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晕影(隧道效应)

时间:2013-07-21来源:机器视觉网http://shixinhua.com 作者:石鑫华 点击: 999999次

晕影

摄影和光学领域内,晕影暗角是指图像的外围部分的亮度或饱和度比中心区域低。晕影的出现通常是因为相机的设定和镜头的限制因素等,被认为是不希望得到的和非故意的效果,然而,有时却因为需要创意风格而被刻意加入,例如引起对图像中心区的注意。摄影师也会故意选择能产生晕影的镜头来制造特效,也可以使用特别的滤镜或以后期处理来制造晕影。
 
晕影的英文“vignetting”源自法语“vignette”,最初是指书本的装饰边,后来则用于描述中间清晰而逐渐消失在边缘的照片。在投影屏上投影出来的照片或者影片也有相类似的效果。
晕影经常会被加入图像内以衬托中心的主体
晕影经常会被加入图像内以衬托中心的主体,并且在实际上构筑出图像中心的部分。

成因

西德尼·F·雷曾在《应用摄影光学》(Applied photographic optics)一书中归纳了晕影的几种类型:
  • 机械晕影
  • 光学晕影
  • 自然晕影
  • 像素晕影(只针对数位影像)

机械晕影

当从目标物的离轴部分发出的光束被外在的物体阻挡时,例如过浓或过多的过滤器、次要的透镜或不当的遮光罩等,机械晕影就会产生。依据镜头开口的大小,角落的变暗可以是突然的或是渐进的。机械晕影也可能是变成完全一片的黑暗。

光学晕影

这一类型的晕影是由一个或多个透镜的实际尺寸造成的,后方的元件遮蔽了前方的,导致前端透镜离轴的有效入射光减少,结果是光的强度由图像中心向周围逐渐减弱。光学晕影对镜头的开口相当敏感,只要适当的调整光圈就可以消除,通常缩小2至3格就可以完全消除。

自然晕影

不同于前述的类型,自然晕影(亦称自然照明下降)不能归咎于光线被遮挡,而减退趋近于cos4或是“余弦四次方”定律使照度下降。此处,光线以冲击底片或感应器阵列角度的余弦4次方比例下降。广角测距仪的设计和用于袖珍照相机镜头的设计,特别容易造成自然晕影的产生。望远镜头、使用于单镜反光相机焦点后移的照相机、和远心透镜的设计,通常都能免除自然晕影的烦恼。自然晕影不能利用缩小光圈来消除,只能使用渐层灰阶滤镜或后制做的加工处理来消除。

像素晕影

像素晕影只会影响数位照相的映像点,是因为现代数码相机的物理深度造成光子井争夺光子造成的。就像日正当中时有较多的阳光能照到井底,垂直入射的光比斜射的光有更多的机会照到光子井的底部;当转换传感器的数据成为标准的格式时,像是JPEG或TIFF,多数的数码相机使用固定的图像处理程序来补偿光学晕影和映像点的晕影。在传感器上使用微透镜也能减少映像点产生晕影的作用。
在照片中呈现出晕影的例子。
在照片中呈现出晕影的例子。
如同这张由猴哥(Holga)照相机拍摄的照片
如同这张由猴哥(Holga)照相机拍摄的照片,出现晕影是玩具照相机普遍的特性。
晕影也能运用在艺术作品上,例如在全景展示上
晕影也能运用在艺术作品上,例如在全景展示上。

机器视觉邻域中的晕影

隧道效应
隧道效应
在机器视觉邻域中,也会有晕影现象,还有另外一种叫法:“隧道效应”。出现这种情况的主要原因是因为工业镜头的尺寸小于工业相机的图像传感器尺寸。例如使用的最大支持1/2的镜头用在2/3的图像传感器靶面上。
 
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