第一节 光学成像原理

一般来说，正常人通过眼睛能看到在可视光线照明下的景物。人眼是个完善的光学系统，它能把外界景物的反光通过瞳孔（类似于凸透镜的透明球体），透射到视网膜上形成影像。

照相机镜头成像与人眼成像原理基本是一致的。被摄景物的反射光，通过镜头聚焦到照相机内的感光元件（感光胶片、图像传感器）上形成影像（图1-1，图1-2）。两者也有不同之处，具体区别如下。

图1-1 人眼成像示意图

图1-2 凸透镜成像示意图

1.成像正反不同

照相机镜头成像时，被摄物体在呈影框中的影像是上下左右颠倒的；人眼成像时，视网膜上的物体影像经过人脑的自动调整，视觉效果是与客观存在的物体形象相同的正像。

2.影像载体不同

照相机承载影像的是感光元件（数码元件和传统胶片）；人眼聚焦形成的影像是落在视网膜上。

3.调节光线方式不同

照相机镜头靠人工调节进光量，或人工事先设置好照相机自动曝光程序控制进光量；人眼可以自动调节明暗，如从黑暗的室内到强烈阳光下时，会睁不开眼睛，片刻后，就能逐渐看清强光下的景物，反之亦然。

照相机是仿生学的产物，是根据人眼构造制造的，后来随着对光学研究的深入，照相机镜头又有了发展和改进。从小孔成像到凸透镜单镜片成像，后又发展出精密高级的镜头，景物通过镜头聚焦成像越来越好，获得的影像质量也越来越好。