02-1 摄影测量学.ppt

1、1,摄影的基本知识与影像误差处理,摄影测量学第二章,中国地质大学（武汉） 信工学院测绘工程系,2,主要内容,2-1 摄影原理与摄影机 2-2 黑白感光材料 2-3 摄影处理与像片晒印 2-4 航空摄影及摄影测量对摄影的基本要求 2-5 像片影像的误差及其处理 2-6 彩色摄影 2-7 数码相机,3,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,一、摄影原理 小孔成像 二、摄影机,2-1 摄影原理与摄影机,摄影物镜,4,1、摄影物镜 摄影物镜：相机上由凸透镜或凹凸透镜组合成的精 密光学成像系统。 组合透镜成像 1、利用单个透镜逐次成像 分析方法 2、利用透镜组的“等效透镜”成像,第二章 摄影的基本知识与

2、影像误差处理,2-1 摄影原理与摄影机,5,等效透镜的基本点、线、面,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,2-1 摄影原理与摄影机,6,主光轴： 透镜组诸透镜球面曲率的中心连线。 主焦点（F,F): 平行于主光轴的光线通过透镜组后 与主光轴的交点。 主平面（Q,Q): 过等效折射点（h,h)且垂直于主光 轴的平面。 主点（s,s)： 主平面与主光轴的交点。 主焦距： 主焦点到主点间距离。 节点（k,k）： 主光轴上角的放大率为1的一对光学 共轭点。（光线通过共轭节点时，角 放大率为1；物方与像方同介质时， k,k分别与s,s重合）。,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,2-1 摄影原理与摄

3、影机,7,2、物镜的成像公式 高斯成像公式： 牛顿成像公式：,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,2-1 摄影原理与摄影机,8,3、物镜的光圈和光圈号数 光圈:控制物镜进光面积的可变光阑。 1、调节物镜使用面积 作用 （ ；d-有效孔径） 2、控制焦面光通量 3、调节成像景深,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,2-1 摄影原理与摄影机,9,光圈号数k： （焦距与有效孔径之比） K以 为公比成等比级数排列并标刻在物镜外框上 （1.4, 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16, 22） 4、摄影机快门 快门：控制曝光时间的装置。 作用 1、控制曝光时间 2、与光圈配合控制曝光量

4、快门速度t：快门从开启到关闭所经历的时间。 t以1/2为公比成等比级数排列，标刻在物镜外框 （1，1/2,1/4，1/8，1/15，1/30，1/60，1/125,1/250),第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,2-1 摄影原理与摄影机,10,5、曝光量H与K,t的关系 曝光量：感光材料所受辐射光量的多少。 （ ;E-焦面照度） 设对同一景物拍摄二次，分别使用 和 ， 为了得到相同的正确曝光量H（对某种感光材料，正 确曝光量H为定值），则,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,2-1 摄影原理与摄影机,11,可见，当快门速度放慢为原来的n倍（即改变n档） 只要，光圈号数增大为原来的 倍（亦

5、即n档）， 则， 曝光量保持不变（对t加快，k减小也成立）。 例：已知 胶卷在晴天阳光下获得正确曝光量的 参考方式是K=16,t=1/125秒,则 都能获得正确的曝光量,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,2-1 摄影原理与摄影机,12,6、拍摄景深 景深：对光调焦于D距离时远景点B与近景点C之间的纵深距离(即:物方能够清晰成像的一段物距) 景深 显然，当D ,K ,F DF,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,2-1 摄影原理与摄影机,13,景深,14,视（像）场：物镜焦面上中央成像（清晰）的范围,常角：(视场角100。),视（像）场角：视（像）场直径对物镜后节点的夹角,7、视/像场角,

6、15,三、摄影机简介 1、普通摄影机 传统的120、135型 现代的数码相机,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,2-1 摄影原理与摄影机,16,2、量测用摄影机 航空摄影机,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,2-1 摄影原理与摄影机,17,RC30,航空摄影机,18,近景摄影机,WILD P32,19,近景摄影机,WILD P32,20,航空摄影机特性： 物镜成像分解力高 物镜成像畸变差小 （1）光学特性 物镜透光率高 光学影像反差大 焦面照度均匀 （2）有胶片压平系统和影像位移补偿装置 （3）有减震装置，抗温差、抗过载 （4）像距为定值（主距） （5）内方位元素已知 （6）焦面上设置

7、有框标,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,2-1 摄影原理与摄影机,21,什么是框标？ 框标：设置在摄影机焦平面（承影面）上位置固定 的光学机械标志，用于在焦平面上（亦即像片上）建立 像方坐标系。框标的形式有,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,2-1 摄影原理与摄影机,22,光学框标,机械框标,23,一. 感光材料的分类,1.根据显示的颜色 黑白片 有色片（彩色片 红外片） 2.根据片基 硬片 软片 像纸 玻璃 胶片 纸 3. 根据与实际景物明暗对比 负性感光材料：负片 底片（灰度与所摄物体明暗度相反） 正性感光材料：正片 像片（灰度与所摄物体明暗度相同）,第二章 摄影的基本知识与影像

8、误差处理,22 黑白感光材料,24,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,二、黑白负性感光材料的结构,22 黑白感光材料,25,各层作用： 保护层防止卷片时擦伤乳剂层； 结合层结合上下层； 防光晕层吸收透过片基的乳剂层的敏感光波， 防止再反射回乳剂层； （该层颜色在定影时可消除）,黑白负性感光材料的结构（胶片）,26,乳剂层记录表现影像 感光 三、感光材料的特性 1.感色性:感光材料对各种波长光的敏感程度 2.感光度:感光材料起光化学反应的快慢程度 3.宽容度:感光材料能够按比例地记录景物亮度的曝光量范围。,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,22 黑白感光材料,27,一、摄影处理 显影，中

9、间水洗，定影，最后水洗，干燥 1.显影（1015分钟） 显影：使曝光后感光材料上的潜像经显影液的氧化还 原作用，将潜像转化成可见影像。 显影剂只在潜像处（显影中心）反应（选择还原性）：,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,23 摄影处理与像片晒印,28,显影剂 显影液含 保护剂 促进剂 抑制剂 显影剂： 使潜像处的卤化银迅速还原成银 米吐尔；几奴尼,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,23 摄影处理与像片晒印,29,保护剂：减缓空气对显影液的氧化作用 促进剂：形成碱性溶液环境，促进显影作用快速进行 抑制剂：改善显影剂的选择还原性能，防止产生影像 灰雾 2.定影（1520分钟） 定影:用化学

10、方法溶解掉显影后感光材料上剩余的卤 化银，稳定已显出影像的过程。,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,23 摄影处理与像片晒印,30,定影剂 定影液含 中和剂 稳定剂 坚膜剂 定影剂：与卤化银作用生成溶于水的铬盐 （大苏打） 中和剂：形成溶液酸性环境，终止显影作用 稳定剂：防止 遇酸分解 坚膜剂：硬化明胶层，防止感光材料乳剂层脱落,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,23 摄影处理与像片晒印,31,3.最后水洗 静水浸泡或流水缓冲2030分钟 水洗不足的后果：,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,23 摄影处理与像片晒印,4.干燥 烘干机烘干或者自然风干,32,二、像片的晒印 黑白像纸的结构,第二章 摄影的基本知识与影像误差处理,23 摄影处理与像片晒印,33,