摄影知识整理1
冲了新相机，所以最近补了一些相机成象的知识，总结在这里。我觉得太简单的就没细写。
最初思考相机拍照这个问题的切入点是：有哪些点是需要在拍照时注意调整的，哪些是可以后期调整的。
本来想全写进一篇博客里的，但是感觉太长了，所以分两篇写。这篇写需要在拍照时注意调整的，我会尽可能的从原理层面去理解。
本文写于2024年2月27日，于2024年7月28日补充：
当时竟然没写光圈，补了。
ISO
胶片相机：ISO表示胶片对于光线的灵敏度。
数码相机：ISO表示感光元件对于光线的灵敏度。
胶片相机没玩过，这里只说数码相机。数码相机的ISO原理如下图。
数码相机实现ISO分为两部分，原生ISO与扩展ISO，原生ISO通过电子元件对光学信号调整增益，扩展ISO则是调整数字信号。这类似于焦距的光学变焦和数码变焦。
原生ISO是由硬件实现的，后期没得救；扩展ISO应该是等价于后期调。
不过ISO基本都是相机自己测光自己定，不用太操心。
关于噪声与动态范围
看了文章[2]后有种醍醐灌顶的感觉，推荐去看看。简单总结如下：
（1）噪声可以包括：
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散粒噪声：光的量子特性导致的？大概吧
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前端读出噪声：PGA可编程增益放大器之前的电子元件噪声
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后端读出噪声：PGA及之后电子元件噪声
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量化噪声：模数转换ADC时采样的误差（感觉应该算误差而不是噪声？）
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热噪声：CMOS发热的噪声
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FPN固定模式噪声：CMOS不同像素之间的非均匀性导致
（2）成像中的噪声主要是散粒噪声，其他的都不多或可以用算法消除。
（3）散粒噪声主要与进光量相关，与ISO不直接相关。ISO决定了需要的进光量，进而与噪声相关。
（4）在不调整数字信号的情况下（扩展ISO或后期），ISO越低越好，噪声越少，动态范围越大。但进光量少时（星空、高速摄影等），高ISO是必要的，比低ISO+后期噪声少。
快门
快门是为了控制曝光时间而存在的。
快门按照所在位置可以分为焦平面快门，电子快门（通过CMOS实现）和镜间快门。
焦平面快门目前主流使用的是帘幕式快门（电控的帘幕结构）。包括前帘幕（先打开的）和后帘幕（后闭合的）。
有些微单的帘幕式快门是电子前帘快门，即通过逐行打开CMOS传感器来代替前帘幕。
帘幕式快门
优点：相对来说便宜？开合时间约1/250s，首尾曝光时间错位小，果冻效应不明显。
缺点：有机械寿命，前帘幕闭合有震动，最小快门时间有下限。
电子快门
优点：静音，延迟低（按下快门可以立刻开始曝光），更小的极限快门时间。
缺点：首尾曝光时间错位大，果冻效应明显（但可以通过加钱上全域快门来战胜机械快门）（是我加不起的钱）
关于果冻效应
相机从光传感器上读取数据是逐行读出的（有全域快门，整体读出，但成本极高），这就导致首行与尾行的曝光时间存在一定错位，从而导致果冻效应。
单纯只与首尾曝光时间错位的大小相关，与快门类型无关。
关于切光斑
电子前帘快门会产生的问题，因为传感器（电子前帘）与机械后帘有显著间隙。
曝光时间越短，光圈越大越明显。
关于人造光源频闪
常见的有两种，一种是灯光的频闪，一种是显示屏的频闪。
影视飓风这个视频解释的挺清楚的。
灯光的频闪 首先不是所有的灯都有频闪。（比如以护眼为卖点的灯就频闪几乎不可察）
直流灯频闪是因为使用了劣质电源适配器（大概吧），毕竟直流灯可以接受脉冲直流，所以劣质灯输入的不稳定电压导致了不稳定的亮度。
因此灯光的频闪与使用的交流电频率有关。常见的供电频率是50 Hz（欧洲和亚洲大部分地区）和60Hz（北美），分别会产生100和120次光脉冲/秒。
显示屏的频闪 显示屏的频闪一般是OLED屏幕的PWN调光。OLED屏幕中的像素为了保证颜色正确，无法调整亮度，只有开/关两种状态，所以为了能够调整亮度，OLED屏幕让每个像素高频的、周期性的开关，通过控制亮灭时间比例来实现亮度调整。
可以通过调高亮度的方式避免，比如亮度开到最大，OLED屏幕会常亮像素，不使用PWN调光。
一把来说频率都是120Hz的倍数？
屏闪解决办法
拍视频的话可以让帧数与频闪频率同步，或增加快门时间。
拍照的话就简单一些：增加快门时间，让快门时间超过一个频闪周期即可。
如何选择快门
有人造光源，运动、需要高速读取时：机械快门（主流电子快门速度是不如机械快门）
明亮环境，需要超低快门时间时：电子快门
这节说的不一定对，我有点没想明白。大概因为电子快门也在快速发展，有些信息已经过时了？
光圈
光圈数值(f‑number)表示镜头焦距与入瞳直径的比率。
在入瞳直径固定的情况下，镜头的焦距越长，进光量越少。所以只用入瞳直径来描述进光量是不准确的。将焦距引入光圈的计算公式后，光圈的数值衡量了光学系统聚光能力。
常见的光圈档位(1,1.4,2,2.8,4,5.6,8)每档之间差$\sqrt{2}$倍，即入瞳面积差2倍，进光量差2倍。
景深
根据透镜的特点，每次对焦只有一个特定的对焦距离是完全清晰的。这个距离上的点光源通过透镜投影在底片上也是一个点(下图中的2)。任何不在这个距离上的点光源都会在底片上投影出一个弥散圆(下图中的1和3)。
当弥散圆足够小时，人眼都会认为图像是清晰的。所以从对焦距离出发，向前和向后一段距离的物体都可以在底片上清晰的成像，这两段距离分别是前景深和后景深，两段距离合在一起就是景深。
景深与光圈大小相关。从图中可以看出，光圈越大，不在对焦距离上的点光源形成的弥散圆更大，因此景深越小。
通常来说，大光圈可以虚化背景。因为大光圈景深小，当对焦被摄主体时，背景物体超出了后景深，所以背景被虚化了。
星芒(Starburst Effects)
大概是因为光的衍射形成的吧(说是Fraunhofer diffraction？看不懂的啦)。
光圈越小，曝光时间越长，星芒越明显。
星芒的形状是光圈的形状决定的。也有一些创意星芒滤镜，可以改变星芒形状。
焦距
焦距决定了视场角。
不改变透视关系（即位置不变）的情况下，调高焦距等效于后期裁切（当然裁切拥有的信息更少，因为相当于只用了一小块传感器）。
所以如果一个全幅镜头的实际焦距是50mm，并且使用具有1.5x焦距倍率的残幅相机，那么它在这个相机上的等效焦距就是 50mm×1.5=75mm。也就是说，在全幅相机上，通过切换到APS-C尺寸（只使用一部分传感器），等效获得了更长的焦距（也等效后期裁切）。
通常说（广角镜头的）透视感，人物张力，（长焦镜头的）压缩感，不同镜头适合拍不同对象，都是因为透视关系，与焦距不直接相关。
焦距 -> 为了让目标整体匹配画面而调整位置 -> 透视关系改变 -> 画面效果改变
关于透视关系
这个我现在还没想明白，应该就是空间投影相关的知识。
感觉畸变之类的知识应该都是透视关系相关的。
[3] 是从空间几何角度讲视平面的，感觉讲的还不错。其他的我再慢慢想想，想明白了再回来填这个坑。
自动\半自动档
自动\半自动档就是相机通过测光自动决定ISO、光圈和快门。
自动档(Auto)全自动没啥说的。
半自动A档(aperture priority)，和S档(Shutter priority)都挺好理解，只能调整一个要素。
P档 (Program)我反而有点不理解。最初我以为是指光圈和快门都可以手动指定。但实际用的时候发现极限情况（相机认为过曝或欠曝）下，相机也会自动调整光圈和快门。所以用起来感觉不好用（主要是我不理解相机在我调参数时，怎么测光，以什么基准在调光圈和快门）。
自动\半自动档下，可以使用曝光补偿在相机计算自动值时微调结果，让成品照片更亮或更暗。
也就是说，曝光补偿本质上也是在调整ISO、光圈或快门。
对焦
对焦还是很重要的，尤其是使用大光圈的时候（赞美自动对焦）。
以前我请教过别人一个问题：对焦和变焦是不是一回事？
答案是：不是一码事。变焦在调整镜头焦距，对焦在调整镜头的光学中心到电子传感器的距离。
引用
[1] 什么是「感光度(ISO)」，ISO 的高低对于成片有什么影响？ - 走路不带风的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/317711172/answer/2962240551
[2] 暗光下拍摄应使用低 ISO 再后期提亮，还是高 ISO？ - 致远Neon的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/314623897/answer/2721024334
[3] 再谈视平线与地平线 - 阿尔忒弥斯的文章 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/353601343