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影响曝光的3个因素

2019-03-31

进光量

曝光也指单位面积上光子的数量。

  • 如果我们没有捕获足够的光,那么相片就会欠曝:

图片名称

  • 如果我们捕获的光太多,图像就会过曝:

图片名称

三个要素可以影响曝光的进光量

  • 快门速度
  • 光圈
  • 感光度 (ISO)

想象相机是黑暗房间,有个窗户(光圈), 有块窗帘(快门),窗户越大进光量越大,窗帘拉开的时间越久。 窗户对面有面镜子(感官元件),捕获光子成像。

1.快门速度

当我们捕捉图片时,图像传感器需要捕捉一段时间的光。 这个时间段曝光时间(也叫快门速度。相机中一般用1/400、8这样的形式表示)这个数值越大,快门开启的时间越长,进入相机的光线就越多,但运动的物体很可能模糊.

看下图:

2.感光度 (ISO)

它被用来衡量图像传感器对光的灵敏程度,以及因此带来的曝光噪音。ISO越大,传感器越灵敏,捕获光能力越强,照片越亮,但噪点也越多。

####左: ISO 32 和 1/3 秒曝光

####右: ISO 1600 和 1/180 秒

图像传感器
这个部分就相当于我们眼睛里的视网膜。图像传感器可以将光或者光子转换为电信号。

图像传感器是由海量的独个的像素传感器串起来的巨大矩形区域 我们可以将每个像素传感器想象成一个装电荷的桶。当光子撞击到像素传感器的光二极管时,它们将在这个像素的桶中缓慢地积攒电荷。最后,每个像素都会有它自己的一小桶电子。这些电荷的数量是依赖于光子数量的 – 或者说是决定于打到这个特定的点上的光的强度。

因为我们有一个像素传感器的二维阵列,我们现在就拥有能够反应出所有这些位置的光的强度的一组二维电荷阵列了。在 iPhone 6 上,我们有八百万个这样的微小的像素传感器,以及它们所对应的电荷桶。

3.光圈

相机的镜头的光圈(Aperture)是用来衡量到达图像感应器的光所通过的通孔的大小

曝光值

曝光值(Exposure Value,EV)代表能够给出同样曝光的所有相机光圈快门组合


其中N是光圈(f值);t是曝光时间(快门),单位秒。曝光值0(EV0)对应于曝光时间为1秒而光圈为f/1.0的组合或其等效组合。

曝光值 != 曝光量

####曝光量(photometric exposure)


其中 H是曝光量, E是影像平面的照度,而 t是曝光时间。照度 E由f值所控制,但也取决于环境亮度。

光圈与景深

景深

光圈系数= 镜头焦距/光圈孔径;常用的镜头的光圈数序列为
1, 1.4, 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16, 22, 32, 45, 64,90,128

Tags: CV

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