遥感技术导论第五章摄影成像.ppt
一、摄影原理摄影、曝光、感光材料、光化学作用、负片、正片二、摄影机结构：物镜、光圈、快门、取景器、暗盒,第五章 摄影成像-摄影原理与摄影机,1.摄影物镜焦点F节点K主点S主平面H2.成像公式：1/D+1/d=1/f或：x.x=f2,第五章 摄影成像-摄影原理与摄影机,3.物镜的光圈和光圈号数实际孔径有效孔径相对孔径/f 光圈号数k=f/d曝光量.tE 1/k2,E 为感光材料上的照度，与光圈号数的平方成反比t 为曝光时间,第五章 摄影成像-摄影原理与摄影机,一定的曝光量 E1.t1=E2.t2所以 t1/t2=E2/E1=k12/k22相机上所标的曝光时间是成倍变化的：1/4 1/8 1/16 1/30 1/60 1/120 1/250而光圈号数是以 倍变化的：1.4 2 2.8 4 5.6 8 11 16,4.景深,景深公式,D.F与物距、成正比与平方成反比5.像场角、分辨率,三、摄影机简介1.普通摄影机2.量测用摄影机（主距、框标、内方位元素）,S,量测用摄影机特征：（1）量测用摄影机的像距是一个固定的已知值。（2）量测用摄影机承片框上具有框标。框标有两类：机械框标 光学框标（3）量测用摄影机的内方位元素值是已知的。摄影机物镜后节点在像片平面上的投影，称为像主点。像主点与物镜后节点之间的距离称为摄影机主距，也叫像片主距，用符号表示。像片主距和像片主点在框标坐标系中的坐标值称为摄影机的内方位元素,或叫像片的内方位元素。,3.航摄机,4.数码相机 用或(Complementary Metal Oxide Semiconductor)来代替胶卷记录被摄景物。光信号电子信号数字信号优缺点：处理、传输快、存储量大，成本低；分辨率低、色彩问题、记录延迟。,2摄影处理与黑白感光材料,一、黑白感光材料明胶保护层高感乳剂层低感乳剂层中间底层片基防静电、防卷曲层,二、摄影处理(黑白),摄影处理过程：显影定影水洗晾干1.显影显影液的成份：显影剂米吐尔保护剂Na2SO3 促进剂 Na2CO3 抑制剂KBr显影时间：胶卷12分钟，像纸4分钟,2.定影定影液的成份：银盐溶解剂 Na2S2O3中和剂醋酸稳定剂 Na2SO3坚膜剂钾矾定影时间：2倍胶卷变透明时间，像纸半小时。,3航摄的基本要求,一、航空摄影垂直摄影倾斜摄影竖直摄影,二、航摄比例尺的选择成图比例尺成图方法精度效率,摄影比例尺与成图比例尺关系表,三、航摄的基本要求1.航摄倾角 2,2.摄影比例尺1/m=f/HH：航高，分为相对航高和绝对航高：摄影机主距航摄要求 H 5%H,f,H,3.像片重叠度航向重叠度 P%要求6065,不小于53旁向重叠度 要求1530,航向重叠6065%,旁向重叠30-15%,航向,航线1,航线2,航线3,单片摄影,4.航向弯曲度35.像片旋角 66.其它要求,4 像片影像的误差及处理,像片在摄影、摄影处理和存储过程中由于底片变形、物镜畸变、大气折光、地球曲率的影响，使像片上影像产生误差。,一、底片变形的影响主要原因底片在摄影曝光、摄影处理、保存时，受外力、温度、湿度的影响发生变形。底片变形分为偶然变形和系统变形两类，系统变形又分为均匀变形和不均匀变形。,变形改正方法一（边、角框标）方法二（角框标）,二、物镜畸变差物镜加工、安装过程存在误差，引起物镜的畸变差。畸变差分为径向畸变和切向畸变，径向畸变又分为对称畸变和非对称畸变。,r,m,m,径向畸变差,坐标改正数为,或,三、大气折光差图中d为折光误差坐标改正数为,四、地球曲率的影响与前面三种误差不同，地球曲率的影像不是一种误差，而是地球表面上的点，投影到平面上后，投影点的构像与实际像点之间存在差异。,地球曲率的影响值,坐标改正数为,分波段摄影是用多波段摄影机或多镜头摄影机利用多种感光片配合各种滤色镜进行摄影来记录影像，获得各个波段的分色黑白影像。,第五章 摄影成像 分波段摄影,显示设备加色法成色原理示意图,2、彩色影像的形成过程,摄影减色法成色原理示意图,光的补色原理示意图,彩色底片成像分解示意图,彩色负片成色原理示意图,彩色反转片成色原理示意图,负片影像还原成照片的过程示意图,*由于底片采用的是有机染料工艺，因为底片并不是我们想象中单纯透明的，而是有色的，如同有一层颜色笼罩在上，称为色罩。,彩色影像形成的基本原理：,首先利用卤化银的感光能力把景物的色彩按明度记录下来成为潜影；然后在显影过程中利用银盐被还原的氧化物与混藏在乳剂膜中的化学成色剂反应而形成各种颜色染料；最后漂白冲洗时去掉黑色银粒影像，感光材料上只剩下被摄物体的彩色染料影像。,2、黑白像纸结构示意图,3、彩色负片结构示意图,4、彩色像纸结构示意图,第一节 感光材料的原理与结构,当年达盖尔银板法和铁板法的印相操作，其基材就是一片薄薄的金属板。早期的“幻灯片”片基则是一片玻璃。今天你可以看到照相影像被制作在纸张上、瓷器盘碟上、T恤衫上和各式奇特材料的表面上。可以说，感光乳剂可用以涂布在任何固体物的表面来进行感光成像的操作。,第一节 感光材料的原理与结构,感光材料的种类按乳剂载体分：胶片：醋酸片基、涤纶片基、聚碳酸脂片基、聚苯乙烯片基等相纸：纤维纸基相纸、涂塑相纸按摄影用途分：负性感光材料、正性感光材料、反转感光材料。按照相性能分：,第一节 感光材料的原理与结构,感光材料的基本结构：感光乳剂（明胶、银盐、补加剂）片基和纸基辅助涂层,一、各种感光材料的结构示意图,1、黑白负片结构示意图,2、黑白像纸结构示意图,3、彩色负片结构示意图,4、彩色像纸结构示意图,二、感光材料的成像原理,1、黑白影像的形成过程：原理：银盐遇光后产生化学变化，在胶片或像纸上形成化学潜影，经过化学工艺冲洗处理后，已经感光的银盐会被还原为黑色的金属银颗粒（显影），之后，未感光的卤化银盐被溶解掉（定影），形成可见的物体影像。,曝光与底片效果？结果是负像上黑暗（厚的）部分就是曝光较多部分；明亮（薄的）部分就是曝光较少部分；全透明部分就是没有受到光照射的部分。,银盐受光作用产生光解的程度与光线的强弱和光照时间的长短成正比。,前期的拍摄就是控制光解的程度；后期冲洗是控制银盐还原的多少。,彩色感光材料与黑白感光材料相比，构造上有两个明显的特点：1.多层感色乳剂 2.乳剂层中必须包含化学成色剂,彩色负片和彩色反转片：正型排列（感蓝层、感绿层、感红层）彩色正片：倒型排列（感绿层、感红层、感蓝层）彩色像纸：（感红层、感绿层、感蓝层）,为什么胶片三个涂层是红、绿、蓝，而非红、黄、蓝？,彩色影像形成的基本原理：,首先利用卤化银的感光能力把景物的色彩按明度记录下来成为潜影；然后在显影过程中利用银盐被还原的氧化物与混藏在乳剂膜中的化学成色剂反应而形成各种颜色染料；最后漂白冲洗时去掉黑色银粒影像，感光材料上只剩下被摄物体的彩色染料影像。,照相特性曲线示意图,一般的，趾部、肩部相对长一些，在正常曝光情况下，感光材料对景物暗部或亮部的表现力就强一些，画面的细节层次就显得比较丰富。,负片的特性曲线：比较倾斜，趾部、直线部和肩部特征明显；位置较为偏向纵坐标，表明其感光度较高，较小的曝光量就可以产生适当的光学密度。正片的特性曲线：比较陡直，趾部较短，肩部不明显；感光度低，偏离纵坐标，需要较多的曝光量才能获得适当的影像密度。,#解读胶片特性曲线,#彩色感光材料特性知识,暗盒上的照相机自动识别码,5.3.4 假彩色摄影与影像获取,彩色摄影所得到的彩色影像与原景物影像基本相同，称为真彩色摄影和真彩色相片。,采用多波段摄影时，所得到的影像彩色与原景物彩色不同，称为假彩色摄影和假彩色相片。,5.3.4 假彩色摄影与影像获取,1、彩红外摄影：用普通摄影机，配以彩红外胶片和一定类型的滤光片进行的摄影。与。真彩色摄影的区别是两者所用的感光片不同，由此产生物体在影像上的差异。,2、其它假彩色影像的获取：现代遥感技术，特别是卫星遥感的假彩色影像，都是通过间接合成的方法得到的，就是利用多光谱图像，用人工合成的方法获得。,
