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經典好文推薦，通過閱讀本文，您將收穫以下知識點:
一、相機是如何成像的？
二、 對焦和變焦有什麼區別？
三、 景深是什麼？又和什麼有關？
四、鏡頭對圖像質量的影響
一、相機是如何成像的？
我們可以把相機的成像簡單的抽象成下圖：
凸透鏡成像
由凸透鏡成像原理，我們可以知道當物距大於2倍焦距時，則像距在1倍焦距和2倍焦距之間，成倒立、縮小的實像。此時像距小於物距，像比物小，物像異側。設 f=OB 表示透鏡的焦距，m=OC 爲像距，n=AO 爲物距，有：
一般地，由於物距遠大於焦距，即 n>>f，所以 m≈f，此時可以用小孔模型代替透鏡成像。
用數學方式表示成像模型：https://zhuanlan.zhihu.com/p/23090593
二、 對焦和變焦有什麼區別？
對焦
對焦（聚焦）就是把鏡片移動到適合的位置，其要實現清晰成像，則物體應當在兩倍焦距之外，像平面在一倍至兩倍焦距之間，這樣就可以成倒立縮小的圖像，這是照相機的原理。簡單的來說，就是把成的像準確的落在sensor（camera傳感器）上。對焦有兩種：自動對焦，手動對焦。
虛線是sensor的位置，當虛線落在像的位置上就是對焦完成。
左圖對焦清楚，而右圖沒有對焦清楚，sensor在像的左邊或者右邊都會導致右邊的效果。
變焦
變焦有光學變焦和數字變焦。
光學變焦：就是改變透鏡的焦距。由於改變了焦距，根據上面的結論，焦距改變了，視場角也就變了，就可以實現拉近拉遠的功能。
數碼變焦：是通過數碼相機的處理器，把圖片內的每個像素面積增大，從而達到放大的目的，當前變焦過的時圖像就會出現失真，因爲放大的過程會對圖像進程插值。
當焦距越大，成的像也就越大，像距也就越遠。
反之，焦距越小，成的像也就越小，像距越小。
同一個物體，成的像越小，sensor的面積一樣的情況下，可以看到的東西就越多，視野也就越大，因此焦距越小，視場角也就越大。
焦距 像 視場角（視野）
長 大 小
短 小 大
下圖是將焦距拉長後，圖像放大的效果
長焦的放大效果
三、 景深是什麼？又和什麼有關？
相機景深：其指的是在某個物距之間，還能夠清晰成像的距離，如下圖：
如果sensor剛好在像距的位置上，物體的一個點，成的像也就是一個點。如果sensor在像距的前面或者後面，這個點也就成了一個圓，專業術語叫彌散圓。當這個圓大到一定的程度的時候，照片也就糊了。
景深三要素
光圈
光圈就是用來控制光線透過鏡頭的一個裝置，光圈越大，進光量越多。
光圈值，是鏡頭的焦距/鏡頭通光直徑得出的相對值（相對孔徑的倒數），光圈值越小，光圈越大。相同光圈值，sensor表面的照度相同。
光圈越大，景深越小。
如圖，當光圈減小，虛線位置的彌散圈也在減小。彌散圈越小，成的像就越清晰。原來看不清楚的物體，彌散圈變小了，就能看清了，景深就變大了。
夜間攝影的時候，增大光圈可以提高進光量，提升圖像質量，但是大光圈也會導致景深太小，這個時候就需要兩者權衡。拍人像的時候，我們又會要求景深小，這樣就有背景虛化的效果，這個時候就需要大光圈。
物距
物體越近，景深越小
物體123是等距的，他們成的像分別是像123，但是像的位置不是等距的。由於sensor聚焦好之後只能在一個位置上，在這個位置上能看到更多的物體，就是景深大。物體1比較遠，我們將sensor聚焦在像1上，像2距離像1很近，彌散圈很小，很容易看清楚物體2。相反的，物體3比較近，我們將sensor聚焦在像3上，像2離像3比較遠，彌散圈大，不容易看清楚物體2。所以從圖中可以很容易的看出，物體越近，景深越小。
焦距
焦距越長，景深越小。
兩個物體1和2，焦距fa < fb。當焦距爲fa，成的像分別是1a和2a，當焦距爲fb時，成的像分別爲1b和2b。當焦距比較小，爲fa的時候，可以很明顯的看到像1a和像1b距離很近，由於sensor只能固定在一個位置，更容易同時看清兩個物體。因此焦距越短，景深越大。
小結
景深 大 小
光圈 小 大
物距 遠 近
焦距 短 長
四、鏡頭對圖像質量的影響
1.暗角
原因
對着亮度均勻景物，圖像畫面四角有變暗的現象，叫做“失光”或“暗角”。暗角對於任何鏡頭都不可避免，這是由於鏡頭對於光學折射不均勻。
chrom/color shading 原因
現象
a. luma shading
由於Lens的光學特性，Sensor影像區的邊緣區域接收的光強比中心小，所造成的中心和四角亮度不一致的現象。
b. chrom/color shading：
由於各種顏色的波長不同，經過了透鏡的折射，折射的角度也不一樣，因此會造成color shading的現象
暗角現象
解決方法
sensor和鏡頭的 CRA需要匹配
鏡頭陰影校正（Lens Shading Correction）
lens shading的校正是分別對於bayer的四個通道進行校正，每個通道的校正過程是相對獨立的過程。
暗角矯正
2.炫光
原因
入射光線進入攝像頭模組後多次反射造成的
有興趣的可以看一下：https://wenku.baidu.com/view/8e119588fab069dc502201f4.html?from=search
炫光現象
眩光現象
解決方法
1.加鏡頭罩
2.鍍AR增透膜，減少反射
3.使用藍玻璃IR濾光片，減少IR-cut的反射
使用藍玻璃IR-CUT示意圖
3. 畸變
原因
鏡頭畸變是由遠離光圈的鏡片的球面像差造成的。
現象
畸變現象
理想的針孔成像模型確定的座標變換關係均爲線性的，而實際上，現實中使用的相機由於鏡頭中鏡片因爲光線的通過產生的不規則的折射，鏡頭畸變（lens distortion）總是存在的，即根據理想針孔成像模型計算出來的像點座標與實際座標存在偏差。畸變導致的成像失真可分爲徑向失真和切向失真兩類。
解決方法
這裏只介紹算法上的畸變校正，通過標定，建立一個實際位置和理想位置的映射關係，具體的可以看另一篇文章《鏡頭畸變那些事兒》
4. 清晰度不均勻
現象
用同一個鏡頭，中心和邊緣的畫面清晰度也會有區別，邊緣的清晰度一般都不如中心區域。
一款鏡頭的MTF曲線
鏡頭的清晰度說明書
解決方法
高通660平臺會根據離中心的距離,對同一幅畫面中的不同區域去設置不同的降噪和銳化參數
5. 色像差
原因
光學玻璃的折射率隨通過的光波的波長變化而變，它對短波長的光的折射率比長波長的折射率更大。這種起因於不同波長的像差，我們稱它爲色像差(Chromatic aberration)。
色像差的原因
現象
色像差的現象
具體體現在圖像上，就是物體邊緣原本是單純白色，因爲色差而變成RGB三原色不能重疊在同一線。最爲常見的就是紫邊（Purple Fringe）
解決方法：
Color Aliasing Correction(CAC)檢測圖像中視覺僞像,對僞像顏色進行補償
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