相机成像，各种参数解释
问题一：变焦与定焦
目前来看，应该选用定焦，变焦不知道怎么使用，没有使用过；
问题二：彩色相机与灰度相机的区别在什么地方？
无论是CCD还是CMOS，其原理都是将光子转换为电子，其中光子数目与电子数目成比例。对每个像素，统计其电子数目就形成反映光线强弱的灰度图像。
数据接口介绍
根据传输速度不同，工业相机常见的有USB3.0、1394接口、cameralink接口、Gige千兆网等接口的相机。
- USB3.0接口：速度快但距离短，理论速度极限大约为5GBit/s，但是其传输距离短，超过3米就要用质量很高的线，超过5米，基本就不能使用了;
- GigE是一种基于千以太网通信协议开发的相机接口标准，其特点是快捷的数据传输速率以及最远可达100米的传输距离。
- CameraLink接口：速度超快，大约是USB3.0的两倍，而且高像素下支持的帧率更快，但是要额外购买图像采集卡，基本要1w左右，成本是个问题；
- USB2.0接口：USB2.0接口是4针，直接输出数字图像信号。USB是串行接口，支持热插拔，连接方便。USB2.0的传输速度达到120Mbps-480Mbps.但是对于工业应用，USB接口并不是最佳选择。其一，没有工业图像传输标准；丢包率严重；传输距离短；稳定性也差。这个优点也就是成本低了，但是速度慢而且不稳定。
- 1394接口：1394接口又称火线，最早是由美国苹果公司开发的用于计算机网络互联的接口。该接口一度为很多相机厂商所热捧，但是由于其推出初期是收费的，影响了其应用的广泛性。支持的厂商越来越少，普通计算机已经不预留1394接口了，只有在专业的工控机上才会有该接口。预计未来必然被淘汰的一种接口。
镜头的类别
线阵镜头：配合线阵相机使用的镜头。采用扫描式的工作方式，需要镜头与目标相对运动，每次曝光成像一条线，多次曝光组成一幅图像。
显微镜头：为了看清目标的细节特征，显微镜头一般使用在高分辨率的场合。基本的特点是工作距离短，放大倍率高，视场小。
远心镜头：物方主光线平行于光轴主光线的会聚中心位于物方无限远，称之为物方远心光路。作用：可以消除物方由于调焦不准确带来的测量误差。
CCD相机与CMOS相机的区别
（图像摄取装置，Charge Coupled Device）或CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor），按照芯片类型可以分为CCD相机、CMOS相机。
CCD的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其它器件是以电流或者电压为信号。这类成像器件通过光电转换形成电荷包，而后在驱动脉冲的作用下转移、放大输出图像信号。典型的CCD相机由光学镜头、时序及同步信号发生器、垂直驱动器、模拟/数字信号处理电路组成。CCD作为一种功能器件，与真空管相比，具有无灼伤、无滞后、低电压工作、低功耗等优点。
CMOS图像传感器的开发最早出现在20世纪70 年代初，90年代初期，随着超大规模集成电路 (VLSI) 制造工艺技术的发展，CMOS图像传感器得到迅速发展。CMOS图像传感器将光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换电路、图像信号处理器及控制器集成在一块芯片上，还具有局部像素的编程随机访问的优点。目前，CMOS图像传感器以其良好的集成性、低功耗、高速传输和宽动态范围等特点在高分辨率和高速场合得到了广泛的应用。
CCD工业相机主要应用在运动物体的图像提取，如贴片机机器视觉，当然随着CMOS技术的发展，许多贴片机也在选用CMOS工业相机。用在视觉自动检查的方案或行业中一般用CCD工业相机比较多。 CMOS工业相机由成本低，功耗低也应用越来越广泛。
镜头的光圈主要影响像面的亮度，但是现在的机器视觉中，最终的图像亮度是由很多因素共同决定的：光圈、相机增益、积分时间、光源等等。所以为了获得合理的图像亮度，需要综合调整成像参数。
工业相机的图像传感器是逐行扫描的，而普通的相机的图像传感器是隔行扫描的。
结论：
1、焦距越短，视角越大，景深更深，看的距离越远；
2、光圈越小，距离越远，焦距越小，景深越深。
焦距与景深的关系
1、焦距短，成像的景物越多，照片上的视野越广，容许弥散圈比较大。画出前景后景反射的光在焦点处的前后位置，这个时候焦深就出来了，焦深对应的景深的相对位置确定。具有短焦距的光学系统比长焦距的光学系统有更佳聚集光的能力。
2、焦距越长，最后生成的照片上的物体是越大的，这个时候容许弥散圈的直径越小。画出前景后景反射的光在焦点处的前后位置，这个时候发现焦深相比焦距短的镜头形成的焦深要短，对应的景深也就比较浅。
长焦镜头俗称“望远镜头”，长焦距镜头适于拍摄远距离景物，景深较小，因此容易使背景模糊，主体突出。如球场上的特写以及野生动物的拍摄，因无法靠近被摄物，超长焦距镜头就大有用武之地。
所以：“焦距越长，景深越浅；焦距越短，景深越大。”
物距与景深的关系
目标距离透镜越远，投影清晰的所需的焦距越短。
一个物体在照片上是否清晰，取决于它成像的弥散圆是否足够小，也就是景深是不是足够长。景深描述了成像的弥散圆的容许程度，弥散圆越小景深越长。
广角、标准、远摄镜头的区别
长焦：视场角 FOV 15度 200m
中焦：FOV 30度 100m
短焦：FOV 60度 50m
标准镜头：视角45度左右，使用范围较广。
远摄镜头：视角40度以内，可在远距离情况下拍摄。
广角镜头：视角60度以上，观察范围较大，近处图像有变形
普通广角镜头的焦距一般为38－24毫米，视角为60－84度；超广角镜头的焦距为20－13毫米，视角为94-118度。由于广角镜头的焦距短，视角大，景深却很深，在较短的拍摄距离范围内，能拍摄到较大面积的景物，目标成像会显得小。
在相同的拍摄距离处所拍摄的景物，比使用标准镜头所拍摄的景物在画面中的影像小； 在画面中容易出现透视变形和影像畸变的缺陷，镜头的焦距越短，拍摄的距离越近，这种缺陷就越显著。
远摄镜头也称为长焦距镜头，是指比标准镜头的焦距长的摄影镜头，通常是指焦距约在80至400毫米之间的摄影镜头。
镜头的焦距越长，相机就必须把握得越稳定，以避免影像模糊。经验准则是只有当快门速度至少等于镜头焦距毫米数的倒数时才能够手持镜头进行拍摄，也称为“安全快门”。也就是说，当快门速度低于1/100秒时就不能手持100mm镜头拍摄，低于1/500秒时就不能手持500mm镜头拍摄等等。
一是视角小。所以，拍摄的景物空间范围也小，在相同的拍摄距离处，所拍摄的影像大于标准镜头，适用于拍摄远处景物的细部和拍摄不易接近的被摄体。
二是景深短。所以，能使处于杂乱环境中的被摄主体得到突出。但给精确调焦带来了一定的困难，如果在拍摄时调焦稍微不精确，就会造成主体虚糊。
三是透视效果差。这种镜头具有明显地压缩空间纵深距离和夸大后景的特点。
结论：1、一般情况下，视场角越大，焦距就越短。
目标距离较远：需要使用广角镜头
