侯金澤

山東省煙臺(tái)市第一中學(xué)

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手機(jī)相機(jī)的眩光現(xiàn)象

侯金澤

山東省煙臺(tái)市第一中學(xué)

摘要：本論文研究了手機(jī)相機(jī)的眩光現(xiàn)象，分析了眩光產(chǎn)生的原因。通過拍攝比較，發(fā)現(xiàn)新款智能手機(jī)較舊款手機(jī)對(duì)眩光現(xiàn)象有明顯地抑制，同時(shí)發(fā)現(xiàn)手機(jī)加了外加廣角鏡頭后眩光現(xiàn)象變嚴(yán)重。

1　前言

手機(jī)是我們?nèi)粘２豢扇鄙俚囊苿?dòng)通信工具，手機(jī)帶有的攝像系統(tǒng)也為我們的生活提供了極大的方便與樂趣，看到美景或美食可以隨時(shí)記錄下來，發(fā)給我們的好友。手機(jī)攜帶使用方便，相信隨著手機(jī)的攝像功能的提高和完善，手機(jī)攝像將可以替代照相機(jī)和攝像機(jī)。

平時(shí)我們用手機(jī)拍照的時(shí)候，特別是迎著光拍攝，會(huì)感覺畫面有異常，有時(shí)是畫面出現(xiàn)異常明亮的區(qū)域，有時(shí)在光源周圍出現(xiàn)圓環(huán)等現(xiàn)象，有的人就會(huì)認(rèn)為手機(jī)相機(jī)的質(zhì)量出了問題，這實(shí)際上是眩光現(xiàn)象，所有的相機(jī)系統(tǒng)都或多或少地存在這個(gè)問題。

2　眩光產(chǎn)生原理

眩光現(xiàn)象的表現(xiàn)是，當(dāng)逆光拍攝照片時(shí)，或者說明亮的光源出現(xiàn)在畫面里時(shí)，由于有強(qiáng)光直接照進(jìn)鏡頭，造成畫面中出現(xiàn)一片過于明亮的區(qū)域，破壞了正常的圖像，使畫面變得不清晰，或者使畫面上出現(xiàn)色彩各異的亮斑、光暈、鬼影、紫邊，或者其中的任意幾種現(xiàn)象的組合或者變形，這些都是眩光現(xiàn)象[1]。其中，光暈是指照片中的點(diǎn)光源周圍出現(xiàn)了光環(huán)的效果；鬼影是逆光拍攝時(shí)一束光線斜線射入鏡頭，在畫面上會(huì)留下一串淡淡的有顏色的光圈（通常為綠色、紫色或紫羅蘭色）[2]。

圖1　手機(jī)攝像頭光學(xué)結(jié)構(gòu)

總體而言，眩光現(xiàn)象就是有些到達(dá)底片（光學(xué)傳感器）的光線沒有成像在它最初該成像的位置，而產(chǎn)生的異常成像的現(xiàn)象。或者說是有些非正常成像的光線到達(dá)底片或數(shù)碼相機(jī)傳感器上，遮蓋或疊加到正常的影像上。這與手機(jī)攝像頭的機(jī)構(gòu)有關(guān)，手機(jī)攝像頭的光學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括鏡頭蓋板、光學(xué)鏡頭、濾光片及光學(xué)傳感器（CMOS或CCD），其中光學(xué)鏡頭由多片鏡片組成。蓋板、鏡片及濾光片是采用玻璃或樹脂材料制造，如果不進(jìn)行特殊處理，各元件表面會(huì)反射大約5％的入射光能量。在逆光拍攝時(shí)，強(qiáng)光直接輸入鏡頭內(nèi)，各面都會(huì)產(chǎn)生反射光，反射光經(jīng)過來回多次反射和折射，最后到達(dá)像面，形成各式各樣的眩光現(xiàn)象，影響畫面質(zhì)量。此外，強(qiáng)的入射光在鏡筒壁內(nèi)部的反射光、在光圈上的反射光、在底片上的反射光、甚至包括相機(jī)內(nèi)部光線的泄漏等都會(huì)產(chǎn)生眩光現(xiàn)象。

3　手機(jī)眩光實(shí)驗(yàn)

我們采用兩種手機(jī)進(jìn)行拍攝，研究和比較手機(jī)照相的眩光現(xiàn)象。一種是新型的智能手機(jī)，另一種是舊款手機(jī)。我們利用兩種手機(jī)拍攝了夜幕下路燈的影像。在黑暗的環(huán)境下，用智能手機(jī)正對(duì)路燈拍攝，圖2是拍攝的路燈照片。圖2的照片中，觀察到了眩光現(xiàn)象，可以看到燈周圍的光暈，光暈影響了燈上方的電線的影像，使電線在燈上方的部分好像斷開。除了光暈，圖2的照片中也可以觀察到鬼影的現(xiàn)象，照片中的路燈左下方同軸的光圈即為鬼影現(xiàn)象，光圈呈淡淡的藍(lán)色，鬼影的軸線會(huì)隨著手機(jī)相機(jī)相對(duì)于路燈的方位的改變而改變。不在黑暗的環(huán)境下正對(duì)光源拍攝這種極端的情況，此智能手機(jī)日常拍攝中眩光現(xiàn)象并不明顯，拍攝畫面質(zhì)量良好。

圖2　新款智能手機(jī)拍攝的路燈

圖3　舊款手機(jī)拍攝的路燈

圖3顯示了利用舊款手機(jī)拍攝路燈的照片，可以看到舊款手機(jī)正對(duì)強(qiáng)光源拍攝時(shí)，出現(xiàn)比新款智能手機(jī)嚴(yán)重的多的眩光現(xiàn)象。圖3中可以看到以路燈為中心的發(fā)射狀光暈，以及在畫面的左下方一排光圈的鬼影現(xiàn)象，光圈多數(shù)呈紫色，當(dāng)手機(jī)相對(duì)于路燈的位置改變時(shí)，鬼影的中心線的方位也隨著改變。如此嚴(yán)重的眩光現(xiàn)象是由于老款手機(jī)的相機(jī)鏡頭質(zhì)量較差，鏡片的反射、散射光及其它元件引起的雜散光太多。

圖4　帶外加廣角鏡頭的新款智能手機(jī)拍攝的路燈

最近，市場上有銷售手機(jī)的各種外加鏡頭，外加鏡頭通過簡單的方法加到手機(jī)鏡頭前，可以實(shí)現(xiàn)廣角拍攝、近景拍攝等功能。人們紛紛購買，但發(fā)現(xiàn)加上外加鏡頭的相機(jī)拍攝的照片質(zhì)量并不令人滿意。這里我們?cè)谛驴钪悄茜R頭前加了夾持型的外加廣角鏡頭，拍攝了夜幕下的路燈進(jìn)行了比較。圖4是帶外加廣角鏡頭的新款智能手機(jī)拍攝的路燈，比較圖2和圖4的照片，可以看到加了外加廣角鏡頭后，拍攝景物的范圍變大了，但光暈現(xiàn)象嚴(yán)重了，同時(shí)圖4中的鬼影的光圈變多并且不同軸線。由于市面上購買的相機(jī)外加鏡頭質(zhì)量都難有保證，致使光暈現(xiàn)象明顯，同時(shí)很難做到外加鏡頭與手機(jī)鏡頭是同軸狀態(tài)，外加鏡頭與手機(jī)鏡頭的不同軸將導(dǎo)致鬼影光圈的不同軸。

4　結(jié)論

本論文研究了手機(jī)相機(jī)的眩光現(xiàn)象，分析了眩光產(chǎn)生的原因。本論文采用兩種手機(jī)進(jìn)行實(shí)景拍攝，研究和比較手機(jī)照相的眩光現(xiàn)象。通過比較，發(fā)現(xiàn)新款智能手機(jī)較舊款手機(jī)對(duì)眩光現(xiàn)象有明顯地抑制，同時(shí)發(fā)現(xiàn)手機(jī)加了外加廣角鏡頭后眩光現(xiàn)象變嚴(yán)重。

眩光在多數(shù)情況下會(huì)使畫面變模糊，質(zhì)量變差，所以很多攝影師都會(huì)選擇不同的方式避免它們的出現(xiàn)。首先應(yīng)挑選鏡片上有特殊鍍膜的鏡頭，減少鏡面的反射，可以減少眩光。其次，可以安裝遮光罩以減少眩光的發(fā)生。再有，實(shí)際進(jìn)行逆光拍攝時(shí)都要盡量避免把光源拍攝入畫面，如果想要拍出帶有耀眼光芒的逆光照片，要選擇好拍攝時(shí)間，在早晨或是傍晚拍攝，此時(shí)光線不會(huì)過強(qiáng)，另外，也可以選擇欄桿、樹葉等遮擋光源的強(qiáng)光，減少眩光的出現(xiàn)[3]。

但是如果運(yùn)用得當(dāng)，其實(shí)眩光也會(huì)為畫面增加很多特殊效果，渲染氣氛。很多人用手機(jī)拍照，很喜歡逆光時(shí)出現(xiàn)的眩光和鬼影?，F(xiàn)在有很多手機(jī)軟件，可以為照片添加逆光眩光和鬼影效果。

參考文獻(xiàn)

[1]維基百科https://en.wikipedia.org

[2]高山，鏡頭“鬼影”--照片中的光斑，開心老年，2015，第5期，pp.72

[3]鋒實(shí)驗(yàn)iPhone5s逆光大考驗(yàn)，數(shù)碼攝影，2014，第3期，pp.140-143

致謝

感謝胡偉娟提供本論文中圖3的照片。

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