在大家都談?wù)摳咔濉㈥P(guān)注高清鏡頭的清晰度的時(shí)候,有沒有考慮過光圈對(duì)鏡頭表現(xiàn)力的影響?在大家的理解中，鏡頭最關(guān)鍵的是畫面清晰，對(duì)高清鏡頭尤其要高分辨率，但高分辨率的鏡頭在實(shí)際使用中就一定有好的表現(xiàn)嗎?請(qǐng)看本文分析。
300萬像素的進(jìn)口高端鏡頭在200萬像素的進(jìn)口品牌攝像機(jī)上的表現(xiàn)是多么的糟，鏡頭不好嗎?攝像機(jī)不好嗎?非也，那么什么原因造成這樣的結(jié)果，我們一起來探討一下。
先了解一下什么是光圈：光圈是一個(gè)用來控制光線透過鏡頭，進(jìn)入機(jī)身內(nèi)感光面的光量的裝置，它通常是在鏡頭內(nèi)。我們是用F值表達(dá)光圈大小。對(duì)于已經(jīng)制造好的鏡頭，不可能隨意改變鏡頭的直徑，但是可以通過在鏡頭內(nèi)部加入多邊形或者圓型，并且面積可變的孔狀光柵來達(dá)到控制鏡頭通光量，這個(gè)裝置就叫做光圈。
那么平常講的1.4光圈、1.0光圈是什么意思呢? 假定光圈的有效孔徑為d， d與焦距f之比定義為相對(duì)孔徑F，即F=d/F，鏡頭的相對(duì)孔徑?jīng)Q定被攝像的照度，像的照度與鏡頭的相對(duì)孔徑的倒數(shù)來表示鏡頭光圈的大小。F值越小，光圈越大，到達(dá)CCD芯片的光通量就越大,因此F1.0比F1.4光圈大一倍，F(xiàn)1.4比F2.0大一倍。下面來談?wù)劰馊?duì)成像的影響。
景深: 在鏡頭前方(調(diào)焦點(diǎn)的前、后)有一段一定長度的空間，當(dāng)被攝物體位于這段空間內(nèi)時(shí)，其在底片上的成像恰位于焦點(diǎn)前后這兩個(gè)彌散圓之間。被攝體所在的這段空間的長度，就叫景深。換言之，在這段空間內(nèi)的被攝體，其呈現(xiàn)在底片面的影象模糊度，都在容許彌散圓的限定范圍內(nèi)，這段空間的長度就是景深。如圖1所示，光圈越大, 景深越短;光圈越小，景深越長.
由此可知，在全開光圈的情況下，光圈越大的鏡頭表現(xiàn)會(huì)相對(duì)更差，光圈小的則會(huì)由于景深長而表現(xiàn)更好。
光圈與鏡頭的聯(lián)系
現(xiàn)在來講光圈和高清鏡頭的關(guān)系,由于CMOS技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)越來越多的應(yīng)用在安防項(xiàng)目上，為解決CMOS對(duì)光的敏感度不如CCD的問題，大多數(shù)的CMOS攝像機(jī)都是將DC接口設(shè)定在將光圈直接開到最大或根據(jù)光線強(qiáng)弱分2~3檔有級(jí)自動(dòng)調(diào)節(jié)，如上所述，光圈大景深就短，鏡頭的清晰范圍少了，同時(shí)光圈最大的時(shí)候是鏡頭表現(xiàn)最差的時(shí)候。因此這時(shí)候使用的是鏡頭最差效果。
為追求好的表現(xiàn)和降低成本，于是就有不少低端鏡頭將光圈做小，但為賣高價(jià)仍標(biāo)大光圈，獲得在光線充足情況下的更好表現(xiàn)。所以常有人問，為什么這款很貴的高清鏡頭反而不如那款廉價(jià)的鏡頭。那么果真光圈小在CMOS高清攝像機(jī)上表現(xiàn)就好嗎?那為什么國際知名大廠還盡可能做大光圈的鏡頭呢?眾所周知，鏡頭不光在白天使用，夜晚人流稀少，這才是監(jiān)控器材發(fā)揮作用的場合，這時(shí)候光圈的大小不同的2款鏡頭可在顯示器上會(huì)出現(xiàn)明顯的對(duì)比，光圈1.4和2.0在通光量上只差了一倍，但顯示器上亮度和清晰度有非常明顯的區(qū)別外，區(qū)別更大的是攝像機(jī)傳輸?shù)拇a流,用小光圈鏡頭的攝像機(jī)為檢出有效像素,不斷增大碼流,這時(shí)兩者的碼流相差可達(dá)數(shù)倍,小光圈鏡頭給NVR和整個(gè)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重影響。所以高清鏡頭的檢測不光要看白天，夜晚的效果更重要。
高端鏡頭配高端攝像機(jī)出現(xiàn)這樣的效果，顏色失真、清晰度下降。正常的光圈設(shè)計(jì)是為了在不同的光線條件下光圈可以根據(jù)外界光線的變化而無級(jí)調(diào)節(jié)光圈大小來控制鏡頭的進(jìn)光量達(dá)到畫面亮度正常的效果。而這款攝像機(jī)設(shè)了2檔光圈——光線暗時(shí)全開，光線強(qiáng)時(shí)縮到如圖二的所示的半開狀態(tài)，中間的圓片是ND減光片，是為在強(qiáng)光下起到阻擋光線用的通常其起作用的情況是在光圈小于ND減光片的面積的時(shí)候，而現(xiàn)在光圈被設(shè)定在一半的位置，一部分的進(jìn)光被減光片阻擋，一部分未被阻擋，于是就出上述的畫面效果。
解決之道
那么有沒有解決的辦法呢?其實(shí)很簡單，由于CMOS的攝像機(jī)的將光圈設(shè)定在全開狀態(tài)，那么只需給這類攝像機(jī)配手動(dòng)光圈即可，因?yàn)槭謩?dòng)光圈可以直接開到最大并固定，而且對(duì)于光圈全開而引起鏡頭成像效果下降的狀況，只需略微調(diào)小一點(diǎn)光圈，就可以很好的提高鏡頭表現(xiàn)。美國Arecont在攝像機(jī)上就沒裝DC光圈接口，就避免了使用自動(dòng)光圈可能引起的問題。所以在此向讀者提出建議，請(qǐng)為光圈設(shè)定為全開的攝像機(jī)，一定配手動(dòng)光圈，而不要理會(huì)該攝像機(jī)有沒有DC光圈接口。那么如何解決光圈對(duì)高清鏡頭成像清晰度影響的問題呢?
1、人性化設(shè)計(jì)：近可能多的收集各品牌高清攝像機(jī)，并進(jìn)行測試，將ND減光片調(diào)整到在絕大多數(shù)攝像機(jī)在白天不受影響的狀態(tài)。
2、更科學(xué)的設(shè)計(jì)：可采用多片葉片式光圈，由于光圈越接近于圓，鏡頭的成像效果越好，所以該鏡頭在各類攝像機(jī)上都有良好的表現(xiàn)。
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