小孔成像充斥著我們周圍的非常多的影像類設(shè)備

攝像機，放大鏡，我們來簡單解釋下它

小孔成像，我國的學(xué)者—墨翟（墨子）和他的學(xué)生，做了世界上第一個小孔成倒像的實驗，解釋了小孔成倒像的原因，指出了光沿直線進行的性質(zhì)

把一支削得尖且細的鉛筆，在一張硬紙片的中心部分扎一個小孔圓圈。

小孔的直徑約三毫米，設(shè)法把它直立在桌子上，然后拉上窗簾，使室內(nèi)的光線變暗。

點上一支蠟燭，放在靠近小孔的地方。拿一張白紙，把它放在小孔的另一面。這樣，你就會在白紙上看到一個倒立的燭焰。我們稱它是蠟燭的像。前后移動白紙，瞧瞧燭焰的像有什么變化。當白紙離蠟燭比較近的時候，像小而明亮；當白紙慢慢遠離蠟燭的時候，像慢慢變大，亮度變暗。

改變小孔的大小，我們再來觀察蠟燭的像有哪些變化。

你可以在硬紙片上，扎幾個大小不等、形狀不同的孔，孔和孔之間相距幾厘米。這時候在白紙上，就出現(xiàn)了好幾個和小孔相對應(yīng)的倒像。它們的大小都一樣，但是清晰程度不同，孔越大，像越不清楚?？字灰獕蛐?，它的形狀不論是方的、圓的、扁圓的，對像的清晰程度和像的形狀都沒有影響。

所以，小孔成像和直接放大有什么區(qū)別

根據(jù)凸透鏡成像的三種情況和應(yīng)用進行判斷：
u>2f，成倒立、縮小的實像，應(yīng)用于照相機和攝像機．
2f>u>f，成倒立、放大的實像，應(yīng)用于幻燈機和投影儀．
u<f，成正立、放大的虛像，應(yīng)用于放大鏡和老花鏡．

從上面的圖里面可以清晰的看到景深產(chǎn)生的機制，雖然任意距離的點都會成像，也就是說無論物體距離鏡頭什么樣的距離，都會形成其光線的匯聚成像，但是像的位置是隨著物體到鏡頭距離的不同而不同的。所以，只有那些像位置恰好在感光器件位置上面的物體可以清晰的成像，而更近和更遠的物體在感光器件上面都會形成一個光斑，這就是虛化現(xiàn)象。

從絕對的光學(xué)意義上面來說，只有對焦點的位置上面的那些物體是清晰的，而其他位置的物體都應(yīng)該是模糊的。實際上，對焦的面是一個厚度為0的，通過對焦點并且垂直于光軸的一個邏輯面。如果事情真的是如同理論上說的這樣，那就糟糕了，我們不可能照清楚任何一個物體，因為現(xiàn)實里面的東西沒有厚度是0 的。幸運的是，這個彌散斑的增大是逐步的，而感光器件的分辨率也是有限的，因此當彌散斑的大小比較小的時候，我們?nèi)匀豢梢哉J為它是清晰的。那么這個圍繞對焦點前后能夠清晰成像的范圍就被叫做景深范圍。

此外，對焦點越遠，那么其成像越接近鏡頭，由上面的分析就可以知道，像接近鏡頭的時候，像之間的距離更小，從而彌散斑也更小，景深也會變大。由于和前面的理由類似，就不額外畫圖了。 除此之外，細心的讀者也會想到，前面的圖里面的彌散斑直徑是由通過鏡頭的最外面的光線決定的。如何遮擋外圍的光線，必然壓縮彌散斑的尺寸，這就是光圈對于景深的作用原理。光圈是鏡頭后面的一個遮擋光線的器件，光線只能從光圈的開口處通過。光圈越大，開口越大，到達感光器件的光就更多，彌散斑就會更大，景深就小。

下圖標識了光圈的作用。

從圖里面，可以看出使用了光圈以后，遮擋的外圍光越多，就越可以減少彌散斑的彌散范圍，從而擴大景深，反之，就減小了景深。在實際的使用里面，通過改變光圈來控制景深是最為方便有效的一個方式。

從前面的分析我們可以看出，最終傳統(tǒng)上面影響景深的因素主要包括 1：光圈大小：光圈越大景深越小，反之景深越大 2：鏡頭焦距：焦距越大景深越小，反之景深越大 3：被攝物到鏡頭的距離：距離越大景深越大，反之景深越小 從使用35mm膠片的傳統(tǒng)攝影來說，了解上述三點對于控制景深基本就夠了，然而到了現(xiàn)在的數(shù)碼相機時代，情況變得更加復(fù)雜了。影響因素除了上面列出的之外，現(xiàn)在增加了一個新的因素就是CCD。這是和傳統(tǒng)的拍攝截然不同的情況。傳統(tǒng)攝影，大家都是使用35mm膠片進行拍攝的，但是數(shù)碼相機時代截然不同。不再有統(tǒng)一大小的像，也不再有標準的象素。所以，關(guān)于清晰和模糊的標準變得空前的多樣。事實上，這也是我們需要測試相機景深能力的原因。

對于數(shù)碼照片來說，縮放變得非常的便利，傳統(tǒng)意義上面的景深的概念也發(fā)生了變化。我們都有這樣的經(jīng)驗，一張數(shù)碼照片如果拍攝的有點模糊，那么縮小以后看就清楚了。而任何一張數(shù)碼照片，只要去放大，總會有不清楚的時候。從某種意義來說，這就改變了我們看到的清楚和模糊的關(guān)系，就是改變了照相的景深。很多使用數(shù)碼相機久了的人都會有個經(jīng)驗，就是不能夠從數(shù)碼相機的液晶屏上面去判斷一張照片拍攝的是不是成功。因為在那個尺寸下面，景深接近無限，到處看起來都是清楚的，至少我們的肉眼很難看出模糊。

對于數(shù)碼相機來說，象素和景深的關(guān)系是這樣的：象素的密度高，景深相對會越低，也就是景深會越小。反之，則景深會加大。所以從某種意義上面來說，數(shù)碼相機象素的不斷攀升，為其制造類似膠片的那種細膩的虛化效果創(chuàng)造了很好的條件。

什么是實像，什么是虛像

老是說的是錯誤的小孔成像投影機理論上是像是存在的，但是，由于孔不能太大（要小于1mm）投的像比較大時（投影機投的像是放大的），亮度太低，以至于亮度低的看不到！所以不能用小孔成像的原理做投影機，可以做小孔照相機

1、成像的原理不同

實像是能呈現(xiàn)在光屏上的像，它是由實際光線會聚而成的，能使底片感光，所以叫實像。它是實際光線的交點。在凸透鏡成像中，所成實像都是倒立的。

如果物體發(fā)出的光經(jīng)光學(xué)元件反射或折射后發(fā)散，則它們反向延長后相交所成的像叫做虛像。虛像是實際光線所不能達到的，因此不能被光屏承接。虛像為正立的成像。

2、承接方式不同

虛像能用眼睛直接觀看，但不能用光屏接受；實像既可以用光屏承接，也可以用眼睛直接觀看。

人看虛像時，仍有光線進入人眼，但光線并不是來自虛像，而是被光學(xué)元件反射或折射的光線，只是人們有“光沿直線傳播”的經(jīng)驗，以為它們是從虛像發(fā)出的。虛像可能因反射形成，也可能因折射形成，如平面鏡成等大的虛像，凸透鏡成放大的虛像 。

3、成像的位置不同

物體的實像和虛像分別位于凸透鏡的兩側(cè)。實像在反射成像中，物、像處于鏡面同側(cè)，在折射成像中，物像處于透鏡異側(cè)；虛像在反射成像中，物、像處于鏡面異側(cè)，在折射成像中，物像處于透鏡同側(cè)。

單的判斷標準:由實際的光線匯聚成的像是實像
由虛擬的光線匯聚成的像是虛像
實際的光線是說光線是實在的在光屏上被接收或者實在的被眼睛接收;
虛擬的光線是人眼錯覺造成的,人眼睛總是認為光線是直線傳播來的.
比如看鏡子的時候,實際的一條光線是從物體上一點出發(fā)碰到鏡子,被鏡子反射,再折回被你的眼睛接收,這是實際的光線路徑,這條光線在你的視網(wǎng)膜上成的像是實像;但是這個信息在經(jīng)過的你的大腦處理后,就會讓你有個認為,認為這個點的光線是從鏡子后面?zhèn)鬟^來的,所以,你大腦里的經(jīng)過處理的這個像就會被定位在鏡子的后面,但實際這個點是不存在的,這個像是抽象的,是虛像.由此可以看出,所謂虛像實際上是并不存在的,是你的大腦認為它存在的.
水里的魚,假如分析它的一個任意點,這個點的光線先是在水里直線傳播,一旦遇到水與空氣的臨界面,就會發(fā)生折射現(xiàn)象,這條光線就要偏離原來的直線,沿著另外一條直線傳播,最終,這條偏離原來方向的光線進入你的眼睛中,在你的視網(wǎng)膜上形成實像,但是!但是!,一定注意,你的大腦會認為這條進入你眼睛的光線就是原來的光線,就是那個魚身上任意點發(fā)出的光線,這就有個誤會在里面,實際上光線路徑發(fā)生了變化,但是大腦認為它沒有變化,而且以這條光線來定位魚身上的那個任意點,這樣,這個定位的點就不是原來魚身上的那個任意點,這個點是虛像

成像和3D視覺的聯(lián)系

3D電影的原理是：

用兩個鏡頭如人眼那樣的拍攝裝置，拍攝下景物的雙視點圖像。再通過兩臺放映機，把兩個視點的圖像同步放映，使這略有差別的兩幅圖像顯示在銀幕上，這時如果用眼睛直接觀看，看到的畫面是重疊的，有些模糊不清，要看到立體影像，就要采取措施，使左眼只看到左圖像，右眼只看到右圖像。

從放映機射出的光通過偏振片后，就成了偏振光，左右兩架放映機前的偏振片的偏振方向互相垂直，因而產(chǎn)生的兩束偏振光的偏振方向也互相垂直，觀眾使用對應(yīng)上述的偏振光的偏振眼鏡觀看，即左眼只能看到左機映出的畫面，右眼只能看到右機映出的畫面，這樣就會看到立體景像，這就是立體電影的原理。