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變形, 透視與片幅 | 無發表權 |
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| 發表者 | 討論內容 |
|---|---|
| meowhoo | 發表時間: 2007-10-26 21:51 |
Home away from home   註冊日: 2006-01-29 來自: 發表數: 526
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[34238]
變形, 透視與片幅 常常有人拿著廣角鏡拍大合照 在畫面角落的人都變肥了 這是怎麼回事?
是我的鏡頭太濫嗎? 我是不是要換更好的廣角鏡? 這篇文章探討 變形與以及到底是什麼原因改變了透視 我們先看看這張照片  乍看下左側男人的臉被拉長了 一般人看到會說 這張照片怎麼會有這麼難看 的變形 一定是鏡頭濫才會這樣! 其實這張照片幾乎沒有影像變形(Image distortion) 鏡頭表現幾乎完美 啥? 沒有變形? 可是我怎麼看人的臉都被拉長了阿 這問題在於人的眼睛的視角有限 所以我們看不到這種影像拉扯 一些動物的眼睛視角很大 例如馬 可以看到100度以上 在這種動物的眼中 就可以看到這種"透視"(perspective ) 透視也與拍攝距離有關 離拍攝物越近 畫面兩端拉扯就越嚴重 問題是人眼不可能貼這麼近去看 也就看不到這種透視 那什麼是透視(perspective)? 簡單說就是將三維空間的景物表現在二維平面的方法. 相機還沒發明之前 透視廣泛應用在 繪畫上. 小到針孔相機 大到8x10相機 只要能拍出影像都是透視. 什麼是影像變形(Image distortion )? 一般來說影像變形( Image Distortion ) 分成兩種 1. barrel distortion 桶狀變形 影像的放大倍率隨著與中心軸的距離縮小 魚眼鏡頭是最佳代表 2. pincushion distortion 枕狀變形 影像的放大倍率隨著與中心軸的距離放大 這種變形通常出現在低階的望遠鏡頭上 而不管是barrel distortion 或是pincushion distortion 都是鏡頭所產生的像差(aberrations) 像差(aberrations)是什麼在幾何光學中有定義 不贅述 新世代的鏡頭 都做得相當優秀 影像變形幾乎可以忽略 我們看看這隻Olympus 11-22mm http://www.photozone.de/8Reviews/lenses/olympus_1122_2835/index.htm 在11mm 只有-1.27% 的 distortion (負號代表是桶狀變形) 在14mm 只有-0.46% 的 distortion 在22mm 只有-0.01% 的 distortion 可是用拿他拍東西畫面兩端還是會感覺比較大 這沒有其他原因 只是合理的透視而已 鏡頭表現完美 常常聽前輩說片幅越大 拍東西越不會"變形" 但到底為什麼? 其實並不是中大片幅的鏡頭特別利害 只是片幅越大 會讓照片覺得是在越遠的地方拍攝的 純粹是透視改變 與影像變形(Image distortion)幾乎沒有關係 我們用理論來證明為什麼 我們用視角接近的兩個組合來驗證(在同樣拍攝距離下) 組合A. nikon D200 + 24mm 組合B. nikon D3 + 35mm 先不討論為什麼這兩個組合視角接近, 我們只要知道要拍到接近的畫面, 片幅越小徑頭焦距就要越小 首先我們要了解什麼是flange focal length 像場定位距離(這大陸人翻譯的) flange focal length 就是感光元件(或底片) 到相機卡口的距離 請參考這個網頁 有各接環的flange focal length http://www.infonia.ne.jp/~kori/adaptor/flange.htm 廣角鏡的最後一枚鏡片 通常都非常接近卡口 所以說使用廣角鏡的時候 可以視 flange focal length 為"像距" 視鏡頭為薄透鏡 可以畫出下圖 D200+24mm  D3+35mm  根據成像作圖法 可以反推回物距 得到下圖 D200+24mm  D3+35mm  很明顯D3 的物距長了非常多 這說明了為什麼焦距不同 透視會不同 D3 拍的成像會看起來比較遠一點 要求物距我們可以利用高斯成像公式 (1/p) + (1/q) = (1/f) p = 物距 q = 像距 f = 焦距 一台相機的像距 = flange focal length + 鏡頭最後一片鏡片到卡口的距離(通常廣角鏡是0) 公式改成這樣 (1/p) = (1/f) - (1/q) 注意 q 永遠大於 f 不然無法成像 由此可知 1.鏡頭的焦距越長 物距越長 2.相機的flange focal length 越短 物距越長 這也說明了D3 + 35mm 拍出來的透視一定比D200 + 24mm 來的舒服 這還可以說明 為什麼有人說"Leica M 最適合街拍人文 廣角沒有誇張的透視 15mm 也很好用" 其實是因為Leica M 相機的flange focal length 非常短 只有27.8mm, 而SLR 卻很長 EOS Mount( 44mm)與 F Mount (46.5mm) 用高斯公式比較Leica M7 + 19mm 與D3 + 19mm, 計算物距p Leica FF at 19mm (1/p) = (1/19) - (1/27.8) = 0.0526 - 0.0360 = 0.0166 p = 60.240 D3 FF at 19mm (1/p) = (1/19) - (1/46.5) = 0.0526 - 0.0215 = 0.0311 p = 32.154 所以雖然是同片幅用的鏡頭焦距也一樣 Leica M 廣角拍出來的透視一定比SLR 的透視舒服 最後回到片幅的問題 視角公式如下 f=鏡頭焦距 h=片幅寬 v=片幅高 d=sqrt( h^2 + v^2) 視角= 2 * tan-1 ( d / 2f) 根據視角公式可以知道 片幅越小 要達到相同的視角 焦距也越短 焦距越短就會造成 "物距越短" 所以透視也就越不舒服 常常有人認為APS DSLR 只是全幅裁切而已 其實才沒那麼簡單 小片幅DSLR 廣角端透視一定輸給大片幅 但是這種透視不見得是壞事 有些題材 比如 http://www.pbase.com/image/69893175 誇張的透視反而有身歷其境的感覺 中大型相機反而還拍不出來呢 |
| joy613 | 發表時間: 2007-10-26 22:43 |
Not too shy to talk  註冊日: 2007-02-03 來自: 發表數: 21
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[34239]
Re: 變形, 透視與片幅 恩...也該從P家FF那篇獨立出來討論了! M兄您辛苦了...虛心吸收中!
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| lown | 發表時間: 2007-10-27 03:03 |
Home away from home 註冊日: 2007-06-28 來自: 發表數: 441
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[34242]
Re: 變形, 透視與片幅 M兄 不好意思 請教一下 兩台相機 站在同一點拍 拍出來的物距是一樣的嗎？ |
| collective | 發表時間: 2007-10-27 07:29 |
版主   註冊日: 2004-10-18 來自: 柏格方塊 發表數: 13133
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[34244]
Re: 變形, 透視與片幅
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| lown | 發表時間: 2007-10-27 10:00 |
Home away from home 註冊日: 2007-06-28 來自: 發表數: 441
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[34249]
Re: 變形, 透視與片幅 我的疑問在於
先拋開透鏡片幅這兩件事不講 我們考駕照不是都有身體檢查嗎？ 其中一項就是測眼睛的視角 有的人眼睛視角是150 有的人是130... 站在同一個點看世界 頂多是視角小的人看到的世界比較窄 可是物體相對的比例還是一樣的 對嗎？ |
| lown | 發表時間: 2007-10-27 11:09 |
Home away from home 註冊日: 2007-06-28 來自: 發表數: 441
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[34251]
Re: 變形, 透視與片幅 http://img25.imagevenue.com/img.php?image=54196_318R7W_122_1021lo.JPG照片
我不會貼圖 有興趣的自己連過去看 我的想法是 當X1：X2=Y1：Y2... 這樣拍出來的畫面便會一模一樣 然後這樣有一個問題出來 當X1：X2=Y1：Y2成立的時後 感光原件的距離與景A的距離是不相等的 逆推回去 也就是不同片幅的感光原件，即使等效焦長一樣，站在同一點拍攝... 虛擬投影點是不相等的 而當 景與感光原件的距離很接近時 二個虛擬投影點的距離就會離的很遠... 我推翻自己的結論 不同片幅站在同一點拍 即使等效焦長一樣 拍出的結果會不同 但移動些許距離 使二組的虛擬投影點重疊 還是可以使X1：X2=Y1：Y2成立？ -------------------------------------------------------  |
| ITO | 發表時間: 2007-10-27 13:03 |
網站管理員   註冊日: 2004-09-15 來自: 日本 發表數: 30762
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[34252]
Re: 變形, 透視與片幅
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| truckski | 發表時間: 2007-10-27 14:47 |
Quite a regular  註冊日: 2006-09-14 來自: 發表數: 61
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[34254]
Re: 變形, 透視與片幅 只想跟樓主說透鏡到底片的距離不是定數。
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| andy543 | 發表時間: 2007-10-28 01:41 |
Just popping in 註冊日: 2007-10-27 來自: 發表數: 8
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[34265]
Re: 變形, 透視與片幅 潛水很久的新人要發問問題^^
變形的問題我比較能了解, 我想這跟鏡頭的設計比較有關係(也就是一分錢一分貨). 發文者舉出的例子, D3+ 35mm 跟 D200+24mm 視角是接近相同的, 片幅不同但是"視角"相同的兩部機器, 要拍攝同樣範圍的照片, 因為"視角"相同(也就是從觀景窗看出去的範圍一樣), 照道理講要拍攝出相同 畫面,那麼距離應該一樣, 不是嗎?這就是為什麼在APS的片幅上大家都拿35mm來充當50mm的視角對吧?但是依照發文者的圖, D3 + 35mm的物距反 而比D200 + 24mm更遠? 還是我看不懂圖的意思? 還有一個問題, 關於發文者說APS不是FF的裁切那麼簡單, 我舉一個例子, 假設我用FF的機身裝上50mm的鏡頭, 站在5公尺外拍一個人像, 拍攝 者(我)跟人像都不會動,此時可以拍進全身的人像 接著我從背包拿出另一部APS的機身裝上同樣的50mm鏡頭, 卻只能拍出半身人像, 在這個例子 所有距離都是固定的 只有片幅改變, 所以唯一改變的只有"視角"(也就是全身人像跟半身人像的差別), 但是物距都沒變喔, 所以在這例子上 APS應該就是全幅的裁切, 對吧? ^^ 可以把這例子想像成D3 + 50mm 拍完一張後, 用黑色膠帶把D3感光元件貼住只剩下APS範圍, 然後再拍一張, 此時不就是裁切嗎? 這裡有一點自己以前的經驗想跟大家討論, "透視"跟物體"距離"的關係, 以前學畫畫的時候, 一開始學的就是透視,但是這點我沒辦法用文字精 確說明, 至於片幅跟透視的關係, 我不是唸這方面的, 只是以前看過書, 書裡提到"透視"是跟"視角"還有"距離"有關係, "視角"我想最簡單的解釋就是從觀景窗看出去的範圍. 透視的一個重要觀念是中心點, 從這中心點往外作輻射狀的射線所構築起來的空間就是透視的基本概念, 距離中心點越遠的物件會越有拉長的 效果. 舉個例子好了, 用E-3 , D3 , D300 三部不同片幅的機器, 各自裝上等同全片幅20mm的廣角鏡頭來拍攝一幅風景(也就是"視角"都一樣), 這個風景呢, 沒有近 物, 畫面全部是好幾公里以外的大山大水跟天空, 那拍出來的結果會有差別? 依以前畫畫學的透視觀念來看, 不會有差別, 因為透視的一個重 要觀念是中心點, 在這例子中, 假設畫面中心點在畫面正中央, 但是大山大水跟天空都距離鏡頭太遠了, 距離都算是無限遠, 所以整個畫面可 以算是"平的", 也就是說畫面中所有物件彼此之間跟中心點的距離差異是趨近0(也就是說大山大水跟天空彼此沒有距離遠近之分, 雖然實際上 有), 從拍攝的機器(E-3, D3, D300)看出去都一樣是無限遠, 所以沒有所謂透視所造成的畫面拉長的感覺. 另一個例子, 拿同樣的三部機器拍人好了, 大家常拍的大頭狗的照片, 頭會很大, 然後身體會呈倒三角變細長, 在20mm的視角下, 以頭為中心 點所構建起來的透視感, 此時中心點(頭)距離鏡頭很近, 所以相對20mm的視角來說, 離頭越遠的身體部位(腳), 依畫畫的透視感來看, 會令人 感覺距離中心點(頭)很遠, 所以, 正常的透視下, 離中心點(頭)越遠的東西變越小, 就造成頭大身体小的怪感覺. 所以用超廣角拍人時, 有前輩會說要注意畫面中心點, 我想就是這個意思吧 ^^ 文筆不好, 希望有人可以看的懂. 我學的透視觀念, 其實就是在一個空間, 空間內的物件相對的距離關係. 聽說人的單眼視角範圍大約是50mm的視角, 所以在這個視角內拍的照 片, 畫面看起來覺得自然舒服. 20mm的廣角, 想像成把50mm的範圍再往外擴張空間, 就像一個人站在廣場上, 沒辦法一眼(50mm)就看清楚整個廣場, 所以會轉動眼睛, 但是轉 動眼睛的同時, 因為透視的中心點改變了, 所以我們會覺得怎麼看都很正常, 但是用20mm拍下照片時, 對於人眼無法一次涵蓋的範圍, 就會覺 得不自然, 很怪, 我想差別就在這. 最後一個問題, 個人是實務派, 有人可以做實驗嗎? ^^ 拿各種片幅的相機, 各自裝上等同視角的廣角鏡, 一定要廣角, 因為透視感最明顯, 然後拍攝一個空間, 這個空間內的物件有近有遠, 形狀各不同, 然後拍攝的中心點都一樣, 我很想知道在相同視角, 相同拍攝距離下, 因為焦距的不同(相同視角下片幅越大焦距越長)真的會影響拍出來的照片的透視感?? 依自己所暸解的透視感概念來看, 似乎應該是沒有差別. 不過這個實驗有個重要條件, 就是一定要確保透視中心點的準確性, 一有偏差, 就很難比較. 打到這裡, 突然想到, 移軸鏡頭不就是為了透視感而生的嗎...移軸鏡可以把建築物拍成像是模型一樣...消除所有透視感 如果發文者說的"片幅越大透視感越舒服"是真的, 那不就可以拿移軸鏡頭來模擬各種片幅的透視感? 越想越亂了.... ^^其實我是因為對E-3這部機器很有興趣, 所以近來一直在這裡看文章,,也對片幅大小影響透視(也就是看起來舒不舒服)這個問題的答案很有興 趣, 可是一直沒有答案, 希望有人可以解答囉... |
| andy543 | 發表時間: 2007-10-28 02:51 |
Just popping in 註冊日: 2007-10-27 來自: 發表數: 8
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[34266]
Re: 變形, 透視與片幅 借用國家地理攝影精技的圖片說明
http://farm3.static.flickr.com/2062/1778324838_91413d0dce.jpg  左邊是24mm..右邊是105mm 明顯可以看到左邊 1.臉上下拉長了 2.以鼻子為中心點..畫面往上下左右擴散... 看起來似乎耳朵離鼻子很遠...這就是我想要陳述的透視感.. 鏡頭離主體很近...所以鼻子跟耳朵的相對距離對透視感影響就很明顯 105mm那張....鏡頭跟主體距離拉遠了...鼻子跟耳朵的相對距離影響就比較小了.. 所以視角相同..."距離"就是影響透視感的主要因素.. 下一張也是 http://farm3.static.flickr.com/2397/1778326510_a072a9cf52.jpg  至於片幅大小...書中只提到片幅越大解析度越好.. http://farm3.static.flickr.com/2014/1777731047_48bec408d4.jpg  |
| andy543 | 發表時間: 2007-10-28 03:15 |
Just popping in 註冊日: 2007-10-27 來自: 發表數: 8
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[34268]
Re: 變形, 透視與片幅  話說回來除了7-14的鏡頭外....4/3系統沒有其他超廣角了嗎? 有點想換到4/3系統.. 可是7-14太貴了...而且前面那片"凸透鏡"實在很怕刮傷  |
| meowhoo | 發表時間: 2007-10-28 09:10 |
Home away from home 註冊日: 2006-01-29 來自: 發表數: 526
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[34273]
Re: 變形, 透視與片幅 引文:
D3 是全幅 D200是APS D200 +24mm 拿來當全幅35mm 用 大家不是都這樣嘛? 物距不同改變了透視. 而因為透視不同 即使視角相同也拍不出完全相同的照片 引文:
yes 完全沒錯, 我想說的意思只是很多人都沒注意到片幅小 鏡頭的焦距也變短了 廠商宣稱的"等效焦距" 讓很多人搞不懂實際情況 引文:
第一個例子觀念很正確, 問題是現實的景不可能都是好幾公里外的東西 如果說都拿來拍月亮 透視應該非常接近 還有E3 的片幅比例是4:3 D3 D300 都是3:2 只能求對角線視角相同而已 |
| meowhoo | 發表時間: 2007-10-28 09:17 |
Home away from home 註冊日: 2006-01-29 來自: 發表數: 526
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[34274]
Re: 變形, 透視與片幅 引文:
我有寫啦 一台相機的像距 = flange focal length + 鏡頭最後一片鏡片到卡口的距離(通常廣角鏡是0) |
| truckski | 發表時間: 2007-10-28 10:20 |
Quite a regular 註冊日: 2006-09-14 來自: 發表數: 61
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[34277]
Re: 變形, 透視與片幅 像距也不是定數。
引文:
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| iamowl | 發表時間: 2007-10-28 12:44 |
Quite a regular 註冊日: 2006-02-21 來自: 發表數: 123
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[34282]
Re: 變形, 透視與片幅 有幾點小弟想提出來讓眾網友一起思考一下:
1. 透視"變形"源自於觀察者到被攝物體的相對位置(包括遠近與角度)，所以無論與任何光學系統做比較，都必須以相同的相對位置才能比較 2.用一片薄透鏡來代替整個鏡頭的光學系統是有很多近似的，像距會等於鏡頭最後一片鏡片到成像平面的距離嗎? 3.當不同片幅系統，被攝物體距離成像平面的距離相同(例如1米的距離)，鏡頭的等效薄透鏡的位置實際上應該會因不同焦距而前後移動(35mm鏡頭，像距36.3mm；24mm鏡頭，像距約24.60mm)，這樣像距物距與焦距的關係才能夠符合造鏡者公式 4.如果實體交距僅差1.5倍至2倍的35片幅與APS片幅能夠被觀察出有顯著的透視變形的不同，那實體焦距差十幾倍的小DC、照相手機，其透視變形會誇張到怎麼樣的地步呢? |
| lown | 發表時間: 2007-10-28 15:25 |
Home away from home 註冊日: 2007-06-28 來自: 發表數: 441
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[34284]
Re: 變形, 透視與片幅  會貼圖了 我的問題是 眼睛大的人和睛睛小的人 在同一點看景色 世界的比例是不是和我這個小眼睛不一樣？ 我的答案是不一樣的 二顆不同大的眼球 站在同一個點 大的眼球 相對於小的眼球只需要較小的透視角 而小的眼球 有兩個選擇 選擇1： 站遠一點(如上圖感光元件二站在感光原件1的後面)..這樣會有相同的透視點 此時兩顆感光原件照出來的前後景比例便會相同 選擇2：用較大的透視角，來完成同樣的取景範圍，但此時景的比例與大眼會不同..因為透視點己經改變 可以這樣想像，高速公路旁不是都有巨幅的廣告看板嗎？ 把看板想像成底片，當這塊超大底片要拍攝另一塊巨幅的看板時 不需要很大的透視角吧...因為片幅夠大了 相反的 如果以小ccd來拍攝巨幅的廣告看板 那就非超廣角不可 不然請站遠一點... 而片幅的影響 在影與感光原件特別接近的時 或景與片幅的差距特別大時 會特別明顯！ |
| andy543 | 發表時間: 2007-10-28 17:29 |
Just popping in 註冊日: 2007-10-27 來自: 發表數: 8
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[34288]
Re: 變形, 透視與片幅 引文:
這兩點正是我先前想說的透視感, ----> 把一個空間內各物件相對的距離位置呈現在一個平面圖上. 不管是建築, 室內設計, 或是畫人體素描, 透視都是一樣的, 人的眼睛視角因人而有一點點不同, 但是怎麼把三度空間表現在二維上, 呈現方法都是一樣的. 另外我說的拍風景的例子, 並不是在於生活中常不常見, 而是要拿來跟另一個用廣角拍大頭狗照片的例子來互相做比較, 我想強調的依然是空間內各物件的相對位置距離的表現, 也就是透視感的呈現. 再試想一下, 各片幅的相機, 為了做出一顆等同於135相機的50mm視角的鏡頭, 差別只會在於鏡頭的"焦距"不同而已.也就是拿D3 + 50mm 跟 D300 +35mm, 從觀景窗看出去的範圍是接近一樣的, 鏡頭焦距就是這樣而已. 而透視感是相對的, 就算拿D3 +50mm 來拍, 畫面中物件相對距離的改變, 整個透視感就會不一樣, 這是我想強調的距離關係, 而非鏡頭焦距關係(也就是發文者說的片幅大小關係). 所以我才對發文者所說相同視角下, 片幅大的"透視感"看起來比較"舒服"這個結論有點疑惑, 也希望有實例照片可以解釋. |
| andy543 | 發表時間: 2007-10-28 17:55 |
Just popping in 註冊日: 2007-10-27 來自: 發表數: 8
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[34289]
Re: 變形, 透視與片幅 ^^ 再舉一個畫畫的例子給大家參考透視感的呈現.
記得以前的老師說過, 人的眼睛構造需要兩眼"同時"看一個空間才能在腦中呈現出空間的透視感. 而我們經常可以看到, 畫家常常會閉上一隻眼睛, 拿著筆在眼前好像在測量什麼. why? 因為人閉上一隻眼睛後, 只用一隻眼睛看東西時, 這時候的畫面是沒有透視感的,這時候畫面只剩下物件相對大小的關係, 為什麼一定要閉上一隻眼間來這樣做呢? 試想一下, 當我們用廣角鏡拍攝時, 是不是只要水平線有點偏差, 畫面的呈現就會"差很多"? 不是頭重腳輕, 就是頭輕腳重. 所以畫畫時, 為了求精確, 當草稿(透視)已經畫好時, 會閉上一隻眼睛來測量其他物體的大小, 因為人不可能不會動, 畫面中心點時常會因為眼球轉動而不自覺改變, 機器就沒這問題了, 甚至用3D軟體也沒有問題, 因為透視感該如何呈現只要視角, 距離, 物體相對位置都固定, 不管用小DC還是中片幅來拍攝, 結果照道理都會是一樣的. |
| meowhoo | 發表時間: 2007-10-28 21:23 |
Home away from home 註冊日: 2006-01-29 來自: 發表數: 526
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[34292]
Re: 變形, 透視與片幅 引文:
1.距離相同才有辦法比較 距離不同透視就不同了 2.我查了一些文件 都告訴我物距是從感光元件到透鏡的nodal plane, 但是nodal plane 在哪邊是很難測量"  有說等於沒說 所以我的說法有問題, flange focal length + 最後一片鏡片到卡口的距離 只是相機的"最短"物距而已 3.這個問題我也很疑惑 為什麼從像距推物距看起來合理 但是從物距推像距就不行呢 @@? 還有我的推論都是基於薄透鏡的物理原理 有人能告訴我什麼情況不適合用薄透鏡嘛 4.如果這些相機都合乎高斯公式, 合理的推論是小片幅像機的flange focal length 都很短(因為不需要反光鏡這些東西嘛) 自然物距就長 |
| meowhoo | 發表時間: 2007-10-28 22:06 |
Home away from home 註冊日: 2006-01-29 來自: 發表數: 526
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[34296]
Re: 變形, 透視與片幅 引文:
來自ken106 的圖 (不知道怎麼聯絡他 有版權問題請通知我謝謝) http://i91.photobucket.com/albums/k313/meowhoo/forum/ken106.gif  如果物距更近一點應該會更明顯 http://www.diax.nl/pages/start_mamiya_nikon_uk.html 拍攝距離相同 但是測試視角不是很接近 可以感受一下片幅夠大的透視感 |
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