Introduction

  最近一段时间Mr.Xi被女朋友吐槽不会拍照，不能还嘴，还嘴就是一句“直男！”（有没有感同身受的朋友），于是最近Mr.Xi疯狂恶补摄像的知识，那我就先从相机的基本原理学起吧，没成想学习过程中，发现了很多很有趣的问题，经过Mr.Xi一翻思考，终于把这些问题搞明白了，这里记录下来，有同样疑惑的男同志，女同胞可以一起看一看。

相机的前生

凸透镜成像

  不管你是文科生还是理科生，在初中学物理的时候你肯定学过简单的凸透镜成像原理，那些年你也肯定经历用尺子认真画光路图的情景。如果你什么都记不清楚了，那也没关系，我们快速回顾一下凸透镜成像的基本原理。

• 平行光通过凸透镜汇聚到一点
    一组平行光通过凸透镜，将会在主光轴上汇聚到一点，这一点叫做凸透镜的焦点，如图F点，焦点到光心的距离，我们称作焦距。
  
• 焦点发射的光线通过凸透镜变成一组平行光
    由光线的可逆性得到，从焦点射出的光线经过凸透镜会变成一组平行光射出。
  
• 物体的光线通过凸透镜
    物体到凸透镜平面的距离称作物距，像到凸透镜平面的距离称作像距。下面根据物距和焦距的关系分几种情况讨论：
  物距<=焦距
    这种情况下，点s发出的光线在凸透镜另外一侧不能汇聚到一个点，因此不成像。
  
  
  物距>焦距
    首先看一个定理：当s点到透镜面的距离大于一倍焦距的时候（称为物距），s点发出的所有的光将在凸透镜另外一侧汇聚到一个点，这也就是为什么下图中三条直线汇聚到一个点的原因，s'点称作s的像，这时候如果在s'点的位置放一个光屏，那么s的像将会展现在光屏上。
  
  
    当物距大于一倍焦距却小于二倍焦距的时候，成倒立、放大的实像
  
  
    当物距正好等于二倍焦距的时候，成倒立、相等的实像
  
  
    当物距正好大于二倍焦距的时候，成倒立、缩小的实像
  
  
    因此，我们可以得出结论，焦距一定的情况下，物距大于焦距时可以成像，物距越远，成的像越小，像距越小。
    其实聪明的童鞋已经看出来了，上图中的物体AB就相当于我们要拍摄的物体，凸透镜就是镜头，我们要做的就是在成像的位置放一些感光材料记录成的像。
  Question1:
    爱思考的童鞋一定发现了一个问题，我们知道，物距越远，相距越小，我们拍摄过程中，物距肯定时变化的，难不成我们需要把光屏一会放的近一些，一会放的远一些？没错，我们在实际中也是这么做的，你记不记得，你刚拿出手机拍景物的时候会有一些模糊，然后需要按一下你要拍的景物，就清晰了，这个操作在拍照的时候叫什么来着？对焦!，其实，在拍照的时候对焦的作用就是改变光屏的位置，使像恰好能成在光屏上，不知道你之前有没有这个疑问，反正Mr.Xi是有，今天总算搞明白了。
  Qusetion2:
    还有一个问题，我们拍的景物一般到镜头的距离差距很大，这样像距理论上也不一样，那么为什么不同距离的物体还能在同一张底片上成像。我们注意到一个细节，一般镜头的焦距是mm级别的（几十mm），也就是说，物距远大于焦距时，像距随物距变化并不是特别敏感，我们正常情况下拍摄的物体距离都是远大于焦距的情况，因此像距非常接近，能近似在同一张底片上成像。那如果我们拍非常近的物体呢，这时候，物体和背景的像距差距就明显了吧，如果我们对焦的时候对到近处的物体，那远处的背景是不是就看不清了，我们再仔细想一下，这个不就是一些摄影爱好者追求的背景虚化吗，哈哈是不是都串起来了？因此我们很容易理解为什么想要拍出好看的背景虚化的作品要用长焦镜头，因为使用长焦镜头时，我们很容易找到那个像距变化敏感的区域，是不是有些道理呢?
  长焦镜头
     接触过摄影的童鞋们都知道，拍远景要换长焦镜头，长焦镜头就是焦距很长的镜头，那么对于同一个景物，焦距长和焦距短，在成像的时候有什么不同呢。下图可以清晰的看到，长焦距的凸透镜在远距离成像时，像距更远，成像更大，成像大，就是我们选择长焦的原因。
  
  
  变焦
    既然焦距越长，越适合拍远景，随着人们对摄影质量的追求的提高，固定焦距的相机肯定满足不了人们的需求，因此出现了变焦这个词。变焦分为光学变焦和数码变焦，光学变焦是通过改变变焦镜头中的各镜片的相对位置来改变镜头的，也就是实实在在的改变了焦距，数码变焦实际上和我们平时图像处理时对图像进行插值放大类似，只不过是在成像的时候进行的，必然会损失影像的品质。

日常鸡汤

  生活中处处有学问，不是生活中没有美，而是你缺少了发现美的眼睛，生活对于我们来说其实就是最好的课本，好了，Mr.Xi要去继续学习摄影技术了，努力摆脱“直男”的称号。