Blender 3D:從新手到專業/理解相機
在討論 Blender 中的相機之前,瞭解一下現實生活中相機的工作原理會有所幫助。我們已經習慣了在看真實照片時,相機的一些怪癖和侷限性,所以像 Blender 這樣的 3D 軟體通常會花費大量精力來模仿這些怪癖。
使用真正的相機拍照時,許多重要的因素會起作用
- 對焦 - 由於鏡頭的作用方式,只有在相機一定距離範圍內(景深)的物體才會在影像中看起來清晰。在這個範圍之外的物體開始變得明顯模糊,模糊程度隨著它們離對焦範圍越遠而加劇。對焦距離範圍越窄(景深越淺),這種模糊現象發生的越快。
- 曝光時間 - 快門保持開啟的時間。時間越長,捕獲的光線越多,但影像也更有可能因為移動物體而出現運動模糊。
- 光圈 - 光圈孔徑的大小。它不是用實際距離測量來表達,而是用鏡頭焦距(在影像正確對焦時,鏡頭到影像捕獲表面的距離,鬆散來說)的幾分之一來表達,寫成f:因此,例如,f/2.8(“f 除以 2.8”,而不是“f 2.8”)是一個較大的數字,因此代表比f/8更大的光圈。更大的光圈可以增加捕獲的光量,而不會導致運動模糊,但會減少景深。針孔相機的極端情況是光圈非常小,具有無限的景深(根本不需要對焦),但捕獲的光量非常少,因此需要場景光線充足,長時間曝光或非常敏感的影像捕獲表面。
- 影像捕獲表面對光的靈敏度。在膠片相機時代,我們談論的是膠片的靈敏度(“快速”膠片比“慢速”膠片對光更敏感)。現在,對於數碼相機,我們談論的是光放大系統的增益。高靈敏度膠片更容易產生顆粒狀影像。類似地,數碼相機在低光照條件下,較高的光放大更容易產生噪點影像。
- 視野 - 相機一次能看到多少場景。廣角鏡頭提供了更寬的視野,但你需要離物體更近才能看到它們,並且會有更大的透視失真。另一方面,長焦鏡頭提供了非常窄的視野,但可以拍攝更遠距離的物體。廣角鏡頭也比窄角鏡頭焦距更短(記住光圈是焦距f的比率),因此長焦鏡頭在相同光圈寬度的情況下,會捕獲更少的光線。你可能也聽說過變焦鏡頭,即焦距可變的鏡頭。它可以從廣角模式調整到長焦模式。
如你所見,許多不同的因素相互作用。影像的亮度會受到曝光時間、光圈、增益靈敏度和鏡頭焦距的影響。這些因素都會以其他方式影響影像。
Blender和其他計算機圖形軟體在原理上不受對焦、曝光時間、光圈、靈敏度和焦距問題的困擾。儘管如此,在影像中引入故意產生的運動模糊,以營造運動的感覺,這很常見。有時,引入故意淺的景深,模糊背景中的物體,以突出影像中重要的部分,即對焦的部分,這很有用。
曝光(影像中捕獲的光線總量)在計算機圖形中也不像真實世界攝影那樣成問題,因為在計算機圖形中,你總是可以完全控制場景中光線的數量和位置。但是,如果你不小心,你可能會產生過度曝光(明亮部分由於飽和為純白而丟失細節)或曝光不足的影像(黑暗部分由於變為純黑而丟失細節)。
視野問題源於基本的幾何原理,Blender 的相機也像真正的相機一樣受制於此。
這裡我們將重點關注視野這一重要問題。
你可以透過兩種方式改變視野 - 將相機移近或移遠場景(在電影/電視製作術語中稱為推拉),或者改變鏡頭的角度(變焦)。你可以在“物體資料”
標籤中“屬性”視窗進行操作(相機需要透過在“物體模式”下 RMB 進行選擇,否則所需的標籤將不可見)。
透視是物體離觀察者越遠,看起來越小的現象。更重要的是,同一個物體的不同部分可能離眼睛的距離不同,從而導致物體表觀形狀的變化,稱為透視失真。透視的數學理論是由阿爾哈曾在 11 世紀提出的,並在 400 年後被義大利文藝復興的畫家們所採用。
下面是同一個場景使用兩個不同相機渲染的兩張影像,以說明它們之間的差異。
這張影像將相機移近,但賦予它更寬的視野

這張影像將相機移遠,同時縮小其視野,以試圖使場景保持相同的整體大小。

後者就像使用真實相機中的“長焦”鏡頭一樣。請注意,更寬的視野會帶來更大的透視效果。這些盒子都是長方體,對面的面透過平行的邊連線,但在兩張影像中,名義上平行的邊之間都有一個明顯的角度,在上圖中這個角度更加明顯。這就是透視失真所要表達的。

選擇相機物體時,它的設定會在“相機上下文”
中“屬性”視窗顯示,它最初應該看起來像右邊的樣子。
攝影師習慣於用鏡頭的焦距來工作 - 焦距越長,視野越窄;焦距越短,視野越寬。但視野也取決於感測器的尺寸(影像捕獲區域)。現代數碼相機通常比舊的 35mm 膠片相機中曝光的膠片區域感測器尺寸要小。因此,焦距測量值需要進行相應的調整,以獲得相同的視野。
Blender 允許你以這種方式工作,透過在“鏡頭”面板中指定焦距,在“相機”面板中指定感測器尺寸。它甚至提供了一個“相機預設”選單,可以為各種知名相機設定感測器尺寸。
此外,你可能將生成的計算機影像與真實照片進行合成。在這種情況下,為了使結果看起來逼真,你需要密切匹配用於拍攝照片的相機和鏡頭的特性。如果你知道鏡頭的焦距和相機的感測器尺寸,直接輸入這些值是有意義的。

但是,如果你沒有進行照片合成,而是生成完全合成的影像,你可能會認為這是一種間接的工作方式。為什麼不直接將視野指定為一個角度呢?
Blender 也允許這樣做。從“鏡頭”面板中名為“毫米”的彈出選單中,選擇“視野”而不是“毫米”,焦距欄位將變成視野欄位,直接以度為單位顯示角度。這更容易與場景的幾何形狀建立聯絡!
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兩者之間的關係:如果感測器的寬度為d,鏡頭的焦距為f,視野的角度為θ,則它們之間的關係為 . |
- 透過攝影技巧改善 Blender 渲染 - 另一個涵蓋類似內容的解釋。