion Distortion) 又称枕形失真,它是指光学系统引起的成像画面向中间“收缩”的现象。枕形畸变在长焦镜头成像时较为常见,使人变瘦高的哈哈镜成像就属于枕型畸变。
畸变的影响因素
01、般光学系统,都不能做到完全准确拍摄出画面的“横平
竖直”总会使画面的线条出现一些弯曲,是一种固有的光学特性。
02、畸变与镜头焦距有关,焦距越小,视场角越大,但畸变会
越明显。如下举例不同焦距镜头的畸变网格测试图对比:畸变程度2.8mm > 3.6mm > 12mm。
03、畸变与视场角有关,同一光学系统,物体处于画面中心时,物体与光线主轴无夹角,则无畸变;物体处于画面边缘时,物体离光线主轴较远,则畸变会变明显。
畸变产生的原理
畸变在物理学上定义为像差的一种,即物体上的光线经过透镜成像后变成弯曲的现象。
畸变产生的根本原因是由于镜头中心视场和边缘视场放大倍率不一致导致的。对于理想光学系统,在一对共扼的物像平面上,放大率是常数。但是对于实际的光学系统,仅当视场较小时具有这一性质而当视场较大或很大时,像的放大率就要随视场而异,这样就会使像相对于物体失去相似性,这种使像变形的成像缺陷称为畸变光线与主光轴之间的夹角越大,畸变越大;与主光轴之间的夹角越小,畸变越小;若与主光轴无夹角,则不发生畸变。
通俗的讲、就是物体上的直线经过透镜成像后、变成弯曲的现像。畸变是由于透镜的放大率随光束和主轴间所成角度改变而引起。光线离主轴越远,畸变越大,但是若与主轴正交并通过主轴,则不发生畸变。放大率随入射角度增加而增大时称正畸变 (即枕形畸变),放大率随入射角度增加而减小时称负畸变 (即桶形畸变) ,畸变不影响成像清晰度,但图像会变形失真,影响观察效果。
常见FAQ
畸变会影响清晰度吗?
解答:畸变不会影响清晰度
畸变有办法解决吗?
解答:可以通过畸变矫正技术进行适当矫正,但是会有部分视场角的牺牲。另外,不是每款摄像机都能进行矫正,具体还请具体产品具体分析。
为什么不同产品畸变大小不一样?
解答:镜头焦段越小畸变越大,产品畸变大小不同一般是由于镜头焦段不同引起的。
多目拼接产品的畸变和单目产品的畸变是一回事吗?
解答:不是,单目产品的畸变主要是由光学系统引起的,多目产品的畸变除了光学系统的影响还和多目拼接的原理有关。
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