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鱼眼镜头的原理
人眼的结构
鱼眼的结构
鱼眼镜头是一种超广角的特殊镜头，其视觉效果类似于鱼眼观察水面上的景物，我们知道,鱼的眼睛其实同人眼构造类似，但是人眼的水晶体是扁圆形的，因此可以看到更远处的东西，而鱼的眼睛水晶体是圆球形，因此虽然只能看到比较近的物体，却拥有更大的视角，也就是看得更加广阔，直说一鱼眼的水晶体弧度会如此高，主要就是为了应对水中光线的折射率问题，我们看杯子中的筷子会觉得筷子变弯了，这就是典型的折射。
以上就是典型的水在光线中的折射关系，根据光路可逆的规律，也就是说，如果在水中看空气中的东西的话，同样会有折射现象存在，而鱼眼镜头的原理就是根据这个获得的，如果说鱼眼在水中的视角是150度，那么其到空气中的视角可能就要达到180度。而鱼眼镜头的思路就是来自于这种特点，当然其实同鱼眼观察水面以外物体的关系真的不大，只是体现的效果比较类似，毕竟这里不存在水的折射率，只是镜头设计者研究了鱼眼的结构，才搞出了有意思的鱼眼镜头。
尼康8mm f/2.8圆形鱼眼镜头拍摄样片
鱼眼镜头的设计中心思想就是，拥有更大的球面弧度（类似鱼眼的球形水晶体），成像平面离透镜更近（鱼眼的水晶体到视网膜距离很近）。
鱼眼镜头视角可以接近或者超过180度，对于135画幅的相机来说，鱼眼镜头的焦段多在6-16mm之间，视角一般都在170度左右，
由于视角超大，因此其桶形弯曲畸变非常大，因此画面周边的直线都会被弯曲，只有镜头中心部分的直线可以保持原来的状态。
180度鱼眼&&& &150度鱼眼
120度鱼眼&&& &90度鱼眼
鱼眼镜头无论如何它的边缘线条都是要弯曲的，即使90度的鱼眼也是这样，这种畸变我们在很多广角镜头上都可以看到，而这就是明显的桶形畸变。同样的120度的鱼眼看起来弯曲的更加厉害一些了，而且被容纳进范围的景物更多；150度同样如此，而180度的鱼眼则可以把镜头周围180度范围内的所有物体都拍摄进去。
从结构上来说，鱼眼镜头确实也是类似于鱼眼的结构，并且鱼眼镜头派生出两种类型，一种称为Circular Image Fisheye（圆形鱼眼），另外一种称为Full Frame Fisheye（全幅鱼眼）。圆形鱼眼是鱼眼镜头的鼻祖，其设计的视角基本在180度以上，因此画面中只能看到圆形部分，这种镜头一般拥有超大的前组镜片，且镜片弯曲度非常大（为了采集来自更多方向的光线），自然成本也极高，目前基本上已经很少有厂商继续生产圆形鱼眼镜头了，这主要还是出于成本的考虑。
圆形鱼眼镜头拍摄的照片
转化成360度环视照片
鱼眼镜头的好处很多，由于视角大，其可以容纳的场景会更多，而且可以适应很多狭小空间的拍摄需求，并且随着数字化的普及，鱼眼镜头实现360度环视效果变得非常方便，而且这个往往也要比普通的接片更方便。
圆形鱼眼镜头的成像效果　　
尼康的9片5组圆形鱼眼镜头设计（镜头长度88mm）
主流的圆形鱼眼镜头的生产厂商并不多，这里还是有必要提一下，尼康绝对是圆形鱼眼镜头生产的王者，1962年就提出了8mm鱼眼镜头的结构（9片5组），这款镜头直接奠定了尼康在这个领域的领导地位。
你可能感兴趣以上内容摘取自《基于鱼眼镜头的全方位视觉系统参数标定方法研究.pdf》，若想查看原文格式，请如果您觉得不放心或未尽人意，请复制链接到电脑端访问（同时支持支付宝和微信支付）。}