工业镜头逆光 「科普」镜头眩光的形成与消除

「科普」镜头眩光的形成与消除

最近有关于大疆御3的眩光问题在各大视频平台持续发酵，各种摄影师众口不一，有的表示学习苹果不拍摄超大逆光场景就可以了，有的表示那么贵的设备还有这个问题是没有道理的事情。那么今天我们就来和大家聊一聊眩光问题，并且给大家科普一下目前各品牌对于抗眩光问题的处理办法。

眩光是如何产生的？

大家都知道镜头是由一系列的凹凸透镜组成的，光线在穿过单独的镜片时，会有一部分光被反射回去。被反射的光在镜片组之间来回反射后会有一部分光最终会透过镜片到达传感器，就会形成光斑。所以眩光的产生原因就是光在镜头内部反射和扩散造成的。

相对而言，镜片组越少的镜头因为反射面更少，所以抗眩光相对好做一点。而那些变焦比较大的镜头，因为镜片数太多，即使抗眩光技术一样，但表现肯定是会差一点。

某大变焦镜头眩光表现

某大光圈定焦镜头眩光表现

眩光是不是都是坏事？

显然，不全是坏事。眩光在实际效果方面分两大类，一类是我们比较常见的点状眩光。点状眩光在摄影师手上是一个能够增添画面表现力的工具，在不少科幻大片比如漫威电影中尤其的明显。甚至在不少风光作品中，我们还需要使用灯光工厂插件去增加点状眩光，提高画面整体的表现力。

某标准变焦镜头眩光表现

某变形宽荧幕镜头眩光表现

另一类则是镜片之间反射光扩散严重导致的画面反差降低，这在老镜头中非常常见而现代镜头基本上已经拍不出这样的效果了。不过有些工业使用的线扫描镜头因为工作环境原因不需要考虑逆光拍摄环境所以在改装安在相机上拍摄时会有逆光发雾的情况。

大疆精灵4Pro眩光表现

如何解决眩光问题？

眩光产生的原因是镜片之间的反射，那么尽可能保持透射的前提下消除反射就可以最大程度解决眩光问题。如何做到这点呢？依靠的就是镜片镀膜工艺和镜头筒的消光了。

用光波动理论可以得出，如果在玻璃和空气之间增加一些折射率不同的薄膜，由于光的干涉作用，透光量可以大大增加，透光量增加了也就直接意味着反射量降低了。

既然镜片做到了尽可能的不反光，接下来镜头筒也要跟上。所以各个品牌会用消光漆或者植绒的方式对镜头内部进行消光处理，这样才能够保证镜头有足够好的抗眩光表现。

当然还有个非常“苹果”的解决办法就是不拍逆光画面了。但摄影就是用光的艺术，不拍逆光和咸鱼有什么区别呢？

目前都有哪些镀膜工艺？

镀膜工艺可以大致分三个阶段。最先出现的是单层镀膜，1935年蔡司发明了世界上最早的单层镀膜技术，是一种使用化学方法加工的130 nm厚的氟化物。

之后在1971年，宾得将SMC超级多层镀膜实现了商品化，具备7层防反射膜。而之后推出的富士EBC电子束镀膜更是将层数加大到了14层。

如今镀膜技术又有了进步，日系厂商通过在镜片表面蒸镀小于可见光波长的纳米级楔形结构，控制入射光线折射率。尼康称之为纳米结晶镀膜，索尼称之为纳米AR镀膜，佳能称之为SWC镀膜。

目前主流的镀膜解决方案就是多层镀膜+纳米结晶镀膜一起使用，以做到尽可能的优秀效果。

目前各家抗眩光表现如何？

我认为点状眩光并不是很影响最终的表现力，而降低反差的雾化眩光几乎已经很难发现了。我用下来的感觉是尼康，索尼，腾龙，宾得在实际拍摄中效果是有着明显领先的，而其他日系品牌的大部分镜头也没有抗眩光问题。

使用腾龙18-400mmF/3.5-6.3 Di II VC HLD拍摄

而国产相机镜头在这几年里奋起直追，老蛙镜头虽然在几年前还逆光死，但现在的产品已经有了不错的抗眩光表现，永诺也给过我非常好的印象。

使用老蛙FFⅡ11mm F4.5 C-Dreamer拍摄

国产手机领域内卷激烈，目前最新产品都有了不错的抗眩光表现，值得肯定。

文章的最后我想聊聊我对大疆御3眩光问题的看法。首先大疆本身在抗眩光这个问题上做的一直都不是很好，从上面提到的精灵4Pro到御3，从X7云台配套的16mm定焦到50mm定焦，都有眩光问题。目前已经有可以做出优秀镀膜工艺的国产供应链厂商了，大疆没有做好属实可惜，

使用大疆御3拍摄

但大疆的眩光往往都是点状眩光，确实在前期更加容易进行规避，在部分拍摄中可以有更好的表现力，如果未来有特殊的附加镜片说不定能拍摄出更加具备电影感的画面。如果大疆能像老蛙那样知耻而后勇，我认为还是值得用户去相信的。

厂区数字视频监控系统设计方案

前言：

发一篇数字视频监控系统方案，适合新手学习！

正文：

一、项目概述

厂区监控主要应用于厂区道路监控，厂区办公区域监控。本项目中监控产品的应用主要考虑厂区周界、主要出入口、办公楼走廊、电梯的安全防范工作，通过安防监控系统和厂区安保人员共同保证厂区的安全。

二、项目需求

此工程监控项目建设一套网络视频监控系统，监控中心位于一层监控室。主要对厂区出入口、厂区道路、办公楼走廊、电梯以及室外周界等重要保护区域进行实时的视频监控，预防各类案件的发生，并对各个监控区域进行全程的录像，为日后的事件取证提供一个有力的依据。录像的分辨率要求标清和高清并存，录像资料需保存30天。

2.1设计思路

本方案主要设计思路如下：

n采用全数字网络方案设计，前端监控设备网络高清摄像机，其中主要出入口采用网络标清枪式摄像机，楼层走廊及电梯区域采用网络标清半球摄像机，室外采用网络标清室外快球摄像机，周界采用网络高清红外一体化摄像机；

n采用集中存储的方式，录像资料统一保存在监控中心专用存储设备中；

n采用24小时实时录像方式，录像资料可以保存30天；

n监控中心部署电视墙，对重要区域在不同的屏幕上显示，视频上墙采用软解码的方式；

n通过网络软件管理平台实现对整个视频监控系统的进行统一管理；

2.2设计依据

按国家或地方批准发布的相关法令、法规，并遵循下述标准设计网络视频监控系统。

n安全防范工程技术规范（GB50348-2004）

n视频安防监控系统工程设计规范（GB50395-2007）

n民用闭路监视电视系统工程技术规范 （GB50198-1994）

n视频入侵报警器（GB15207-1994）

n报警图像信号有线传输装置（GB/T16677-96）

n安全防范工程程序与要求（GA/T 75-1994）

n视频安防监控系统技术要求（GA/T 367-2001）

n安全防范工程费用概预算编制办法（GA/T 70-1994）

n民用建筑电气设计规范（JGT/T16-92）

n工业电视系统工程设计规范（GBJ115-87）

2.3设计原则

由于要建立一套视频监控与管理综合的应用系统，在此工程网络视频监控系统中，将采取完全基于IP网络视频监控管理方案，在系统规划设计中注意了以下一些问题：

1）注重性价比

IP网络视频监控管理方案的前端采用标准化、可扩展、可升级的硬件设备，可一次投入，反复利用。由于采用了通用的TCP/IP协议进行传输，前端设备除了用于视频采集应用外，还可以为其它的应用系统提供标准的网络视频信息，实现一物多用，从而使总体系统具有很高的性能价格比。

2）管理灵活与严谨并重

系统采取集中管理与控制，提供分布式多级远程集中管理、控制管理机制，以数字中控矩阵服务器为核心，支持C/S运行模式，有效的进行扁平化、多层次的权限管理，彻底解决管理机构复杂，多人多层次权限控制的问题。通过网络传输，用户可以通过视频监控管理工作站，可以实现对已授权的视频信息进行实时观看或回放图像，并可进行远程PTZ控制。

3）可用性和可靠性

系统所选设备均是先进、成熟、可靠的产品，用户操作管理简单，易学易用。产品不仅可靠，并且实现了对传输线路及自身的问题进行监测并报警通知用户。数字化的前端设备，可进行远程的配置和重启；智能化的应用模块均具有系统自愈功能，大大提高了系统的可用性和可靠性。

4）系统的标准化和开放性

数字网络视频监控系统要求实现在音视频应用系统上的图像、声音、数据传输和共享。本系统采用的硬件产品均遵循网络协议和传输标准的要求。整个系统每一个环节都十分重视系统的开放性，从各职能以及各显示终端，其网络协议都采用标准的TCP／IP协议。

5）系统可扩展性

从前端设备、功能模块到软件系统的规划，整个系统的各个部分都非常重视其扩容和升级能力。

此工程监控项目网络视频监控系统的视频前端设备使用模块化的IP智能采集单元，只要有网络的环境，可随处增加视频采集点，为将来扩容留下了充分的余地。

在系统服务器的配置中，以实践经验为主导，以客户利益为立场，“没有最好，只有最合适”，提出了有特色的高性价比设备配置方案，以保证系统持久的生命力

。系统还为新的数字设备和压缩格式预留有接口，使系统的升级、扩展能更贴合用户的实际需求。

三、系统架构

3.1系统架构概述

网络视频监控系统由前端数据采集层、数据传输层、控制管理层、视频应用层四个部分组成。数据采集层由网络摄像机或模拟摄像机+编码器的方式组成，主要负责获取视频图像。数据传输层由网络交换机及传输线缆组成，其中网络交换机负责数据交换。控制管理层由集中管理服务器与视频监控管理工作站组成，通过对视频监控管理工作站设置不同的权限，实现对不同权限的用户管理。视频应用层由存储转发服务器、解码服务器组成，主要负责制图像转发、存储及视频输出。

3.2系统拓扑图

根据客户需求和此工程监控项目网络环境，网络视频监控系统由前端摄像机采集系统以及后端监控中心管理系统组成。如下图：

监控中心是整个管理系统的核心部分，负责对于事件进行最高权限的处理，前端采集的信息通过专用网络上传至监控中心，监控中心通过配备了大容量、高安全性的存储服务器进行信息存储，采用集中式存储，支持丰富的存储策略，信息更加安全。支持丰富的显示策略，可设置多种图像的组合方式，可以即时显示系统中任意一路监控图像。

四、前端系统设计

4.1监控点设计

监控点部署依据

摄像机的部署严格遵循系统设计的实用性、可靠性等原则，主要对以下区域进行实进监视：

n主要进出口

²在进出口，监控人员进出情况及室外环境监控

n电梯间

²电梯轿厢作为重要出入口，主要监控进出人员及所去的楼层号，对预防犯罪和犯罪取证有着至关重要的作用。

n在各楼梯口、电梯厅、楼层走廊

²主要对进出人员实时监控

n厂区道路及室外周界

²厂区道路监控，周界围墙监控。

摄像机选型

前端设备以网络摄像机为主，其中室外摄像机配有自动光圈镜头、支架、护罩立杆、防雷等部件，主要负责各个监控点现场视频信号的采集，并将信号传至监控中心。

前端摄像机是整个安全防范系统的原始信号源，摄像部分的好坏及它产生图像信号的质量将影响整个系统的质量。监控的区域不同，采用的摄像机也不同。在视频监控系统中，前端摄像机的选型原则如下：

n室外及周界

²摄像机主要针对大场景区域，由于摄像机处于逆光环境下，为了避免图像受光线影响变得过亮或者过暗，采用宽动态的快球摄像机可以看清进出人员的面貌及室外的场景。周界因光线比较暗故采用高清红外一体化摄像机

n在各楼梯口、楼层走廊

²考虑到此处人流量较大及现场美观，因此在采用半球摄像机，配以小焦距镜头可获取良好的视频图像，根据走廊特点采用3mm定焦镜头。

n厂区道路

²考虑夜晚光线问题，设计采用彩转黑半球摄像机，白天彩色监视，夜晚借助其它灯光转为黑白监视，实现24小时实时监视。镜头采用2.8-8.2mm光学变焦镜头，根据现场不同的监控范围调整镜头焦距。

五、监控中心设计

5.1监控中心架构

监控中心视频监控系统主要由集中管理服务器、网络存储服务器、电视墙服务器、网络平台管理软件、存储系统、视频监控管理工作站组成。

存储服务器是整个监控系统的核心，通过平台管理软件控制管理整个系统的正常运行，提供各部分功能服务；集中管理服器对存储服务器的配置管理，存储每台网络存储服务器的配置信息；电视墙服务器将前端网络视频图像解码，解码后的图像进入电视墙上的监视器上或大屏显示系统上，用于实时显示视频图像；视频监控管理工作站是用户操作的终端系统，通过操作视频监控管理工作站实现用户需要的功能；存储系统实现对前端网络视频信号的集中存储。

5.2电视墙的设计

电视墙布局

监控中心设有一套电视墙，可通过视频监控管理工作站对电视墙上的视频进行任意切换显示；一台视频监控管理工作站可对全局电视墙进行统一切换控制、统一调度；支持单路切换/全视图整体切换，满足客户快速切换需求；通过电视墙可直观的观看现场所有监控图像，管理人员对于日常信息进行快速反应，使管理更加层次化，简单化。

5.3存储规划设计

存储架构

本方案采用集中存储的方式，将前端网络摄像机24小时实时录像存入网络存储服务器中或磁盘阵列中，存储架构如下图：

存储特点

n低成本实现监控数据的集中化存储和统一管理，可靠而稳定。

n录像数据查询效率高，可以实时地调出需要的数据。

n支持RAID技术，保障了存储数据的安全性。

n采用虚拟阵列存储的方法，使得存储能自动均匀分到各个磁盘中，写入速度成倍增长；

存储计算方式

每路摄像机24小时实时录像、存储1天的计算公式为：

容量（GB）＝路数×码流（Mbps）×3600秒×24小时÷8÷1024

n对于高清网络摄像机存储计算方式

²单路高清摄像机存储容量

按4Mbps码流计算，24小时实时录像，单路摄像机存储1天的数据容量计算公式为：

单路高清存储容量＝1路×4Mbps×3600秒×24小时÷8÷1024

≈42.2GB

²单路标清摄像机存储容量

按2Mbps码流计算，24小时实时录像，单路摄像机存储1天的数据容量计算公式为：

单路高清存储容量＝1路×2Mbps×3600秒×24小时÷8÷1024

≈21.1GB

²图像分配及存储容量

项目中共有15路高清视频，145路标清视频。其中采用1台网络存储转发服务器最多可以接入管理64路标清/32路高清视频图像，接入摄像机数量规划为：15路高清和30路标清视频图像，另采用一台网络存储转发服务器最多可接入管理128路标清/64路高清视频图像，接入摄像机数量规划为： 115路标清视频图像.所有录像资料需要保存30天，所需存储容量为：

接入第一台存储转发服务器（接入管理64路标清/32路高清视频图像）前端设备所需存储容量：

高清存储容量（TB）＝路数×单路存储容量×保存天数÷1024

＝15路×42.2GB×30÷1024

≈18.5TB

标清存储容量（TB）＝路数×单路存储容量×保存天数÷1024

＝30路×21.1GB×30÷1024

≈18.5TB

接入第二台存储转发服务器（接入管理128路标清/64路高清视频图像）前端设备所需存储容量：

标清存储容量（TB）＝路数×单路存储容量×保存天数÷1024

＝115路×21.1GB×30÷1024

≈71TB

²考虑安全及冗余措施

存储容量共108TB的存储容，考虑硬盘格式化损失10%；考虑10%-20%的存储冗余，按20%来冗余来计算，所需存储容量为：

存储容量（TB）＝（18.5TB+18.5TB+71TB）÷90%÷80%

≈150TB

存储设备配置

共有15路高清摄像机及145路标清采用2台网络存储转发服务器，一台存储服务器负责15路高清及30路标清视频图像的存储及转发，另一台存储转发服务器负责115路标清视频图像的存储及转发。共需磁盘总容量为150TB，故需2T硬盘75块，一台磁盘阵列有16个盘位（每个盘位支持2T容量的硬盘），共需75÷16≈5台磁盘阵列；考虑做RAID5每台存储服务器损失1块硬盘，故损失5台×1=5块硬盘，综上硬盘总数量需要75+5=80块。

n系统所需存储转发服务器台数为：2台；

n系统所需总存储容量为：80块2TB硬盘；

5.4网络规划及设备

网络规划概述

建议为监控系统建立一个专用局域网。每层摄像机视频信号通过百兆链路直接接入每层弱电间里的交换机。接入层交换机通过千兆上连到监控中心的交接机。网络存储服务器、集中管理服务器、电视墙服务器分别以千兆链路与中心交换机相连。

薛哥总结：

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如果您在学习弱电行业知识的时遇到问题，不能解决的时候，可以咨询我！我愿意为那些刚入行的人提供一点帮助。我的微信号：81113907

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