Retinex理论

在这里插入图片描述

算法步骤

在这里插入图片描述

处理过程中，将S（x,y）从时域中变换到频域，将时域的卷积变成频域的相乘 。

FFT快速傅里叶变换与IFFT快速傅里叶逆变换.

pinhole camera

在这里插入图片描述

1st person camera world

在这里插入图片描述

定义了第1人称相机世界的坐标系

定义第1人称相机世界我称它第1人称相机世界是因为，拍照者或者说我的眼球，处在这个世界的中心 ，我在是0,0即世界的原点所有的事物都在三维空间中以我为中心来描述。

我将让x轴指向水平右边
然后想象y轴是竖直向下的
如果使用右手法则将x叉乘y 它是指向下的你的拇指将指向z方向这就定义了第1人称相机世界的坐标系

而我在原点右向是x轴向下是y轴向前是z轴世界中的所有点都可以在这个xyz坐标系表示。

画布距离距离恰好等于焦距（z坐标等于f ）

我将把画布放在我的正前面距离恰好等于焦距就是说它的z坐标等于f

想象一个3D点他们全都缩到我的相机世界中

在这里插入图片描述
在z方向离我们远的对象将被缩小，在图上将比同样大小但离我们近的对象小

进一步如果我增大焦距对象也会变得越来越大

另一种说法是如果我改变焦距对象看起来就像被放大了

另一个我们能看到的事实是 像平面的大小是固定的 因此如果我通过增大焦距使像平面远离我们我们的视野就变小了

相反如果你把像平面拉近即减小焦距我们的视野就变大了让焦距变大减小视野

所以我们可以从这个简单方程中得到三个 关于三维到二维投影的特性。

测量光心位置

在这里插入图片描述

相机第二重要参数Focal length 焦距

在这里插入图片描述

变化焦距的过程

在这里插入图片描述

改变了焦距我们还可以看到 背景建筑和前面的物体相对大小在改变

这创造了非常有趣的视觉效果仿佛背景的建筑在随着焦距的变化靠近或者远离这是一个有趣的效果通过改变焦距创造了物体在空间中移动的效果这与单纯放大图片是不一样的。

景深（DOF）:超出容许弥散圆的景物清晰度下降

DOF,是指在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围。

景深通常由物距、镜头焦距，以及镜头的光圈值所决定（相对于焦距的光圈大小）。除了在近距离时，一般来说景深是由物体的放大率以及透镜的光圈值决定。

固定光圈值时，增加放大率，不论是更靠近拍摄物或是使用长焦距的镜头，都会减少景深的距离；减少放大率时，则会增加景深。
如果固定放大率时，增加光圈值（缩小光圈）则会增加景深；减小光圈值（增大光圈）则会减少景深。

在这里插入图片描述

在聚焦完成后，焦点前后的范围内所呈现的清晰图像的距离，这一前一后的范围，便叫做景深。

在镜头前方（焦点的前、后）有一段一定长度的空间，当被摄物体位于这段空间内时，其在底片上的成像恰位于同一个弥散圆之间。被摄体所在的这段空间的长度，就叫景深。换言之，在这段空间内的被摄体，其呈现在底片面的影象模糊度，都在容许弥散圆的限定范围内，这段空间的长度就是景深。

关于焦点。

当人们通过一个凸透镜照射白纸时，通过前后移动透镜的位置，会在白纸上形成一个光点，甚至能引起白纸燃烧，该光点就是这个凸透镜的焦点。这个规律放到相机中来，焦点就是镜头之外的景物投射到“底片”（感光元件）的光点。这一点只要一般了解就行，平常拍摄过程中不具备操作意义。

关于调焦。

基于上面的理解，调焦的说法只对于变焦镜头才有意义，对于定焦镜头没有意义，因为它的焦距是固定不变的。对于变焦镜头来说，就是通过调整焦距从而实现对拍摄距离远、近和拍摄范围的掌控。而调焦都是靠人为理解和掌握的，因而都必须由拍摄者“亲力亲为”来控制。

关于对焦。

对焦其实是一个被动过程，对焦并不改变镜头的焦距，只是改变像距，使得拍摄对象可以清晰地成像到 “底片”（感光元件）上，通常是通过移动镜头内的透镜来实现的。
我们知道，成像必须依照1/u+1/v=1/f的定律，其中u、v和f分别代表物距、像距和焦距，一旦焦距确定（选择了定焦或完成了调焦），剩下的就是物距u和像距v关联成了一元函数关系，当我们选定了拍摄对象的主体或重点时就是确定了物距，这个时候就得调整透镜和“底照”（感光元件）的距离，确保符合成像定律，而调整透镜位置的过程就是真正的对焦。所以，对焦过程中，我们会听到“吱吱吱”的声响，就是对焦动作的听觉反馈，这个过程手动完成的就叫做“手动对焦”，相机自动完成的就叫做“自动对焦”。

Hyperfocal distance：超焦距

超焦距或称泛焦距离，摄影术语。是一个和焦距与光圈有关的对焦距离，当镜头以这个距离对焦时景深最大、可以从相机和对焦点之间的某处（景深前缘）起延伸到无限远（景深后缘）。

在这里插入图片描述

超焦距还有另一个重要的特点:如果镜头对焦在超焦距，则景深是从超焦距之半到无穷远。

如上所述，莱卡50毫米镜头在f8时的超焦距=10米。如果将镜头对焦在超焦距10米（箭头对准10米）如图四所示，则右边f8对准无穷远，左边f8对准5米(超焦距10米折半)，景深从5米到无穷远。

Field of view视场角

视角和焦距近似成反比例关系。
在这里插入图片描述

光心和焦距同时发生了改变——滑动变焦 (Dolly zoom)

滑动变焦是一种破坏正常视知觉来给人以不安感的机内特效。 滑动变焦的做法是，在转动变焦镜头改变视角的同时，把摄像机移向或者移离物体，使物体在画面中一直保持相同大小。因此，机位在远离物体的同时，镜头向前推进，或者与此相反。这样画面就会在变焦中就会产生一种连续的透视变形，最直观的特点是背景改变大小而主体不变。—— 维基百科

在这里插入图片描述

改变焦距我们不仅仅在增大像平面和相机中心之间的距离，相机中心也在自行移动

一个物体的距离是依据这个物体理我的远近决定的
相机中心有两个组成部分

一个是物体与像平面之间的距离这个距离不随焦距改变而变化
另一个组成部分是从像平面到光心的焦距这个数量是随时在变的

在这里插入图片描述

我们有一个视角和3个物体一个绿色方块一个蓝色方块和右边一个粉色的角锥体

在相机所拍摄的图像中我们可以看到这样的照片左边一个绿色的方块中间一个蓝色的方块右边一个粉色的东西

让我们主要分析绿色和蓝色的方块我们看到绿色的方块在左边在图像中高为400像素

蓝色的方块比较远看起来更小因为蓝色的物体离得更远蓝色物体的高度是120像素

光心和图像相交于原点 (0,0)

在这里插入图片描述
接下来我们向后移动相机

沿Z方向移到-4的位置物体保持不动

我们增大焦距在图中我们用更窄的视角表示

让我们后退一步变化焦距后我们看到的图像变化了
在这里插入图片描述
蓝色的方块看起来更大并更靠左

我们特意设计了相机的移动这样绿色的方块仍旧是 400像素高

但是你可以看到的是在变化焦距之后 远处的物体显得更大而不是更靠前

这张图向我们展示了这个变化

上面第一人称视角的相机在原点(0,0) 视角更宽蓝色的方块看起来很小

我们向后移动通过增加焦距视角变窄
在这里插入图片描述

这个向我们展示了这个效果，物体不动，在变的是相机本身相机沿Z轴向后移动同时我们不断地增加焦距减小视角的宽度

这个过程创造了三维运动的幻觉我们称这种效果为滑动变做或者垂直效应
在这里插入图片描述
可以看到，如果放大率为常数，焦距越大轴向放大率越小，焦距越小轴向放大率越大。也就是说，当在使摄像机（镜头）远离物体同时使用更长的焦距时，如果物体保持不变的放大率 M，物体会看起来更“浅”，物体之间的轴向距离更小。相反地，要使轴向放大率变大，就要将摄像机（镜头）接近物体同时使用更短的焦距。
在这里插入图片描述