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  • objccn-相机工作原理

    感觉这个世界上最幸福的事情就是工作和兴趣结合到一起了。这一阵子总是在听再看有关摄影的种种,今天在objccn上又看到这个,哈哈~

    轻轻一按,相机就把光子转化成了比特,于是一张照片就保存到了手机里。

    一 一些基本概念

    进光量:拍摄一张照片的过程被称之为曝光,曝光也指单位面积上光的数量。曝光有两种结果,一个是欠曝,一个是过曝。如果一张照片过度的欠曝或过曝的话,是很难修复的。

    曝光档数:有三个要素可以影响曝光的进光量:快门速度,光圈,ISO。调整这三者中的任意一个让进光量翻倍或减半,就叫改变了“一档”曝光。这三个参数有无数种组合来达到同样进光量的效果。

    快门速度:快门速度减慢一半,图像传感器就将捕捉两倍时间长度的光,也就是两倍数量的光子,或者说是两倍的进光量。对于高速运动的物体的摄影,我们可能希望还需要选择一个更快的快门速度,但是我们也可以有意滴选择一个长的快门速度来让物体模糊,以强调其运动感。

    感光度(也被称为胶卷速度):用来衡量图像传感器对光的灵敏程度,以及因此带来的曝光噪音。每次将iso加倍,就只需要一半的进光量。但要为此付出代价,那就是相片的噪点将会变多。eg:在iso32时,iPhone传感器得到的图片将会有最少的噪点,但是同时也需要最多的光。在ISO1600时,iPhone图像传感器就只需要1/50的进光量,但是图片会有更多的噪点。

    光圈:f/5.6 其中5.6表示镜头焦距与光圈的有效直径比例,光圈f值=镜头的焦距/光圈口径。iPhone的光圈值是固定的,f/2.2。光圈除了影响进光量,还会影响景深。这和对焦有关系,相机中的光学系统会将与相机一定距离范围内的物体渲染清晰。当我们改变光圈时,这个距离范围将变宽或者变窄。

    结合:为什么晚上拍出来的照片要比白天拍出来的差?晚上进光量少,为了要有一个可接受的快门速度,自动曝光系统将调高ISO,也许会被调到相机允许的最大值。即使是这样还是不能达到足够的金光,自动曝光还会降低快门速度。这样的组合就造成了画面上更多的噪点,以及图像模糊。

    焦距:也成为焦长,是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式,指从透镜中心到光聚集之焦点的距离。也是照相机中,从镜片光学中心到底片CCDCMOS等成像平面的距离。具有短焦距的光学系统比长焦距的光学系统有更佳聚集光的能力。主要是放大倍率和视野角度。广角镜头放大倍率滴,因此可以让相机捕捉更大的区域。长焦镜头失焦就窄的多。

    景深:由物距,镜头焦距,镜头光圈值决定。固定光圈时,景深和焦距成反比;固定放大率时,光圈越大景深越小。

    有些好的办法可以让我们获得好的自动曝光。iOS的自动曝光逻辑回检查图像的全部部分,然后去猜测想要拍摄和曝光的主题是什么。如果画面一部分特别亮,其他地方又特别暗的话,相机是不能把所有东西都曝光好的。

    对焦:相机只能将离相机一定距离范围内的物体渲染清晰,在这个范围内物体就是被聚焦的,而如果太近或太远而导致模糊的,它们就是失焦的。

    图像传感器:相当于我们的视网膜,可以讲光火光子转化为电信号。

    快门:iOS设备在内的许多小型设备使用的是回转快门。会一行一行的读取图片数据,因为每一行其实不是在同一时间读取的,所以会导致有时候场景中高速移动的物体变得很奇怪。

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