Games101-11-相机与透镜

Games101-11-相机与透镜

针孔/透镜在传感器上生成图像

传感器积累的是曝光时间中的Irradiance

视场（Field of View）

可以通过改变焦距来改变视场。

曝光（Exposure）

曝光量 = 曝光时间 * Irradiance

其中曝光时间由快门控制，Irradiance（Power per unit area）由透镜的光圈大小和焦距（焦距决定视场，视场越大自然irradiance越大）决定。

光圈大小：由f-stop描述，f-stop值越大光圈越小，照片越暗，也越锐利；

f-stop(f-number)的定义：焦距/光圈直径

快门时间：快门时间越长，照片越模糊（动态模糊-motion blur）

高速摄影和延时摄影：高速摄影利用极短的快门时间，同时要求大光圈以及高ISO（确保照片足够亮）；延时摄影则利用很长的快门时间，同时要求小光圈（确保不会过亮）。

薄透镜方程

真实的相机的镜头都是一个透镜组，经过透镜组的复杂操作实现改变镜头焦距，所以在图形学中，我们定义的虚拟相机中的透镜焦距可以任意改变。

这里就不推这个公式了。

景深

Defocus Blur

物体本来应该成像在Image点，但是由于感光平面不在Image点，而光线在相交于Image点后会仍然沿直线继续传播，就会形成一个模糊的区域 C（Circle of Confusion）；由相似三角形可以看出 C 与 A 有关，即COC（Circle of Confusion）与光圈大小有关。

光圈（A = f/N 即 f-stop越小，A越大）越大，CoC越大，照片越模糊。

景深

认为一段区域内的CoC是足够小的。

参考

课程视频
GAMES101: 现代计算机图形学入门
GAMES101_Lecture_19.pdf