入门摄影这门艺术,你是否有以下这些问题?
焦距、光圈、CMOS是什么?为什么光圈越大,背景虚化效果越好?什么是过曝?...
今天我将分享一个简单的、可交互的相机成像模型,可供大家以可视化的方式深入学习和理解这些术语。
1. Ray Optics Simulation 光学模拟平台
使用者可以交互式的方式,利用该平台提供的光源、镜子、透光物、遮光物等工具创建和模拟 2D 几何光学场景,并与其互动。此外,该平台还提供画廊,使用者可将自己创建的光学场景上传,供其他用户使用与学习。
以下是几个比较有意思的画廊作品,分别构建了日食、变焦镜头、菲涅尔透镜的光学模型。有兴趣的小伙伴也可以自己做一些有意思的模型。
2. 相机成像原理模型的使用
在这里,我通过简单修改该画廊 Camera obscura - Ray Optics Simulation 作品,实现相机成像原理模型的创建。大家可通过如下方式使用:
2.1 创建一个 json文件
这里我创建一个名为 The principle of camera imaging.json 的文件,内容如下:
json
{
"version": 5,
"name": "The principle of camera imaging",
"objs": [
{
"type": "Blocker",
"p1": {
"x": 1060,
"y": 680
},
"p2": {
"x": 760,
"y": 680
}
},
{
"type": "Blocker",
"p1": {
"x": 1060,
"y": 400
},
"p2": {
"x": 760,
"y": 400
}
},
{
"type": "Ruler",
"p1": {
"x": 1063.0130526315788,
"y": 698.7886315789475
},
"p2": {
"x": -141.88572433595814,
"y": 694.8105495423805
}
},
{
"type": "Aperture",
"p1": {
"x": 760,
"y": 400
},
"p2": {
"x": 760,
"y": 680
},
"p3": {
"x": 760,
"y": 504.62570743711734
},
"p4": {
"x": 760,
"y": 575.3742925628826
}
},
{
"type": "TextLabel",
"x": 199.55899596667035,
"y": 367.9691032858637,
"text": "Objects outside",
"alignment": "right"
},
{
"type": "TextLabel",
"x": 913.5043956043952,
"y": 392.9062845651083,
"text": "Camera",
"alignment": "center"
},
{
"type": "CropBox",
"p1": {
"x": -139.83866396761127,
"y": 326.32154443423786
},
"p4": {
"x": 1133.424493927126,
"y": 779.921544434238
}
},
{
"type": "CropBox",
"p1": {
"x": 704.0034412955467,
"y": 362.3215444342379
},
"p4": {
"x": 1086.74028340081,
"y": 745.058386434238
}
},
{
"type": "IdealLens",
"p1": {
"x": 786.0224861903579,
"y": 405.29349691080154
},
"p2": {
"x": 786.3857418161693,
"y": 675.2470299262627
},
"focalLength": 155
},
{
"type": "PointSource",
"x": 432.30290724298936,
"y": 470.70739164764365,
"brightness": 0.43,
"wavelength": 434
},
{
"type": "PointSource",
"x": -191.5518295991161,
"y": 572.4623390160647,
"brightness": 0.68,
"wavelength": 669
},
{
"type": "Detector",
"p1": {
"x": 1059.5017824181016,
"y": 397.5102132692092
},
"p2": {
"x": 1059.5017824181016,
"y": 679.7590553744725
},
"irradMap": true
},
{
"type": "TextLabel",
"x": 1066.2885915124061,
"y": 423.45358025984,
"text": "CMOS"
}
],
"width": 1500,
"height": 800,
"rayModeDensity": 1.224337645235499,
"origin": {
"x": 286.1284655189088,
"y": -55.57492358816593
},
"scale": 0.8255126868265552,
"simulateColors": true
}
2.2 打开平台导入并使用
打开网站 https://phydemo.app/ray-optics/simulator/ , 左上角文件 -- 打开 -- 选择刚刚创建的json文件,就可以使用啦!
3 交互式相机模拟器网站
交互式相机模拟器,允许用户调整光圈、快门速度、ISO 等设置,模拟不同场景下的拍摄效果。这个网站直观地展示了不同设置如何影响曝光和照片质量,非常适合理解相机的基本原理。
摄影曝光三要素,光圈、快门、ISO 如何平衡