手机相机的眩光现象

侯金泽

山东省烟台市第一中学



手机相机的眩光现象

侯金泽

山东省烟台市第一中学

摘要：本论文研究了手机相机的眩光现象，分析了眩光产生的原因。通过拍摄比较，发现新款智能手机较旧款手机对眩光现象有明显地抑制，同时发现手机加了外加广角镜头后眩光现象变严重。

1　前言

手机是我们日常不可缺少的移动通信工具，手机带有的摄像系统也为我们的生活提供了极大的方便与乐趣，看到美景或美食可以随时记录下来，发给我们的好友。手机携带使用方便，相信随着手机的摄像功能的提高和完善，手机摄像将可以替代照相机和摄像机。

平时我们用手机拍照的时候，特别是迎着光拍摄，会感觉画面有异常，有时是画面出现异常明亮的区域，有时在光源周围出现圆环等现象，有的人就会认为手机相机的质量出了问题，这实际上是眩光现象，所有的相机系统都或多或少地存在这个问题。

2　眩光产生原理

眩光现象的表现是，当逆光拍摄照片时，或者说明亮的光源出现在画面里时，由于有强光直接照进镜头，造成画面中出现一片过于明亮的区域，破坏了正常的图像，使画面变得不清晰，或者使画面上出现色彩各异的亮斑、光晕、鬼影、紫边，或者其中的任意几种现象的组合或者变形，这些都是眩光现象[1]。其中，光晕是指照片中的点光源周围出现了光环的效果；鬼影是逆光拍摄时一束光线斜线射入镜头，在画面上会留下一串淡淡的有颜色的光圈（通常为绿色、紫色或紫罗兰色）[2]。

图1　手机摄像头光学结构

总体而言，眩光现象就是有些到达底片（光学传感器）的光线没有成像在它最初该成像的位置，而产生的异常成像的现象。或者说是有些非正常成像的光线到达底片或数码相机传感器上，遮盖或叠加到正常的影像上。这与手机摄像头的机构有关，手机摄像头的光学结构如图1所示，主要包括镜头盖板、光学镜头、滤光片及光学传感器（CMOS或CCD），其中光学镜头由多片镜片组成。盖板、镜片及滤光片是采用玻璃或树脂材料制造，如果不进行特殊处理，各元件表面会反射大约5％的入射光能量。在逆光拍摄时，强光直接输入镜头内，各面都会产生反射光，反射光经过来回多次反射和折射，最后到达像面，形成各式各样的眩光现象，影响画面质量。此外，强的入射光在镜筒壁内部的反射光、在光圈上的反射光、在底片上的反射光、甚至包括相机内部光线的泄漏等都会产生眩光现象。

3　手机眩光实验

我们采用两种手机进行拍摄，研究和比较手机照相的眩光现象。一种是新型的智能手机，另一种是旧款手机。我们利用两种手机拍摄了夜幕下路灯的影像。在黑暗的环境下，用智能手机正对路灯拍摄，图2是拍摄的路灯照片。图2的照片中，观察到了眩光现象，可以看到灯周围的光晕，光晕影响了灯上方的电线的影像，使电线在灯上方的部分好像断开。除了光晕，图2的照片中也可以观察到鬼影的现象，照片中的路灯左下方同轴的光圈即为鬼影现象，光圈呈淡淡的蓝色，鬼影的轴线会随着手机相机相对于路灯的方位的改变而改变。不在黑暗的环境下正对光源拍摄这种极端的情况，此智能手机日常拍摄中眩光现象并不明显，拍摄画面质量良好。

图2　新款智能手机拍摄的路灯

图3　旧款手机拍摄的路灯

图3显示了利用旧款手机拍摄路灯的照片，可以看到旧款手机正对强光源拍摄时，出现比新款智能手机严重的多的眩光现象。图3中可以看到以路灯为中心的发射状光晕，以及在画面的左下方一排光圈的鬼影现象，光圈多数呈紫色，当手机相对于路灯的位置改变时，鬼影的中心线的方位也随着改变。如此严重的眩光现象是由于老款手机的相机镜头质量较差，镜片的反射、散射光及其它元件引起的杂散光太多。

图4　带外加广角镜头的新款智能手机拍摄的路灯

最近，市场上有销售手机的各种外加镜头，外加镜头通过简单的方法加到手机镜头前，可以实现广角拍摄、近景拍摄等功能。人们纷纷购买，但发现加上外加镜头的相机拍摄的照片质量并不令人满意。这里我们在新款智能镜头前加了夹持型的外加广角镜头，拍摄了夜幕下的路灯进行了比较。图4是带外加广角镜头的新款智能手机拍摄的路灯，比较图2和图4的照片，可以看到加了外加广角镜头后，拍摄景物的范围变大了，但光晕现象严重了，同时图4中的鬼影的光圈变多并且不同轴线。由于市面上购买的相机外加镜头质量都难有保证，致使光晕现象明显，同时很难做到外加镜头与手机镜头是同轴状态，外加镜头与手机镜头的不同轴将导致鬼影光圈的不同轴。

4　结论

本论文研究了手机相机的眩光现象，分析了眩光产生的原因。本论文采用两种手机进行实景拍摄，研究和比较手机照相的眩光现象。通过比较，发现新款智能手机较旧款手机对眩光现象有明显地抑制，同时发现手机加了外加广角镜头后眩光现象变严重。

眩光在多数情况下会使画面变模糊，质量变差，所以很多摄影师都会选择不同的方式避免它们的出现。首先应挑选镜片上有特殊镀膜的镜头，减少镜面的反射，可以减少眩光。其次，可以安装遮光罩以减少眩光的发生。再有，实际进行逆光拍摄时都要尽量避免把光源拍摄入画面，如果想要拍出带有耀眼光芒的逆光照片，要选择好拍摄时间，在早晨或是傍晚拍摄，此时光线不会过强，另外，也可以选择栏杆、树叶等遮挡光源的强光，减少眩光的出现[3]。

但是如果运用得当，其实眩光也会为画面增加很多特殊效果，渲染气氛。很多人用手机拍照，很喜欢逆光时出现的眩光和鬼影。现在有很多手机软件，可以为照片添加逆光眩光和鬼影效果。

参考文献

[1]维基百科https://en.wikipedia.org

[2]高山，镜头“鬼影”--照片中的光斑，开心老年，2015，第5期，pp.72

[3]锋实验iPhone5s逆光大考验，数码摄影，2014，第3期，pp.140-143

致谢

感谢胡伟娟提供本论文中图3的照片。

关键字：手机相机 眩光 光晕 鬼影