今天來聊一些基本的概念：相機，棱鏡與光場。

眾所周知，成像的方法有兩種：合成與捕獲。

像我們之前所學的內(nèi)容如光柵化，如光線追蹤，本質(zhì)上都是合成圖像的方法，他們只是在計算機中模擬來成像。

那我們當然也可以通過捕獲現(xiàn)實生活中的圖像來成像，比如拍照。

相機的基本原理：小孔成像，大多數(shù)相機由一塊棱鏡配上傳感器組成。

（有專門的小孔成像的相機名為針孔相機）

可不可以只使用一個感光元件來收集光線呢形成圖像呢？

目前來說不太行，因為感光元件會收集到來自現(xiàn)實物體的所有光。

視場的概念。

平時的拍照所謂的廣角就是指視場足夠大，可以拍到足夠大的物體場景。有關(guān)視場的計算，我們把膠片的長度認作h，膠片到棱鏡的距離認作f（平時所謂的焦距），可以得到視場的計算公式。

由于歷史原因，我們平時聊焦距都是默認膠片是35mm長度的前提，這也就是為什么手機這么薄的東西依然可以有1000mm焦距級別的視場，因為他的1000mm對應的是膠片的35mm大小，實際在手機中的傳感器大小要遠小于這個范疇。

對于攝影設備，可謂大就是好，長就是強，口徑即正義。

曝光。

決定曝光的有兩個因素：一個是時間，一個是光照的強度，曝光時間由我們的快門來決定，而能收集到的Irradiance取決于我們的棱鏡的效益。

在攝影中，可以人為控制曝光的因素有三個部分：光圈大小，快門速度以及感光度。

光圈的設計是一種仿生學的思想，用光圈來模仿人類的瞳孔，他既可以吸收光，也可以在光照過強時及時閉合減少光照的進入。

快門速度很好理解，我們只需要在一定的時間內(nèi)禁止光的進入即可。

感光度則是可以簡單理解為在感光元件接收到光之后進行一個后處理(乘)的一個數(shù)，也可以理解為感光元件對光的敏感程度。

從這幅圖可以清晰地看出光圈、快門速度與感光度的區(qū)別：光圈越大能夠接收的光線越多，但景深越小（大光圈小景深），快門速度越快成像越清晰，感光度越大照片噪點越多（對光線更敏感的同時對噪聲更敏感）。

F數(shù)：用來描述光圈的數(shù)，一般寫作FN或者F/N，N就是F數(shù)?？梢源致缘乩斫鉃镕數(shù)就是光圈直徑的大小。

運動模糊：有關(guān)快門的一個問題。當拍攝的物體處于高速運動狀態(tài)下（或者自己手抖），快門速度不夠快時，就會出現(xiàn)運動模糊的情況。

運動模糊一定是壞事嗎？也不一定。因為人類長時間對世界的感知方式，我們會粗略地認為有運動模糊就是快的，我們可以利用這個特性來模擬高速的狀態(tài)。

很多時候我們需要去改動光圈和快門時間來平衡曝光度，但是大光圈容易引起小景深問題，而過長的快門時間又會引起運動模糊。

一些實際的攝影技巧運用：

高速攝影：很短的快門時間與大光圈或者高ISO。

延時攝影：俗稱拉絲，刻意拉長快門時間。

接下來講講有關(guān)棱鏡的性質(zhì)。

在真正的應用中，基本攝影產(chǎn)品都不會用一個單獨的棱鏡來成像，一般都是一個棱鏡組。

不過我們在學習的過程中，普遍認為棱鏡就是標準的理想化模型：所有通過棱鏡的光會聚集在一個點上稱為焦點，焦點到棱鏡的距離稱之為焦距。在這里我們再多添加一個假設：棱鏡的焦距可以被任意地改變。

聽說這是初中學習的內(nèi)容，可惜我早就忘光光了。

薄棱鏡成像涉及到三個參數(shù)：焦距，物距以及像距，而這個等式就表示了這三者的關(guān)系：焦距不變的前提下，物距大則像距小，反之亦然。

了解了薄棱鏡成像的原理，很多有關(guān)模糊的現(xiàn)象就可以得到解釋了。

所謂的COC，說白了就是指一定距離的物體在不改變焦距的前提下，可能焦點會在成像平面（感光元件）之前，這樣在感光元件處得到的就是一個模糊的圓，我們把這個圓稱之為COC，通過一系列數(shù)學的推導證明我們可以得知：COC的大小與光圈的大小成正比。

雖然知道了COC這個概念，但是實際上總會有那么一個恰好的距離，這個距離的物體在感光元件上的COC足夠小，可以清晰地成像，我們稱這個距離為景深。