第二章 摄影的基本知识与航空摄影测量对摄影的基本要求.ppt

第二章摄影的基本知识与航空摄影测量对摄影的基本要求
第一节摄影的基本知识
一、凸透镜成像规律
由初中物理知道:
其中,u是物距,v是像距,f是焦距。
当u>2f时,f<v<2f,成倒立,缩小,实像例如:照相机
当u=2f时,v=2f,成倒立,等大,实像
当f<u<2f时,v>2f,成倒立,放大,实像例如:幻灯机,投影机,电影机。
当u=f时,v=无穷大,此时无像;
当u<f时,v>f,成正立、放大、虚像例如:放大镜
二、摄影的基本原理
照相机是人们经常接触的东西,照相机的镜头相当于凸透镜,胶卷相当于光屏,机壳相当于暗室,被拍照的物体到镜头的距离要远远大于焦距才能在胶卷上得到倒立、缩小的实像。
照相机的摄影的基本原理就是根据凸透镜的成像的原理,用一个摄影物镜代替凸透镜,在像面出放置感光材料,物体的投射光线经摄影物镜后聚焦于感光材料上,感光材料受成像光线的光化学作用后生成潜像,再经过摄影处理得到光学影像。
下面根据这个原理谈几个术语
负片和正片,摄影物镜,物镜的光圈和光圈号数,景深和无穷远起点,摄影机;摄影处理。
1、负片和正片
负片:对黑白摄影而言,黑白灰度与被摄物的明亮程度相反。
正片:黑白灰度与被摄物的明亮程度一致。
2、摄影物镜
摄影机物镜是一个复杂的光学系统,一般由几个组合透镜组合而成。为了分析的方便,可把这一系列的透镜看作一个透镜。
如图:AB是一条平行于主光轴的光线;CD是其折射光线;CD与主光轴的交点 F’称为像方主焦点或后主焦点;对应地,F称为物方焦点。
图中的Q和 Q’可看作等价物镜,在作图时用它们代表物镜实体。
Q和Q’分别称为物方主平面和像方主平面; Q和 Q’与物镜主光轴的交点S和S’称为物方主点和像方主点。
自物方主点到物方焦点的距离称为物镜的物方焦距,相应的称为像方焦距;
在由物点发射的诸入射光线和经物镜出射的诸成像光线中,有一对共轭光线,其入射光线与主光轴的夹角和出射光线与主光轴的夹角恰好相等;此时,共轭光线与主光轴的交点分别为k和 k’,称k为前方节点,k’为后方节点。对于理想物镜而言,前方节点,后方节点分别与物方主点和像方主点重合。假定物镜的两个主平面重合,则共轭光线重合为一条直线,此时,投射光线和折射光线为一条直线,称为主光线,在像平面位置确定时,可由主光线来确定物点在像片面上的影像。
3、物镜的光圈和光圈号数
实际使用的物镜都不是理想的,通过物镜边缘部分的投射光线都会引起较大的影像模糊和变形,为限制物镜边缘部分的使用,并控制和调节进入物镜的光量,通常在物镜筒中间设置一个光圈。现代摄影机都采用虹形光圈,它是由多个镰形黑色金属簿片组成,。
光圈的起着控制光束柱面积的真实光圈孔径称为有效孔径,以d表示。
有效孔径与物镜焦距F之比,作为控制影像亮度的一个因素,称之为相对孔径,其倒数就是光圈号数。
焦面上影像的亮度与光圈号数的平方成反比,使用的光圈号数越大,影像亮度就越小,摄影时只要选择适当的光圈号数和配以一定的曝光时间就能得到需要的曝光量。
H=Et(其中E为照度,t为曝光时间)
曝光时间与照度的关系为:
曝光时间与光圈号数的关系为
如果曝光时间改变一倍,则光圈号数则改变倍。
4、景深和无穷远点
用摄影机摄取有限距离的景物时,根据物镜构像公式,在摄取某一物距为D的物点A时,只有在像距为d时才能得到清晰像点a。取过a点作一垂直物镜主光轴的平面为像平面,如图所示。物距大于或小于D的景物如B和C点,在像面上的构像将形成一个模糊圆斑,此圆斑称为模糊圆、由于人眼观察分辩能力有限,当模糊圆的直径小到一定限度时,模糊圆的影像仍是一个清晰点。这样,在摄影时虽对光于A点,但在远景点B和近景点C之间,沿主光轴这一段间距内的所有景物,在像面上仍可以认为获得的影像是清晰的、。