Искажение к краям / углам поля зрения на изображении

Question

Я делаю снимок, держа камеру горизонтально в ландшафтном режиме с высоты примерно 3-4 фута, получая вид сверху сцены. Было видно, что объекты, расположенные ближе к центру сцены, выглядят хорошо. Однако любые объекты, расположенные по направлению к краям / углам поля зрения камеры, выглядели увеличенными / искаженными.

Чтобы дополнительно проверить это, я держал объект известной длины (например, линейку) по направлению к верхнему правому углу изображения / сцены и измерял его длину (в пикселях) с помощью GIMP post-capture-capture. Я обнаружил, что количество пикселей, покрываемых шкалой, менялось неравномерно, когда мы двигались к углу. Я измерил нет. пикселей между 0-5 см, 5-10 см и т. д. шкалы. Для первых нескольких сегментов количество пикселей на 5 см шкалы было постоянным. Тем не менее, он увеличился при рассмотрении ведер 15-20, 20-25 или 25-30 см.

Я не вижу особого виньетирования или искусственной кривизны на изображении шкалы.

Почему происходит такое увеличение воспринимаемой длины? Это из-за какой-то оптической аберрации или какого-либо другого свойства камеры (объектива, поля зрения и т. Д.)

[РЕДАКТИРОВАТЬ]: я забыл добавить, что я использую стандартную камеру смартфона в качестве устройства обработки изображений

Answer 1

Это перспективное искажение, и это неизбежный результат проецирования трехмерного мира на плоскую поверхность. См. В чем разница между перспективным искажением и бочкообразным или подушечным искажением? для получения подробной информации о различных видах искажений и Как исправить перспективное и геометрическое искажение? о том, что вы можете сделать с это.

Многие думают, что это свойство широкоугольных объективов, но на самом деле это не так. Это становится еще более очевидным, потому что с широкоугольным объективом вы помещаете более близкие объекты, например, с более широким углом в рамку. Если вы смените положение и будете использовать зум или другой объектив для получения одинакового кадрирования, искажение перспективы будет другим. С другой стороны, независимо от того, что вы делаете с линзами, невозможно изменить перспективу без буквального изменения вашей перспективы при перемещении.

Попробуй так: положи голову туда, где находится твоя камера, и смотри прямо вниз. Если под вами есть объект, вы увидите только верх и ни одну из его сторон. Но если вы посмотрите влево или вправо, вы увидите немного сторон объектов на расстоянии фута или около этого от центра - и довольно много сторон объектов дальше этого.

Чтобы избежать проблемы, вам необходимо:

• отодвиньте камеру намного дальше - в вашем случае, намного выше - так что все в основном сверху вниз, или
• двигайте камеру вперед и назад, получая верхнюю часть из нескольких мест, а затем соединяйте их вместе, или
• используйте программное обеспечение, чтобы растягивать вещи так, как вы хотите. (В зависимости от сцены это может работать достаточно хорошо.)

Answer 2

То, что вы наблюдаете: объекты рядом с камерой воспроизводят большие, а объекты, находящиеся дальше от камеры, воспроизводят маленькие. Это не цифровая вещь, а аналоговая вещь, добро пожаловать в мир «перспективы».

К счастью, за исключением специальных технических приложений, изображение с геометрически правильной перспективой не является обязательным.

Чтобы понять, что происходит, вам нужно знать, что перспектива, видимая на фотографическом изображении, переплетает фокусное расстояние объектива, степень увеличения, применяемую для отображения отображаемого изображения, и расстояние просмотра, от наблюдателя до отображаемого изображения.

Я попытаюсь объяснить: если вы стоите перед окном, вы можете проследить на стекле с помощью воскового карандаша контуры предметов. Этот рисунок раскрывает «человеческую» перспективу. Мы можем продублировать эту перспективу с помощью камеры. Мы помещаем камеру в то же место, где находился человеческий глаз. Снимаем картинку. Не имеет значения размер камеры или фокусное расстояние. Чтобы воспроизвести «человеческую» перспективу, мы должны рассмотреть получившееся изображение с расстояния, равного фокусному расстоянию снимающего объектива. Учитывая современные миниатюрные камеры, просмотр с такого расстояния, скорее всего, невозможен.

Невозможно по двум причинам: 1. Современные миниатюрные камеры дают крошечные изображения, которые, если их не увеличить, бесполезны. 2. Человеческий глаз не может сфокусироваться на изображении, находящемся всего в 30 миллиметрах от глаза. Что мы должны сделать, чтобы посмотреть?

Мы применяем увеличение (увеличение) и отображаем изображение на экране компьютера или телевизора или делаем печать на бумаге. Скажем, мы видим на экране 18 дюймов в ширину, это около 450 мм. Типичный компактный цифровой спортивный чип с изображением шириной около 24 мм. Применяемая степень увеличения составляет 450 ÷ 24 = 18 ¾ X.

Теперь остальная часть истории - чтобы увидеть достижение «человеческой» перспективы, мы должны отойти от отображаемого изображения. Несмотря на то, что камень не отлит, правильный обзор - это примененное увеличение, умноженное на фокусное расстояние снимающего объектива. Скажем, это изображение было снято с 30-мм объективом. Мы рассчитываем приблизительное правильное расстояние просмотра как 30 X 18,75 = 560 мм (приблизительно) = 22 дюйма.

Суть в том, что наши изображения с камер никогда не бывают точными. Обычно мы видим неправильную перспективу, потому что мы, вероятно, никогда не видим с правильного расстояния просмотра. Опять же, к счастью, наши образы не должны повторять «человеческий взгляд». Позвольте мне добавить, мы видим, используя сочетание глаз и мозга. Изображение на сетчатке перевернуто, а ее поверхность представляет собой сферу. С младенчества мы учимся понимать, на что мы смотрим. Очевидно, этот навык является наиболее отточенным из всех наших умов. Фотография даже не приближается к созданию эквивалентных изображений. Если бы мы могли, вам нужно было бы надеть солнцезащитные очки, глядя на пляжную перспективу.