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了解炫光
  • 大话成像
    • 2022-06-13
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引言


当来自强光源(如太阳或人造光)的光线直接到达相机镜头的时,它们会反射并反弹到不同的镜头元件、光圈甚至传感器上,可能会降低图像质量并在图像中产生不需要的物体。这种效果被称为“镜头炫光(lens flare)”,它可以通过多种方式影响图像:通过引入不同颜色的薄雾,可以大幅降低图像对比度,可以添加圆形或半圆晕或“鬼影”,甚至可以添加各种颜色的奇怪的半透明形状。 然而,flare在摄影中并不总是不受欢迎的——有时它被创造性地用来为图像添加艺术元素。事实上,镜头炫光经常被故意添加到电影和电脑游戏中,以增加真实感并提升观众的视觉体验。


123额.jpg


为了决定是否在图像中保留炫光,我首先了解它发生的原因。让我们详细回顾一下炫光的原因,然后讨论减少或避免炫光的方法。


什么是炫光


当一个光源点(如太阳)比场景的其余部分亮得多,它可能在图像中(在镜头视角范围内),或者不存在于图像中只是光打到镜头,就会发生镜头炫光。根据该强光源的位置,它可能会导致大量的雾状/对比度不足、遍布图像的球形或多边形瑕疵、带有彩虹颜色的半圆形形状,或以上的组合。这是由于镜头内部,甚至传感器和镜头之间发生的内部反射造成的:


2.png

如图,常规光线(红色)沿着其常规路径,直接到达图像平面(绿色),而强光源的光线(蓝色)可以从镜头表面分裂和反射,并最终到达图像的不同部分(蓝色虚线)。当光线穿过透镜时,如果光线被挡住,也会从透镜光圈反射出去,从而产生更明显的炫光。尽管上图显示了镜头炫光的一般情况,但制造商和摄影师通常会区分两种类型的镜头炫光:veiling flare 和 ghosting flare,虽然两者通常是相辅相成的。好镜头的镀膜可以显著减少图像中的炫光。


Veiling Flare(蒙纱炫光)


当强光源位于镜头视角之外时,即图像中没有光源,但其光线仍到达镜头时,通常会发生Veiling Flare。这会导致非常明显的雾感/对比度不足,图像中的暗部区域会变得更亮,颜色也会变淡。采用多涂层高品质镜头有助于减少Veiling Flare。例如,尼康专有的Nano Crystal Coat技术用于专业级镜片,在很大程度上有助于控制光晕。下面是使用尼康58mm f/1.4G镜头拍摄的照片:


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如图,太阳就在被摄对象的正上方,在图像区域之外,但它的光线仍然到达镜头,并在照片中的人周围形成了朦胧的光斑。veiling flare不仅影响了太阳周围的区域,而且对孩子的头发、脸甚至衣服都有严重影响,导致对比度降低。在这种情况下,实际上是允许出现veiling flare,这提供了一个活泼、光明的氛围。不幸的是,veiling flare可能会因多种因素而加剧,例如镜头内的灰尘、肮脏的前镜片、脏/低质量的镜头滤光片、无抗反射多层涂层技术等。在某些情况下,在图像中效果可能非常差。请看一幅由非常旧的手动对焦尼康NIKKOR-S 50毫米f/1.4 Ai镜头拍摄的图像:


4.jpg


如图,这个镜头不适合在阳光下拍摄,它使整个图像看起来很模糊。一部分原因是没有多涂层技术,另一部分原因是多年来积累在镜头内部的微尘导致了额外的反射。


Ghosting Flare(鬼影炫光)


与使图像看起来模糊且对比度很低的veiling flare不同,ghosting flare代表图像中可见的所有artifacts,无论是强光源的反射还是类似于镜头光圈的形状。这些不同颜色和形状的球体通常与光源成一条直线,可以覆盖整个图像,有几十种不同的artifacts。请看以下4种70-200mm变焦镜头的对比:

5.jpg


除了图像中可见的veiling flare外,您还可以在每个图像中看到各种圆形artifacts,这些被称为“Ghosting Flare”。这些炫光的总数因每个镜头中的透镜数量而异。通常,透镜越多,图像中出现的炫光就越多。由于70-200mm变焦镜头的设计非常复杂,有十几种或更多的炫光,因此你可以看到几乎所有镜头都会受到veiling flare和Ghosting Flare的影响,尼康70-200mm镜头在这些镜头里炫光最少。当镜头缩小到其最小光圈时,这种效果会放大,这就是为什么光圈重影在f/1.4这样的大光圈上通常不可见,但在f/16这样的大光圈上却非常明显。所以,如果你在镜头中看到多边形的鬼影,只需知道它们来自镜头光圈。


Sensor / Red Dot Flare(传感器/红点炫光


成像传感器和镜头之间的光反弹引起的炫光称为“Red Dot Flare”,但也可以称为“senor flare”。与镜头炫光不同,红点炫光不仅是被镜头和光圈反射的光,而且是从传感器反射到镜头,然后再反射回传感器的光。

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除了多边形光圈Ghosting Flare之外,还可以看到太阳周围的一束红点——这些是sensor上的微透镜,在图像中被放大。


影响镜头炫光的因素


虽然大多数现代镜头都采用特殊的多层涂层技术来减少炫光,但即使是一些最好的专业级镜头也可以渲染出具有ghosting或者veiling flare的图像。另外好的镜头物理结构设计也可以避免部分炫光.

1.镜头的元素:镜头里面的透镜越多,炫光越容易出现。

2.焦距 : 广角镜头的设计不仅可以很好地处理炫光,而且焦距越短,光源看起来就越小。另一方面,长焦镜头的表现要差得多,因为它们放大了一切,因此有巨大/长的镜头罩

3.镜头设计: 好的镜头设计肯定会影响镜头炫光。例如,尼康一直在设计具有凹进式前部元件的镜头,这可以大大减少炫光和重影,甚至不用使用昂贵的涂层技术。看看下面50mm镜头的对比,您可以看到,最新一代50mm镜头在处理炫光和重影方面明显优于AF-D镜头


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4 Multi-Coatings 

4 Multi-Coatings : 多层涂层(MRC)镜头元件无疑会对炫光性能产生巨大影响

5 Filters –低质量的Filters会在图像中产生更多炫光问题

6. 镜头进灰:随着时间的推移,所有镜头都会积聚灰尘,内部灰尘可能会导致更多的veiling flare问题

7 镜头上的油腻指印和其他灰尘颗粒也会造成更多的炫光问题


如何避免炫光


1 使用镜头罩或者手挡

没错,镜头罩的存在是有原因的。要把手放在镜头上挡住阳光,就可以完全消除鬼影和炫光,这是一个非常简单的方法!

2 使用高质量镜头

高质量的专业级镜头价格昂贵,但它们通常都配有令人惊叹的镀膜技术和物理结构,有助于显著减少甚至消除炫光问题。

3 使用定焦镜头

一般来说,定焦镜头的光学公式比变焦镜头简单,光学元件肯定更少。需要处理的元素越少,图像中显示的炫光就越少。

4 更改光源或者拍摄位置

5 尽量避免对着太阳直摄


特别声明:本文转载自大话成像;如有侵权请联系删除。

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