摄影教程 数码镜头优化：画质降低的主要原因

　　整体概要

　　信号在传播的过程中会逐渐衰减；相机捕捉的光线也是如此；光线产生变化的主要原因是镜头像差、衍射现象和相机内置滤镜……在拍摄中无法避免这些因素造成的影响。

　　像差产生的原因

　　光线在透过物质时，物质相对于不同波长(颜色)的光线具有不同的折射率。这种因波长(颜色)不同而导致的折射率差异被称为色散。透过棱镜的光被分解为彩虹光谱的现象就是因此而来的，而相机的镜片也会产生相同的现象。另外，对于同一片球面镜片来说，光的波长(颜色)相同但入射位置不同时，有时也会产生折射角度的差异，从而使聚光位置产生偏差。无论是单一波长(颜色)或多种波长(颜色)的光，理想的是光线都汇聚至一点。但在光学设计中很难避免实际成像与理想的差异，这种差异被称为“像差”。像差程度是衡量镜头性能的一项标准。

　　像差的种类

　　正如“像差产生的原因”中所述，像差分为“光的波长”引起的色散和球面镜片等“形状”引起的两种。前者被称为“色像差”，它是由于光线波长的差异导致折射率不同而产生的，因此出现色晕(轴向色像差)和颜色错位(倍率色像差)是其主要特征。而后者是在单一波长(颜色)上发生的“单色像差”，其中包括“球面像差”和“彗星像差”等，这些会导致像晕或拖影的现象。下方还介绍了由于光线或镜片引起的具有代表性的像差，这些都是难以避免的物理现象。

轴向色像差在画面中央出现，主要表现为紫色系的色晕。

倍率色像差在画面边缘出现的色晕或颜色错位。

球面像差在画面中央出现的锐度降低，即像晕。

彗星像差在画面边缘出现的拖尾状的像晕或拖影。

径向光晕在画面边缘出现的沿同心圆圆周方向扩散的像晕。

像散在画面边缘沿半径或同心圆圆周方向的焦点错位。

像面弯曲由焦平面弯曲导致的画面边缘的焦点错位。

　　像差的影响和对策

　　像差会使图像产生色晕、拖影并降低图像解像力和对比度，解像力因此降低。多数像差都能通过屏蔽镜头边缘光线，即缩小光圈来改善，因此稍微缩小光圈就能够非常有效地应对像差明显的场景。另外，非球面镜片和UD(超低色散)镜片等技术也能够尽量抑制这些像差。

　　产生像差的图像

　　衍射现象产生的原因

　　“衍射现象”是画质降低的原因之一，它是光或声波在波动的行进过程中遇到障碍物并绕到障碍物后方的现象。例如，声音能够传到墙壁另一侧就是由于衍射现象。

　　在摄影方面，由于绕到光圈后方的光线无法到达图像感应器，因此会造成分辨力降低，画质锐度不足。这种现象会随着缩小光圈(增大光圈值)而变得更加的显著。

　　衍射的影响和对策

　　为追求泛焦效果使用小光圈拍摄时可能会产生衍射现象，导致违背拍摄意图，损失锐度。虽然景深很大但却感到解像力不足，有时能够通过稍微开大光圈加以改善。

　　产生衍射现象的图像

　　相机内置滤镜

　　低通滤镜的特性

　　透过镜头的光线，经过能够吸收红外线及紫外线的滤镜和能够抑制摩尔纹(干涉条纹)的低通滤镜等后到达图像感应器。其中影响解像力的是“低通滤镜”，这种滤镜对屏蔽高空间频率的光波(细密纹理)，抑制摩尔纹起到了关键作用。去掉低通滤镜虽然能相应地提高图像锐度，但这样一来，拍摄受被摄体和拍摄状况等的限制，不能应对多种场景，所以作为相机系统就会缺乏平衡性。

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