今天來(lái)聊一些基本的概念：相機(jī)，棱鏡與光場(chǎng)。

眾所周知，成像的方法有兩種：合成與捕獲。

像我們之前所學(xué)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(jì)算機(jī)中模擬來(lái)成像。

那我們當(dāng)然也可以通過(guò)捕獲現(xiàn)實(shí)生活中的圖像來(lái)成像，比如拍照。

相機(jī)的基本原理：小孔成像，大多數(shù)相機(jī)由一塊棱鏡配上傳感器組成。

（有專門的小孔成像的相機(jī)名為針孔相機(jī)）

可不可以只使用一個(gè)感光元件來(lái)收集光線呢形成圖像呢？

目前來(lái)說(shuō)不太行，因?yàn)楦泄庠?huì)收集到來(lái)自現(xiàn)實(shí)物體的所有光。

視場(chǎng)的概念。

平時(shí)的拍照所謂的廣角就是指視場(chǎng)足夠大，可以拍到足夠大的物體場(chǎng)景。有關(guān)視場(chǎng)的計(jì)算，我們把膠片的長(zhǎng)度認(rèn)作h，膠片到棱鏡的距離認(rèn)作f（平時(shí)所謂的焦距），可以得到視場(chǎng)的計(jì)算公式。

由于歷史原因，我們平時(shí)聊焦距都是默認(rèn)膠片是35mm長(zhǎng)度的前提，這也就是為什么手機(jī)這么薄的東西依然可以有1000mm焦距級(jí)別的視場(chǎng)，因?yàn)樗?000mm對(duì)應(yīng)的是膠片的35mm大小，實(shí)際在手機(jī)中的傳感器大小要遠(yuǎn)小于這個(gè)范疇。

對(duì)于攝影設(shè)備，可謂大就是好，長(zhǎng)就是強(qiáng)，口徑即正義。

曝光。

決定曝光的有兩個(gè)因素：一個(gè)是時(shí)間，一個(gè)是光照的強(qiáng)度，曝光時(shí)間由我們的快門來(lái)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(gè)部分：光圈大小，快門速度以及感光度。

光圈的設(shè)計(jì)是一種仿生學(xué)的思想，用光圈來(lái)模仿人類的瞳孔，他既可以吸收光，也可以在光照過(guò)強(qiáng)時(shí)及時(shí)閉合減少光照的進(jìn)入。

快門速度很好理解，我們只需要在一定的時(shí)間內(nèi)禁止光的進(jìn)入即可。

感光度則是可以簡(jiǎn)單理解為在感光元件接收到光之后進(jìn)行一個(gè)后處理(乘)的一個(gè)數(shù)，也可以理解為感光元件對(duì)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(diǎn)越多（對(duì)光線更敏感的同時(shí)對(duì)噪聲更敏感）。

F數(shù)：用來(lái)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(yùn)動(dòng)模糊：有關(guān)快門的一個(gè)問(wèn)題。當(dāng)拍攝的物體處于高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下（或者自己手抖），快門速度不夠快時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)模糊的情況。

運(yùn)動(dòng)模糊一定是壞事嗎？也不一定。因?yàn)槿祟愰L(zhǎng)時(shí)間對(duì)世界的感知方式，我們會(huì)粗略地認(rèn)為有運(yùn)動(dòng)模糊就是快的，我們可以利用這個(gè)特性來(lái)模擬高速的狀態(tài)。

很多時(shí)候我們需要去改動(dòng)光圈和快門時(shí)間來(lái)平衡曝光度，但是大光圈容易引起小景深問(wèn)題，而過(guò)長(zhǎng)的快門時(shí)間又會(huì)引起運(yùn)動(dòng)模糊。

一些實(shí)際的攝影技巧運(yùn)用：

高速攝影：很短的快門時(shí)間與大光圈或者高ISO。

延時(shí)攝影：俗稱拉絲，刻意拉長(zhǎng)快門時(shí)間。

接下來(lái)講講有關(guān)棱鏡的性質(zhì)。

在真正的應(yīng)用中，基本攝影產(chǎn)品都不會(huì)用一個(gè)單獨(dú)的棱鏡來(lái)成像，一般都是一個(gè)棱鏡組。

不過(guò)我們?cè)趯W(xué)習(xí)的過(guò)程中，普遍認(rèn)為棱鏡就是標(biāo)準(zhǔn)的理想化模型：所有通過(guò)棱鏡的光會(huì)聚集在一個(gè)點(diǎn)上稱為焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到棱鏡的距離稱之為焦距。在這里我們?cè)俣嗵砑右粋€(gè)假設(shè)：棱鏡的焦距可以被任意地改變。

聽(tīng)說(shuō)這是初中學(xué)習(xí)的內(nèi)容，可惜我早就忘光光了。

薄棱鏡成像涉及到三個(gè)參數(shù)：焦距，物距以及像距，而這個(gè)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(shuō)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(diǎn)會(huì)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(gè)模糊的圓，我們把這個(gè)圓稱之為COC，通過(guò)一系列數(shù)學(xué)的推導(dǎo)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(gè)概念，但是實(shí)際上總會(huì)有那么一個(gè)恰好的距離，這個(gè)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(gè)距離為景深。