相机光学(四十八)——渐晕

1.什么是渐晕

渐晕,又称"光衰减",在光学和摄影中很常见,简单来说就是与中心相比,图像角落变暗。渐晕要么是由光学引起的,要么是在后期处理中故意添加的,目的是将观看者的视线从角落的干扰物吸引到图像的中心。

2.渐晕分类

2.1光学渐晕

所有镜头都会自然产生光学渐晕。根据镜头的光学设计和构造,有些镜头的渐晕可能非常严重,而有些镜头的渐晕几乎察觉不到。不过,大多数现代镜头都会出现渐晕,尤其是光圈非常大的定焦镜头。造成这种情况的原因有两个。首先,在光圈最大时,进入镜头的光线会被镜筒部分阻挡,如下图所示:

由于镜筒的长度以及前后框的相对大小,以极端角度传播的周边光线会被部分阻挡。因此,以这种角度到达图像平面的光线自然会向着画面的极端角落衰减(亮度降低)。

2.2像素渐晕

数码相机也存在像素渐晕。与光学渐晕相比,这种类型的渐晕仅适用于图像传感器。由于数字传感器是扁平的,因此它们的像素都以相同的方式构建并朝向相同的方向。传感器中心的像素以 90 度正面接收光线,而角落中的像素则以微小的角度接收光线。因此,角落中的传感器接收的光线会比中心略少,从而导致像素渐晕。不幸的是,像素渐晕无法通过缩小镜头来解决,因为它纯粹是光线到达数字传感器上各个像素的角度造成的。

2.3机械/附件渐晕

由于光线有时会以极端角度进入镜头,尤其是超广角镜头,制造商通常会将镜头设计得有些松弛,以便安装各种配件,如滤镜和镜头遮光罩。如果你仔细观察镜头,就会发现它们的镜头遮光罩总是比镜头的前部元件大得多。这是因为这样做的目的是阻挡明亮的光源(如阳光)以极端角度进入镜头,以防止由于内部反射而导致的眩光、重影和对比度降低,而不会阻挡所需的光线,这显然会导致渐晕。

因此,制造商非常关注镜头遮光罩的尺寸,并确保它们足够大,可以让光线通过而不会增加暗角。这就是为什么镜头遮光罩有这么多不同尺寸和形状的原因,也是为什么人们应该始终使用制造商提供的镜头遮光罩,而不是通用的第三方版本的原因。

由于镜头遮光罩是为每个镜头精心制作的,因此它们通常不是造成暗角的原因。大多数情况下,机械/附件暗角是由滤镜、滤镜支架和其他第三方工具引起的。大多数制造商设计的镜头都适合单个滤镜,无论是用于保护还是其他目的。但是,如果使用滤镜,某些镜头可能会产生严重的暗角,尤其是圆偏振滤镜,这种滤镜往往比普通滤镜更厚。

2.4人工暗角

渐晕并不总是令人讨厌或有问题的。在某些情况下,渐晕的效果可以取悦观看者的眼睛,将注意力从画面的角落吸引到图像的中心。事实上,一些摄影师倾向于在图像中保留光学渐晕而不进行校正,而另一些摄影师则专门在后期处理中添加渐晕或增强其效果。在 Lightroom 和 Photoshop 中都可以轻松添加渐晕。

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