（昨晚喝了一杯奶茶，熬夜思考相機(jī)成像原理與攝影測量原理的關(guān)系）
1.相機(jī)成像原理
1. 小孔成像
早期相機(jī)最基本的成像原理（就是現(xiàn)在電影里經(jīng)常看到的那種攝影師，就是把頭蒙住，然后拉著煙霧）就是小孔成像（初中物理）。 當(dāng)光線進(jìn)入黑匣子照射到感光膠片上時，就形成倒立的實(shí)像（因?yàn)樾】着c膠片之間的距離較近，通常是縮小的圖像）。
小孔成像（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）
攝影中我們熟悉的很多術(shù)語，比如光圈、景深、快門等，都與小孔成像原理有關(guān)。 光圈相當(dāng)于一個小孔。 光圈越大，景深越淺，反之亦然。
針孔成像中沒有焦距的概念。 理論上，膠片可以放置在任何位置來產(chǎn)生圖像。 只要針孔孔徑不變，距離針孔越近，圖像越清晰，但圖像也越小。
2.凸透鏡成像
前面提到，針孔成像中沒有焦距的概念。 但我們現(xiàn)在知道焦距是攝影中的一個重要概念。 這是因?yàn)橄鄼C(jī)在成像時也采用了凸透鏡成像原理（初中物理）。
凸透鏡成像（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）
當(dāng)物體位于鏡頭兩倍焦距處時，在鏡頭兩倍焦距處的另一側(cè)會形成等大小的倒立實(shí)像。 當(dāng)物體與鏡頭的距離逐漸增大時，在一到兩個焦距之間，鏡頭的另一側(cè)會形成倒立、縮小的實(shí)像。 而物體距離越遠(yuǎn)，成像距離大約是焦距的兩倍。
（攝影測量中）我們一般使用的相機(jī)焦距一般在幾十毫米左右，最長的可以到300毫米左右。 這個距離相對于被攝物體到鏡頭的距離可以說是非常小。 因此，成像所在的像平面可以認(rèn)為近似等于凸透鏡的物理焦距。 這可能就是為什么維基百科和百度百科都直接將焦距定義為凸透鏡中心到膠片中心的距離。
維基百科焦距的定義
3.（單反）相機(jī)成像原理
目前廣泛使用的相機(jī)的成像原理是通過復(fù)雜的透鏡組將針孔成像和凸透鏡成像結(jié)合起來（至于如何組合，我實(shí)在是不明白）。 總之，由于小孔成像的原理，我們可以知道光圈、景深、快門等東西的情況。 由于凸透鏡成像的原理，我們可以知道膠片或感光元件到投影中心（即光線進(jìn)入相機(jī)的位置）的距離。 該距離就是凸透鏡的焦距。
相機(jī)鏡頭組構(gòu)成（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）
單反相機(jī)的工作原理（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）
（這里簡單介紹一下單反相機(jī)拍照時的工作原理。首先，光線經(jīng)過鏡頭組，在鏡頭組后面聚集，由于反光鏡的存在，聚集的光線經(jīng)過鏡頭后到達(dá)目鏡或取景器。幾次反射。拍攝者看到滿意的照片后，按下快門。此時反光板升起，光線到達(dá)膠片或感光元件上形成圖像。）
2. 攝影測量原理
攝影測量最基本的原理是共線條件方程，它構(gòu)成了所有攝影測量的基礎(chǔ)。 顧名思義，既然是共線，那就意味著所有的點(diǎn)（下圖中的物點(diǎn)P、投影中心S（即相機(jī)鏡頭的位置）、像點(diǎn)p）都在一條直線上。 前面我們提到，相機(jī)成像是針孔成像和凸透鏡成像的結(jié)合。 針孔成像的原理是光沿直線傳播完成凸透鏡成像規(guī)律的表格，而凸透鏡成像的原理是光的折射。 因此，攝影測量中使用的成像模型可以簡單地視為小孔成像，滿足光沿直線傳播的基礎(chǔ)，并進(jìn)一步滿足共線條件方程的建立。 那為什么前面提到凸透鏡成像呢？ 目的是理解為什么膠片或感光元件要放在那個位置，即為什么成像中心o到投影中心S的距離（這個距離稱為像主距）要等于焦距透鏡的長度f。
綜上所述完成凸透鏡成像規(guī)律的表格，意味著共線條件方程實(shí)際上簡化了真實(shí)相機(jī)成像原理，僅考慮了小孔成像的部分。 在小孔成像中，膠片到投影中心的距離就是圖像主距離。 然后將其固定為焦距f。
下一篇文章將基于這個基礎(chǔ)，然后思考共線條件方程。
