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Camera「相机」

概述

相机一般有光学系统、成像系统和控制系统三部分组成

  1. 光学系统
    1. 镜头：核心部件，由多组镜片组成，作用是汇聚光线、对焦、控制成像范围，是连接现实世界和感光元件的桥梁。
    2. 光圈：镜头内的可变光阑，控制进入相机的光线量（孔径大小），同时影响景深（背景虚化程度）。
    3. 快门：控制光线照射到感光元件上的时间长短，决定了运动物体的成像效果（动态模糊 / 清晰）。
  2. 成像系统
    1. 感光元件：相机的「视网膜」，替代了传统胶片，将光信号转换为电信号，最终生成数字图像。分为 CCD（早期相机，功耗高、画质一般） 和 CMOS（主流，功耗低、画质好、响应快）两种主流类型。
    2. 图像处理器：对感光元件传输的电信号进行降噪、锐化、色彩校正、格式压缩等处理，最终生成 JPEG/RAW 格式照片。
  3. 控制系统
    1. 取景器：单反为光学取景器（OVF），微单多为电子取景器（EVF），用于观察拍摄画面

焦距

Focal Length(f)「焦距」：从镜头的光学中心到感光元件成像平面的垂直距离。焦距是镜头的核心参数，决定了画面的视角、放大倍率、空间压缩感， 单位是 mm「毫米」

等效焦距

不同相机的感光元件尺寸不同，同一只镜头装在不同相机上，实际视角会发生变化，因此引入等效焦距概念。

计算公式 备注
全画幅相机 等效焦距 = 实际焦距 感光元件尺寸为 36mm×24mm
APS-C 画幅相机 等效焦距 = 实际焦距 × 裁切系数 裁切系数通用值 1.5/1.6
M4/3 画幅相机 等效焦距 = 实际焦距 × 2 裁切系数=2

变焦

描述
Optical Zoom「数字变焦」 靠镜片移动改变真实的焦距
Digital Zoom「光学变焦」 焦距不变，只是将区域强行放大

坐标系

描述 原点
像素坐标系 三维空间内的物体在图像平面上的投影 左上角（OpenCV 图像坐标系）
图像坐标系 CCD 图像平面的中心
相机坐标系 相机的光心
世界坐标系 表示空间内物体的绝对坐标

工业相机

深度相机

类别 概述
双目 依赖自然光，成本低
结构光 近距离高精度，适合弱光
TOF 主动发射光，适合远距离

FOV

Field of View(视场角)，分为 HFOV(水平), VFOV(垂直), DFOV(对角)

工业相机厂商