科学解释摄影中的一些概念

• 为啥小于24毫米的被叫做超广角或是鱼眼镜头 --- FOV
• 为啥画幅越大的相机成像范围越大
• 手机那么小是如何保证fov的呢
• 我们常说的曝光是什么
• ISO究竟是个啥，为什么调高ISO噪点也变多了
• 快门到底是咋工作的
• 如何调节曝光
• 手机是如何实现变焦的，明明没有什么镜头伸缩的空间啊
• 景深到底是个啥原理
• 为什么光圈设置的数值越小反而说光圈越大
• 跑个题，ray tracing是如何模拟物体相机的

看完了闫兄的那节课，感觉一个爱好摄影的理工科生得到了解脱，就是终于tm的我知道是为啥了。

为啥小于24毫米的被叫做超广角或是鱼眼镜头 --- FOV

为啥画幅越大的相机成像范围越大

手机那么小是如何保证fov的呢

缩短焦距

我们常说的曝光是什么

所以如何控制曝光： 光圈，快门， ISO（熟悉的摄影三要素啊！！！）

ISO究竟是个啥，为什么调高ISO噪点也变多了

• change the amplification (analog and/or digital) between sensor values and digital image values

• multiply signal before analog-to-digital conversion

  相当于把irradiance线性的乘以一个值，ISO越大乘的倍数越大。 线性乘的时候，噪声也会被线性放大，所以感觉噪点变多了。

快门到底是咋工作的

抬起取景器，放下快门，升起快门 于是可以有motion blur的效果。

rolling shutter的side effect.(果冻效应，讲真感觉不太能get到为什么翻译成果冻效应，并不形象啊)

如何调节曝光

我想要大光圈，又不能过曝，就得减小快门时间。那减少多少的快门时间呢?

eg. 光圈 F 2.0 到 光圈 F1.4

1/2.0 -> 1/1.4 ，直径增大差不多是 根号2倍，光圈面积增大2倍，于是快门要缩小2倍，也就是快门时间 * 0.5, 就从1/250 变成 1/500.

手机是如何实现变焦的，明明没有什么镜头伸缩的空间啊

通过一个透镜组来实现不同的焦距。

景深到底是个啥原理

• 焦距物距像距的关系 理想的薄透镜，根据三角形相似可以得到

• Circle Of Confusion(COC) size 模糊效果是跟光圈大小有关系的

• Depth of Field 成像清晰的一段范围 COC大小和像素大小差不多的时候是锐利的

  • sensor离透镜越近，DOF越大，行话景深越小
  • 焦距越小，DOF越大，行话景深越小
  • 光圈直径越小(光圈数值越大, 行话光圈越小)，DOF越大，行话景深越小
  • COC越大，DOF越大，行话景深越小

为什么光圈设置的数值越小反而说光圈越大

• Informal understanding: F number = the inverse-diameter of a round aperture (1/光圈直径)
• Formal definition: F number = the focal length divided by the diameter of the aperture （f/光圈直径）

所以光圈越大，DOF越小，模糊的范围越大，行话说景深越大。

跑个题，ray tracing是如何模拟物体相机的