在计算摄影学及本专栏介绍中，我提到一个相机由以下三部分组成： 光学部分 传感器部分 内部图像处理部分 ? ? 你有没有想过，假如没有光学部分，光学直接射到传感器上，最后成像是什么样子？ ?...我们来看看物体上的光线的传播情况，物体上每个点发出的光线会发射到传感器的每个像素上 ? ? ? ?...这里面，小孔就是相机的中心，我们也称为投影中心，而传感器所在的平面就是像平面。在这个系统中，有一些两个关键的参数影响着最终所成像的样子，接下来我为你一一介绍。...参数1：焦距 小孔所在的隔板和传感器平面之间的距离称为焦距 ? 当我们保持物体和隔板的距离，并移动传感器改变焦距时，会有什么影响呢？ 当焦距缩短一半，成像的尺寸就会缩小一半。...来描述两者共同的影响， f-number = 焦距/孔径 摄影领域还经常用"stop"来描述相机的曝光参数变化，1个stop的变化，会使得传感器接收到的光能变为原来的2倍或1/2 二、小孔相机的数学模型
前言： 在我的知识星球中，我正在教大家如何编程实现摄影图像的后期处理与优化。目前我的进度在图像的畸变校正这一部分，如下图所示： 这里我所说的畸变校正包括了两个部分。...一个部分是画面的几何畸变校正，这部分的原理我在文章手机中的计算摄影4-超广角畸变校正和66. 三维重建1——相机几何模型和投影矩阵中都有提到过。...2.1 Natural Vignetting(自然晕影） 我们看下面这幅图，以场景点O为中心的、面积为δo的面片发出的光线会最终成像到传感器表面，以I为中心的面积为δi的像素集，这个过程中有几个因素会导致物方发出的光线产生衰减...但从O点看上去镜头却是个椭圆，其面积相比原始圆面积缩小了cos(α)倍 综合以上因素，我们可以用书中的一个公式来描述自然晕影，即场景辐照度L和入射到传感器上的辐射能量之间的关系是余弦四次方的关系，其中离轴角度...其中 这个公式还可以近似为下面的式子，其中G为补偿增益，越是靠近画面的边缘补偿越多 在这个模型中，下面这些就是实现需要通过科学的方法标定的参数 然而，当我们要对一幅图像做后期处理优化时，我们手上通常没有拍摄这幅图像的相机对应的这些参数
主要步骤是：把一条航线段的像片按顺序安置在测图仪的各投影器内，通过逐个像对的相对定向，建立单个立体模型。...然后借助于相邻立体模型之间重叠部分的公共地物点和公共投影中心，把模型依次连接起来，构成航线网模型。最后把航线网模型作为一个整体进行绝对定向，使所建立的航线网模型同少量的外业控制点相符合。...光线束法：以投影中心点、像点和相应的地面点三点共线为条件，以单张像片为解算单元，借助像片之间的公共点和野外控制点，把各张像片的光束连成一个区域进行整体平差，解算出加密点坐标的方法。...其基本理论公式为中心投影的共线条件方程式。...由每个像点的坐标观测值可以列出两个相应的误差方程式，按最小二乘准则平差，求出每张像片外方位元素的 6 个待定参数 ,即摄影站点的3个空间坐标和光线束旋转矩阵中3个独立的定向参数，从而得出各加密点的坐标。
渲染时，至少在透视模式下使用相机时，我们已经考虑了透视。因此，几何会表现出视差。 我们还会使用法线贴图将表面不规则感添加到平滑三角形。这会影响灯光，但不会影响表面的实际形状。因此，该效果不会显示视差。...虽然这会导致更正确的投影，但对于较浅的视角，确实会使视差效果的失真恶化。标准着色器通过向Z分量添加偏差0.42来减轻这种情况，因此它永远不会接近于零。这会扭曲透视图，但会使失真更易于管理。...当我们正在执行的操作与这些方法之一匹配时，我会说出来。 2.1 视差函数 标准着色器仅支持简单的偏移视差映射。现在，我们要在自己的着色器中添加对视差光线 marching的支持。...只要我们停留在表面上方，我们就会一直这样做，这是在第一个样本之后最多进行九次。我们可以使用while循环对此进行编程。 ? 尝试对此进行编译时，我们会收到一个着色器编译器警告和错误。...旋转相机时，这一点非常明显。但是，这仅发生在游戏视图和构建中，而不发生在场景视图中。请注意，标准着色器也存在此问题，但是当使用弱偏移视差效果时，你可能不会立即注意到它。 ?
微软Hololens概念片 2、还原真实物体发出的光线 让你无法区分看到的究竟是真实还是幻象。例如1956年发明的全息摄影（Holography）。...假如有这样一个神奇的设备，它不仅可以记录光场，还能像投影仪一样，把光场信息还原成原始光线发射出来，那么当你的视网膜接收到这些光线时，就会认为看见了一条真正的鲸鱼。...甚至你近看远看，绕一圈看，也不会察觉到鲸鱼的肉身并不存在。因为，“看见”一条鲜嫩多汁的鲸鱼和看见这条鲸鱼发出的每一束光线，在光学上没有任何区别。这就是Magic Leap的物理原理。...光纤投影 既然一根光纤可以发射一束光线，如果要把鲸鱼身上每一束光线都投射出来，就需要N个光纤组成一个光场投影仪：光纤阵列。 ?...3D裸眼全息 2、不会晕。无论是看3D电影还是头戴Oculus，虽然把不同光线分别投射到左右眼模拟出3D景深，却丢失了光线的方向信息。
凸透镜可以改变光线折射率，对光线进行聚焦成像，凸透镜的成像原理如下： 1. 焦距 焦距是指平行光线通过镜头汇聚到一点，这一点到镜头中心的距离称为焦距，也就是上图中的 F。 2....（2）投影仪 成像规律：当物体处于凸透镜的 1 倍焦距和 2 倍焦距之间（F<u<2f 根据此成像规律，可以将凸透镜应用于投影仪，放大在 1 倍焦距和 2 倍焦距之间的物体成像。...35mm，视角范围广，景物个体小 标准镜头：35-85mm，视角接近于人类的视野 远摄镜头：85-300mm，视角范围窄，景物个体大 超远摄镜头：300mm 以上 具体的相机镜头分类可以参考这篇文章：摄影入门之相机镜头的分类...两者最主要的区别在于：CCD 传感器的图像质量优于 CMOS 传感器，而 CMOS 传感器在成像速度、功耗、价格等方面优于 CCD 传感器。...参考资料 [1] 摄影入门之相机镜头的分类: https://zhuanlan.zhihu.com/p/28613397 [2] 全面详细解析 CMOS 和 CCD 图像传感器: https://zhuanlan.zhihu.com
介绍 鱼眼镜头因其广阔的视场和独特的视觉效果，在摄影、计算机视觉、机器人学和虚拟现实等各个领域中都变得越来越受欢迎。然而这些镜头通常会对拍摄的图像引入显著的畸变，这可能使对象的形状变形并降低图像质量。...在鱼眼相机的背景下，有四个常用的投影模型：等距投影模型、等角投影模型、正交投影模型和立体投影模型。 等距投影模型 等距投影模型假设通过镜头的光线并投影到图像传感器上的光线与光轴成等角。...正交投影模型 正交投影模型是一种摄像机投影模型，假设场景中的光线是平行且垂直于图像平面的。在这个模型中，3D 点直接投影到 2D 图像上，没有任何透视失真。...因此，在为这些应用校准相机时，这种径向畸变并不常见。如果我们无法测量它，就不应该尝试对其进行建模！...GANs包括生成器网络和鉴别器网络，它们以对抗方式同时进行训练。生成器网络生成无畸变的鱼眼图像，而鉴别器网络旨在区分生成的无畸变图像和真实的无畸变图像。
除去具体的效果我觉得你要先知道： 焦距越大，看的越远，视角范围越小，望远镜警告； 焦距越小，看的越近，视角范围越大； 这是我能找到最好的视角的示意图，其实就是最大的投影范围 焦距就是镜头中心点到感光器平面的距离...可以调节的是法兰距，即镜头中心到感光媒介的距离。 镜头的焦距依然是标定的焦距。调节法兰距（卡口到CMOS所在平面之间的距离）只是为了调整成像面在镜头焦点设定到无限远时的焦点清晰度。...可以用“小孔成像”的原理来解释一番：如果小孔(镜头)与光屏(传感器)的距离越大，光线扩散的面积也就越大，反之则是光线扩散的面积更小，光线更加集中，也就是说中心画质和边缘画质都会更好。...通过对光线的汇聚，焦距缩短，光圈变大。 后面就是增加对光线的控制 兰距还能带来另外一大玩法——转接。同一卡口的镜头法兰距和机身法兰距是相同的。...广角镜头的透视是被夸张的，呈现明显得近大远小得透视效果，强调远近感，在新闻摄影和风光摄影中使用较多，会产生很强的视觉冲击力。
可以首先考虑光线与距投影中心一定固定距离处的单个平面的交点。...其中θ是投影光线的入射角，注意，参数f被称为焦距，然而，它与物理透镜系统（通常可以由许多透镜元件组成）的光学焦距几乎没有关系。...Z轴（光轴）的切点，在立体摄影中，存在到像平面的第二个中心投影，切点的反极点形成投影中心。...或者，它可以表示为投影函数。 其逆投影变换为 统一相机模型（ Unified Camera Model）：UCM最初用于模拟折反射相机，后来被证明在建模鱼眼相机时很有用。...重投影误差在此指示具有一组参数的模型能够多好地表示透镜的投影函数。其他摄影测量方法使用消失点提取并设置线来估计校准参数。OpenCV库中实现了一个广为人知的校准工具箱。
2.1 焦距 相机镜头是一组透镜，当平行于主光轴的光通过透镜时，光会聚到一点，这一点被称为焦点，从焦点到透镜中心(即光学中心)的距离称为焦距。...不同光圈拍摄的日落图 2.3 ISO与噪点 ISO感光度指图像传感器 CCD/CMOS 或胶卷对光线的敏感程度。在光圈固定时，更高的ISO 能够使用更高快门速度获得同样的曝光量。...当我们想要拍摄快速运动的目标时，就需要使用高的快门速度进行快速曝光，才能定格瞬间，不至于获得模糊的图片，如下图动物的抓拍。 ?...3.3 用光 摄影就是用光线在进行绘画，因此摄影用光是一种基本功。光线的运用主要在两个方面，第一个是正确曝光，第二个是学会使用各类光线来拍摄作品。...(2) 光线的运用 摄影作品的质量高低和光线的运用有很大关系，常见的光分为自然光和人造光两种。 自然光是最常见的光照，当我们在室外进行拍摄时多半采用自然光，自然光按照光的强度和方向分为许多种。
以观察者为中心的三维重建：对于3D学习任务，可以在以观察者为中心的坐标系（即视图空间）或以对象为中心的坐标系（即规范空间）中进行预测。...对于具有姿态P的目标视图，相机光线可以参数化为r(t)=o+td，o为光线原点(相机中心)。沿着相机光线在预定义的深度边界[tn，tf]之间计算积分。...然后，将摄影机光线r的渲染像素值与对应的真实像素值C(r)进行比较，最后的loss定义如下： ? 其中R(P)是具有目标姿态的所有相机光线的集合。...然后，对于相机光线上的一个点x，通过使用已知的内参，将x投影到图像坐标π(x)上，然后在像素特征之间进行双线性插值来提取相应的图像特征向量W(π(x))。...对于新的目标摄影机光线，将视图方向为d的点x转换到每个输入视图i的坐标系，转换如下： ? 为了获得输出的密度和颜色，作者独立地处理每个视图坐标帧中的坐标和相应的特征，并在NeRF网络中聚合视图。
K个光线交点处的插值属性。...困难且计算密集的操作是采样函数，该函数用于查找曲面与摄影机光线之间的相互作用。...对于参数化曲面渲染和使用NeRF着色器的隐式曲面渲染，G-buffers 仅包含3D世界空间位置。着色步骤的输出是一组RGBA缓冲区。...为了在遮挡处生成平滑导数，splatting函数将每个光栅化曲面点转换为splat，以相应像素为中心，并用相应着色颜色着色。...Pk可以通过渲染来计算，然后在每个像素处应用摄影机视图和投影变换。 研究人员将表面表示为从预训练NeRF中提取的密度场的等值面，使用NeRF颜色预测分支对其进行着色，并联合微调NeRF网络和密度场。
△ 103°视场角 不止是这样，AI把人脸调正的同时，也不会扭曲了背景。...不过，团队也正是从这些不完美的算法之间，发现了新世界的大门： 先看透视投影 (Perspective Projection) 。从一个投射中心出发，把一个3D物体投在2D表面上。...这种投影一定有失真，比如站在边上的人，离投射中心比较远，脸就大了起来。不过，它拉伸的主要是人脸，背景并不容易发生扭曲。 而球极平面投影 (Stereographic Projection) 就不同了。...△97°视场角 输入的照片如上，已经先用透视投影处理过。 第一步，找出目标区域：人脸，包括头发。 这里，要用人物分割算法，给输入图像里的人类做个Mask；再用人脸检测器，标出脸部的边界框。...△ 97°视场角 室内户外都表现稳定；光线明暗也不影响AI的发挥。 ? △ 114°视场角 ?
中心对焦点(或者一组中心对焦点的组合)总是开启的模式: 在半按快门并保持这一姿势的时候，你总是要将拍摄对象放在画面中间(至少是暂时性的)。...不管我最终会怎么构图，我每次拍照一开始都会先将拍摄对象置于中心对焦点上 正确握持相机 这样不仅能拍出更稳定的照片，而且也不会让手腕太疲劳 理解快门速度和光圈 快门速度 快门速度就是指快门开关的速度有多快或者多慢...光圈 就像瞳孔通过收缩或者扩张来控制有多少光线进入视网膜，镜头的光圈就是用来控制进入相机传感器的光线的数量的。 光圈开得小，进入相机的光线就少 但这会带来一个额外的好处:景深变深。...IS0是指相机传感器对光线的敏感程度。它决定了在给定光线条件下，相机需要多少曝光时间（快门速度）或光圈大小来捕捉足够的图像细节。...低ISO值（如ISO 100）：传感器对光线不太敏感，需要更多的光线来捕捉细节。
微距镜头 微距镜片是一种用作微距摄影的辅助镜片，主要用于拍摄十分细小的物体，如花卉及昆士兰等。...折返镜头 这种类型的镜头一般焦距很长，光束进出之时经过一次或者多次反射，然后到达感光器，这种类型的镜头的宽度会非常大，因此做成非常超长的焦距的镜头，也不会有很长的镜头了。...投影模型 鱼眼镜头一般是由十几个不同的透镜组成，图所示，在成像的过程中，射入光线通过不同程度的折射，投影到尺寸有限的成像平面上，使得鱼眼镜头与普通镜头相比有了更大的视野范围。...最常见的是等距投影模型，即 成像过程与相对于模型 实际的镜头由于各种原因并且不会精确的符合投影模型，为了方便鱼眼相机的标准，一般取关于θ泰勒展开放式前面5个项目近似鱼眼镜头的实物投影函数： 这里...（r，φ），以及点P的投影入射角θ Step2：事实上由于畸变的存在，光线出射角θ_d ≠入射角θ ，事实上的像点为p'(x',y') Step3：通过相机参数已知，可以根据（x'，y'）等距投影公式
Episcan3D传感器对不同条件的稳健性源于其独特的成像能力。传感器可以捕捉环境光源(如太阳)的大部分光线被遮挡的地方的图像。...这个系统获取场景深度的原理是结构光成像，它的光栅扫描投影仪一次照亮场景中的一条扫描线。相机和投影仪是极线对齐的，因此根据对极几何原理，一条投影仪扫描线对应于每个相机中的单行像素。...我们看看图片： 使用常规ToF摄影机时，墙和天花板之间的漫反射会导致高估深度和圆角。而在极线成像中，墙壁看起来则是直的，并以锐利的直角相接 ?...饮水台场景特别具有挑战性，因为它的金属表面的直接回光非常微弱，但表面反射回传感器的间接光却很多，EpiToF获得的表面深度更加准确。 ? 3....本文同步发表在我的微信公众号和知乎专栏“计算摄影学”，欢迎扫码关注，转载请注明作者和来源
前两天在极客时间上听了几节独立摄影师小麥的《摄影入门课》，从摄影的历史，到基本的ISO、光圈、快门、曝光的基本概念、应用场景，再到相机的选购，听过了好像有那么点感觉。...画幅越大，相机越大，正是传感器的尺寸上不去，也成了手机摄像头的软肋，但技术是更新的，各种软硬件合成的算法，进一步在缩小这个差距，但取代几乎不可能，从高反上万甚至十几万的售价也能看出端倪。...我估计很多人跟我有一样的感觉：就是概念一多，各种名词，咋学都学不会，也不要太过勉强，比之前能懂一点就好！...进光量最大时光圈为F1，F1-F64，镜头在中等光圈的时候成像最好，弱光场合，使用最大光圈，目的是尽可能让更多的光进来，当然光圈值越大的越贵，看看打鸟神器的长度就知道了； 景深就是当我们对准主体调焦时，...快门速度：代表着曝光时间的长短，通常在光线充足的条件下，所需的曝光时间越短，光线不足的状况下，所需的曝光时间越长。通常长时间曝光需要搭配脚架来稳定相机，让影像不会产生晃动的残影。
一般情况尺寸适当且位置合适的镜头可折射从空间中的物体上的点P1发出的所有光线, 使它们会聚到在图像平面中单个点p1'. 穿过镜头中心的光线不会发生折射, 它们会一直沿直线直到与像平面相交....而物体上较近或较远的点却不会聚在图像平面上, 因为它们发出的光线不是会聚在一个点上, 而是会聚在一个半径有限的圆上. 这种模糊的圈子通常称为 circle of confusion (COF)....一般情况镜头的放大效果根据相机中心(光轴)和通过镜头的光线之间的距离而变化. 如果放大倍数增加, 则产生的失真效果称为“pin cushion distortion”....为了将在激光雷达传感器坐标系中测量的点投影到相机中, 我们需要在投影操作中添加其他转换, 以使我们能够将车辆坐标系中的点关联到相机坐标系, 反之亦然....在从相机0投影到其他相机时需要.
这里需要说明薄透镜成像模型的一些假设： 薄透镜成像时，通常只考虑了接近光轴的光线 薄透镜成像时，假设像距和对应的小孔相机的焦距一致 我们上图中的f，是指对焦距离，即清晰成像的像距（传感器到镜头间的距离）...这样，我们的投影矩阵需要加入偏移量： 问题二：坐标单位问题 当我们投影到虚拟像平面时，所有的单位都是不变的。...3.5 透视现象 前面我们已经看到，当物体投影的虚拟像平面时，坐标会等比例的变化，形成“近大远小”的现象 我在文章手机中的计算摄影4-超广角畸变校正中已经为你展示了透视现象的特点，现在引用其中内容如下...： 人们很早就学会了利用透视效应来拍摄有趣的摄影作品： 透视投影还会使得三维空间中的平行线在画面中相交，其交点称作为消失点。...除了上面这种因为近距离拍摄导致的形变，透视效应还会导致远离相机中心的物体被拉伸，比如下面这张用iPhone13 Mini的广角镜头拍摄的照片。
Three.js 是一款运行在浏览器中的 3D 引擎，你可以用它创建各种三维场景，包括了摄影机、光影、材质等各种对象。你可以在它的主页上看到许多精采的演示。...，存在透视投影和正投影两种相机。...正投影就是不管物体和视点距离，都按照统一的大小进行绘制、在建筑和设计等领域需要从各个角度来绘制物体，因此这种投影被广泛应用。在Three.js也能够指定透视投影和正投影两种方式的相机。...(1) 声明全局的变量（对象）； (2) 设置透视投影的相机； (3) 设置相机的位置坐标； (4) 设置相机的上为「z」轴方向； (5) 设置视野的中心坐标。...如果不设置环境光，那么光线照射不到的面会变得过于黑暗。 本文中首先按照下面的步骤设置平行光源，在这之后还会追加环境光。
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