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用物理解释摄影,如何拍摄不起眼的星芒?

2025-08-03 12:19

无焦种系统后转成平行虹,平行虹分享焦距发生夫琅禾费光学,再继续分享揭示种系统,进到转交面上被电长子元件侦测,就此被记事于照相机的内存里。

左图 9 变焦照相机修改种系统示意左图。照相机里的无焦种系统、焦距与揭示种系统三个激虹电路共同因素入射虹线的传布方形态设计。左图 | 朱智敏

不尽相同多四边形的焦距取景显露的星芒也不尽相同,我们可以简介下左图:

左图 10 以外焦距菱形相同的星芒左样式 左图源 | wiki commons

当多四边形的夹角边转成圆弧边时,星芒转成虹束状;当虹源分享圆锥形焦距时,星芒完全销声匿迹。由此,答案显而易见:光学发生在边缘和垂直上;多四边形的边越直,边角越多,焦距光学消除显露的星芒越发锐利丰富。

因此,如果自已避免星芒,可以常用很难边角的焦距或增大焦距;自已消除更多星芒,可以引入多四边形焦距并适当增加焦距。

而要想聚合特定的星芒左样式,就无需内部结构一个可视化种系统,重定向预想的焦距菱形无需输显露相同的星芒左样式。这个可视化种系统的主角正是从前和文提到的夫琅禾费光学。

在大多数取景环境下,取景虹源与照相机的最几倍够大几倍,焦距里的光学周期性都可以用夫琅禾费光学详细描述,回看夫琅禾费光学不等形态设计:

这个分数形态设计实质上是将焦距三维空间 ( x0,y0 ) 通过傅里叶变换转换到转交面上三维空间 ( x,y ) 。基于这个不等形态设计,我们在 MATLAB 软件里的设计如下计算机系统:推论白虹由等虹强的红绿蓝三色虹合组,再行重定向焦距菱形 t ( x0,y0 ) ,然后分别用不尽相同颜色的虹(即不尽相同nm λ 的虹),对焦距透过傅里叶变换,给予夫琅禾费光学左样式,最后我们把三色虹的结果叠加,给予相同的星芒菱形(缺点如左图 11),我们可以总结显露 n 四边形焦距与星芒的芒数 N 的关系:

左图 11 以外焦距菱形相同星芒左样式的可视化左图表 左图 | 朱智敏

根据以上结果合理外推,我们能给予以下结论:偶数片焦距页片的场景拍显露来的星芒和焦距页片数相同,相加页片的场景拍显露来的星芒数是焦距页片数的两倍。

素描实战战备

有了理论模型解释,及格的物理学爱好者就该借此机不会透过的测试。我们将要了电灯作为虹源、用 Canon 70D 照相机,通过缩减焦距一般来说透过了第一组实验。

左图 12 同一取景变量下不尽相同焦距一般来说绝对值所重现的星芒左图(1/2s,ISO100,焦距为 7 四边形,电灯虹源据照相机光路上 1.9m)难为 | 朱智敏

我们尝试地用 7 四边形的焦距获了星芒数为 14 的星芒左图表。并且焦距越快,星芒的可辨识度越小,这符合标准理论模型解释。但是你一定也能请注意到,当焦距过全程,星芒的缺点同样变差。是什么主因加剧了与理论模型相悖的结果?我们可以尝试缩减曝虹整整这一因素光学采样的状况来透过优化。

我们引入比左图 12 里任何焦距都小的 f/22,在经过够大长的曝虹整整后,给予了更为好的星芒缺点,尝试解决情况了左图 12 里的情况。

左图 13 同一取景变量下不尽相同曝虹整整所重现的星芒左图(f/22, ISO100,焦距为 7 四边形,电灯虹源据照相机光路上 1.9m)难为 | 朱智敏

如果我们替换不尽相同菱形的焦距场景,增加焦距,缩减曝虹整整,就可以获不尽相同菱形的星芒左图片(如左图 14),它们良好的的测试了不等形态设计 N ( n ) 。

左图 14 不尽相同焦距菱形所取景的星芒 左图源 | pixabay

可视化结果良好地与实际光学相符合,由此,我们可以通过 N ( n ) 不等形态设计选择表白的星芒菱形,取景显露相同的星芒点缀镜里的夜空。请注意,要想拍显露好看的星芒,还无需缩减合适的焦距一般来说以及曝虹整整哦。

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