==== 畸变 ==== **一、畸变的定义与类型**\\ 畸变(又称几何失真),指被摄物体经过光学系统后,由于相机镜头像场中放大率的变化,导致图像中的直线变形为曲线的现象。\\ {{ yanding:成像基础知识:成像系统:成像质量问题:2.png?450 |}} 畸变主要分为以下三种类型: {{ yanding:成像基础知识:成像系统:成像质量问题:1.png?650 |}} **枕形畸变:**也称为正畸变。表现为图像边缘的放大率高于中心区域,导致直线向内凹陷,形似枕垫。这种畸变常见于长焦镜头。 {{ yanding:成像基础知识:成像系统:成像质量问题:640px-jupiter-37a-5301.jpg?250 |}} {{ yanding:成像基础知识:成像系统:成像质量问题:pincushion_distortion.svg.png?100 |}} (长焦镜头图像来源:By WolfWings - Own work, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1388853) **桶形畸变:**也称为负畸变。表现为图像中心的放大率高于边缘区域,导致直线向外凸出,形似木桶。这种畸变在广角镜头中尤为常见。 {{ yanding:成像基础知识:成像系统:成像质量问题:fisheye-nikkor_auto_8mm_1-2.8.jpg?150 |}} {{ yanding:成像基础知识:成像系统:成像质量问题:barrel_distortion.svg.png?150 |}} (鱼眼镜头图像来源:By WolfWings - Own work, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1388846) **髭形畸变:**它结合了枕形和桶形畸变的特征,通常表现为图像中心区域呈桶形畸变,而外围区域逐渐过渡为枕形畸变,形成类似胡须的复杂曲线。这是一种相对少见的畸变。 {{ yanding:成像基础知识:成像系统:成像质量问题:mustache_distortion.svg.png?150 |}} **二、畸变成因**\\ 理想透镜不会产生畸变。然而,实际镜头由多片凸透镜和凹透镜组合而成。 畸变的根本原因在于透镜的放大率随入射光线的角度(即视场角)而变化。 {{ yanding:成像基础知识:成像系统:成像质量问题:畸变成因.png?600 |}} 透镜的球面形状决定了其边缘与中心区域对光线的折射能力不同。当平行光线穿过透镜时,远离主光轴(透镜中心)的光线会比靠近主光轴的光线汇聚(或发散)得更早或更晚,这种差异化的折射导致了放大率的非线性变化,从而引发几何畸变。 **三、计算原理**\\ {{ yanding:成像基础知识:成像系统:成像质量问题:4.png?300 |}} SMIA TV Distortion计算公式: $$ A = \frac{A_{1}+A_{2}}{2} $$ $$ SMIA= \frac{A-B}{B} \times100\% $$ 其中, | SMIA | 对应SMIA(%) | | $$A_{1}$$ | 网格点左上角到左下角的距离 | | $$A_{2}$$ | 网格点右上角到右下角的距离 | | B | 网格点最上端与最下端的中间点的距离 | **当SMIA TV Distortion>0时,为枕形畸变;当SMIA TV Distortion<0时,为桶形畸变。**