镜头优劣的关键性因素,聊聊镀膜、眩光和鬼影

兹有谈科技 2024-07-23 14:10:39

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镜头中透镜材料通常是玻璃或者树脂,这些材料并不是最理想的光学透镜材料,最理想的材料不会发生反射,而只会有折射或透射。但最理想材料不存在,真实的材料一定会产生反射,最理想材料不存在,人们只能寻找和制造相对理想的材料。

早期的镜片没有镀层,都是裸奔的光学玻璃,这种原始的镜片,会产生约3-4%的反射,当光线穿过镜头的每一层镜片时,反射就会产生。后来有人发现脏兮兮的镜片有可能让成像更为清晰,镀膜由此启发而被发明。镀膜能降低反射率,反射变弱了,透过的镜片的光线自然就更多。镀膜性能品质的好坏成为镜头优劣的关键性因素之一。

镀膜是有厚度的,且镀膜的上下层均能产生反射,实际上反射的光线变成了上下两路,在图示中标记为反射光A和反射光B。经过反射后,AB两者的波形相位不一样了,如果镀膜的厚度是穿过的光波波长的1/4,那么镀膜下层反射的光线和上层反射光错位了1/2个波长的位置,形成正负的相位关系,它们混合时会产生相消干涉作用,这和声学降噪的道理是一样的。光线并不是单一频率,可见光是个很宽的频率范围,所以单一镀膜只能对有限频率的光产生最佳效果,所以,又有了复合镀膜,让镀膜有更多层,能和更多频段的光线产生作用。镀膜大幅提升了光学性能,但它仍然无法适应所有的反射条件,反射是无法彻底消除的。光线入射角度,也对消除反射的效果产生影响。

不管是相机镜头还是手机镜头,它们都包含了不同剖面形状的镜片,这些镜片都会根据设计需求镀膜。镀膜反射不可彻底消除,那么镜片间的反射就一定会产生。有镜片间的反射,就会有眩光出现。除了镜片间的反射,其实还有镜片与感光器之间的反射。

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通常我们会用眩光、光斑、鬼影等词汇来描述这种镜片间反射导致的光学现象,不管是哪种现象,都属于广义上的眩光,而在大部分文章中,一般语境中的眩光一般指的是会产生光雾一样效果的眩光类型,它会对画面全局或者部分区域产生影响,受影响的是画面对比度,看上去有点雾蒙蒙的样子,这种眩光不会产生明显的轮廓。

光斑也是产生于镜片间反射,它通常是一个或者多个变形的具有比较清晰轮廓的圆点或者半圆形,,侧逆光条件下,可能出现清晰的弧线,少数机型会出现光环。这种现象是由强烈的斜射入射光线造成,原因是斜射入镜的光线穿过镀膜的厚度比垂直入镜时的厚,利用多层反射光线相互干涉消除的设计在斜射时会效果降低,入射角度越低,效果越差。这也是侧逆光眩光比正面逆光更难对付的原因。

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拍摄日食时,镜头的鬼影

鬼影通常指的是光源对象经过镜片间反射在成像区域的投影,只有场景光差足够大时,才会出现明显的鬼影。鬼影一般不会出现在侧逆光场景,正面逆光场景中容易出现。晴天场景中,太阳的鬼影容易被误判为光斑,在发生日食的时候,会发现,鬼影就是日食的形状。晚上的鬼影则容易出现在有强灯光入射的场景,现在大功率LED灯普遍采用,所以可能出现一串光点构成的鬼影的现象。现在越来越多的夜景装饰工程喜欢使用大功率LED灯,这也使得鬼影现象更容易被察觉,例如iPhone,出现鬼影不要太容易。抗鬼影做得相对优秀的是vivo X 系列[从50起],绿厂的Find X7系列抗鬼影表现也比较出色。

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弱光场景容易丢失弱信号,而有些手机或者软件会将眩光产生的光斑、鬼影当成弱信号强化,形成画风诡异的眩光。

眩光是不理想状态下产生的,但它也是真实的物理现象,只要不过分,它不会带来不真实感,所以,我们可以考虑融入创作,这也是对构图技术的一种磨练。

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