鏡頭畸變

一般來說，鏡頭畸變實際上是光學透鏡固有的透視失真的總稱，也就是因為透視原因造成的失真，這種失真對於照片的成像質量是非常不利的，畢竟攝影的目的是為了再現，而非誇張，但因為這是透鏡的固有特性（凸透鏡匯聚光線、凹透鏡發散光線），所以無法消除，只能改善。高檔鏡頭光學設計以及用料考究，利用鏡片組的最佳化設計、選用高質量的光學玻璃（如螢石玻璃）來製造鏡片，可以使透視變形降到很低的程度。但是完全消除畸變是不可能的，目前最高質量的鏡頭在極其嚴格的條件下測試，在鏡頭的邊緣也會產生不同程度的變形和失真。

基本介紹

• 中文名：鏡頭畸變
• 外文名：               distortion

簡單釋義

用廣角鏡頭拍攝的特寫照片，其中被攝對象的鼻子與面部的其它器官相比會顯得出奇的大。這就是用廣角鏡頭拍攝的很多照片所具有的一種透視畸變形式的特徵。

這種失真發生的原因其實就是透視，正常透視，眾所周知，眼睛感覺遠近的一種方法就是利用物體的相對大小，也就是“近大遠小”。在攝影中，也是用相同方法表達透視關係的：平行的鐵軌會隨著我們向遠處瞭望而顯得越來越靠近，直至匯聚成一點。這一現象的本質就是鐵軌間的距離表面上看變小了。

透視的另一種表現，即物體越近，透視效果越強烈，比方說，200名士兵排成一縱隊正在行進。如果在距離前面士兵10英尺的地方觀看或拍攝隊伍，那么前面的士兵就會顯得比最後的士兵高大得多。但是，如果在遠離前面士兵100米的地方觀看或拍攝同一支隊伍，第一個和最後一個士兵之間的大小差異就不會顯得那么大。

透視的這兩方面特徵同樣透用於所有的鏡頭，即：

1． 被攝體越遠，顯得越小；

2． 鏡頭離被攝體越遠，被攝體外觀上的大小變化越小。

不同用途畸變

廣角鏡頭的透視畸變

那么為什麼廣角鏡頭常常產生失真的透視關係，比如實例中怪異的鼻子的根源呢？因為使用廣角鏡頭往往在非常接近被攝體的位置上進行拍攝，拍攝距離越近，透視效果越強烈。

倘若是在相同的距離使用所有鏡頭進行拍攝的話，廣角鏡頭並不會比任何一隻其他鏡頭更歪曲透視。實際上，通過試驗並不難證實這一點，使用不同焦距的鏡頭拍攝一排柱子或一排樹或是任何成排的對象，在相同的位置拍攝所有的照片，然後放大每一影像的相同部分，目的是在照片上得到同等大小的影像。最後，不管所用鏡頭的焦距如何，在任何一張照片上都不會看到透視方面存在任何的差異。原因是所有照片的拍攝距離都是相同的，即被攝體到鏡頭的距離都是相同的。

現在，讓我們回到特寫照片中大鼻子的問題上來。人的鼻子尖距離照相機比面部的其他部分大約近1英寸。由於被攝體越近就會顯得越大，因此靠近拍攝時，鼻子就會顯得比面部其他部分不成比例的大。那么，為什麼廣角鏡頭會使這種失真更為顯著呢？因為為了使肖像充滿畫面，對於廣角鏡頭必須極為接近被攝對象。對於任何一種鏡頭，當非常接近被攝體到一定程度時，就會產生這種失真。越接近被攝體，失真越嚴重。正是由於希望被攝體充滿畫面，而恰恰進入了廣角鏡頭的失真距離範圍。

遠攝鏡頭的透視畸變

實際上，隨著被攝體的越來越遠，透視畸變會變得越來越小，但卻開始變得扁平，也就是失去層次和細節。相距很遠的兩個被攝體卻顯得像一個在另一個之上似的。這是一種反向畸變，在使用遠攝鏡頭拍攝時時常出現。由於被攝體距離照相機非常遙遠，從而產生了扁平的透視效果。

為什麼這種情形經常會在用遠攝鏡頭拍攝的照片中看到呢？這是因為使用遠攝鏡頭時，拍攝距離往往更為遙遠。事實上，在相同的距離處無論使用什麼鏡頭都會產生這種失真。

分類

枕形畸變

枕形畸變（Pincushion Distortion），又稱枕形失真，它是由鏡頭引起的畫面向中間“收縮”的現象。我們在使用長焦鏡頭或使用變焦鏡頭的長焦端時，最容易察覺枕形失真現象。特別是在使用焦距轉換器後，枕形失真便很容易發生。當畫面中有直線（尤其是靠近相框邊緣的直線）的時候，枕形失真最容易被察覺。普通消費級數位相機的枕形失真率通常為0.4%，比桶形失真率低。與枕形失真相對的是桶形失真。

枕形畸變(枕形失真)

處理方法：可以利用鏡頭中間部分變形少解析度的圖畫構圖，多留餘量，後期通過PS裁切。

也可以使用軟體進行矯正。

桶形畸變

桶形畸變（Barrel Distortion），又稱桶形失真，是由鏡頭中透鏡物理性能以及鏡片組結構引起的成像畫面呈桶形膨脹狀的失真現象。我們在使用廣角鏡頭或使用變焦鏡頭的廣角端時，最容易察覺桶形失真現象。當畫面中有直線（尤其是靠近相框邊緣的直線）的時候，桶形失真最容易被察覺。普通消費級數位相機的桶形失真率通常為1%。與桶形失真相對的是枕形失真。

桶形畸變(桶形失真)

失真是由於光線的傾斜度大引起的，與球差和像散不同，失真不破壞光束的同心性，從而不影響像的清晰度。失真表現在像平面內圖形的各部分與原物不成比例。畸變的情況與光闌的位置有關。

通常情況下，廣角鏡頭都有或多或少的桶形畸變，尤其是在變焦鏡頭的廣角端，這個問題更是十分嚴重，很多大變焦比攜帶型相機出於成本考慮，在這個方面更是有先天不足。

處理方法：可以使用軟體進行矯正。比如PS當中有個外掛程式叫全景工具，可以有效的矯正失真部分。

線性畸變

線性畸變（linear distortion），又叫線性失真。

線性畸變

當試圖近距離拍攝高大的直線結構，比如建築物或樹木的時候,就會導致另外一種失真。假設使用的是廣角鏡頭，並且認為只把照相機稍微向上瞄準一點，就可以離得很近也能把整個結構拍攝下來。但是由於實際上平行的線條顯得並不平行了，結果是建築物或樹木好像要傾倒下來似的，這種失真現象被稱為線性畸變。

問題出自於向上傾斜了照相機，鏡頭所瞄準的方嚮導致建築物或樹木的兩側充當了像典型鐵路軌道一樣的角色，即它們朝向中心匯聚並產生了正常的縱深透視。

如果攝影者是站在建築物一面牆或樹木一側中部的靜點位置拍攝，那么上述這種透視關係看去並非不自然。但是，當攝影者的位置偏離中心時，由於結構的兩側並不是以相同的角度匯聚，問題就出現了。比如，有這么一面建築物的牆，它的一個邊看上去直上直下的，而另外一個邊呈30°角，這樣拍出來的照片似乎是金字塔而決非是什麼摩天大樓。

這種問題不僅僅是出現在廣角鏡頭上，如果拍攝角度相同，任何一隻鏡頭都會產生線性畸變。只是由於廣角鏡頭使得線條的傾側更明顯，讓這一現象更為顯著罷了。

怎樣解決這種問題呢？其實很簡單，只需要使照相機背部與所拍攝的建築物正面平行即可。如果拍攝不到整個建築物的話，要么換用更廣角的鏡頭，要么向後移動。

另一個線性畸變問題的解決方案是使用機背取景照相機。這種照相機可以上下或左右移動鏡頭，從而使所拍攝物體的正面與位於固定位置的膠片保持平行。這也是建築攝影師幾乎總是使用機背取景照相機的原因。