工业镜头畸变校正用Photoshop如何校正建筑物镜头畸变|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

用Photoshop如何校正建筑物镜头畸变

翻译:RD

编辑:乔枫伟

只要是镜头，就有瑕疵。畸变、暗角、色散，有的镜头在某一两个方面稍微弱一点，有的镜头哪一方面都谈不上理想。也许在平时的拍摄中看不出问题，但面对建筑摄影时，所有这些缺点就立刻无处藏身。

干净的线条、规则的图案、有力的构图以及其他建筑物特点都会对镜头造成极大的挑战。

套头很难精确还原建筑物中的水平与垂直线条，尤其在建筑摄影最常使用的广角端。镜头的枕状或桶状畸变会让原本平直的建筑物线条变得弯曲，这一点在例图的建筑物台阶部分表现得非常明显。定焦镜头光学特性围绕固定焦距设计，能有效减少由于镜头光学缺陷造成的畸变。移轴镜头是一个更好的悬着，除了没有镜头畸变之外，还能通过调整镜头改善透视畸变问题。但昂贵的价格却使得不少摄影爱好者望而却步。

烧器材并非唯一解决问题的方法。Photoshop同样为我们提供了一系列针对镜头问题设计的工具，我们可以从AdobeCameraRaw开始解决镜头的变形等各方面问题，然后进入Photoshop主界面，使用变换命令精确解决画面的透视畸变。但为了得到最终的调整结果，我们还需要有选择性地裁切或修复部分边角空白。

方法 01

ACR与Photoshop的镜头校正

1.在ACR中打开文件

启动Photoshop，打开一张仰拍建筑的图片，最好是RAW文件，因为它会自动在Adobe Camera Raw编辑器中打开。使用基本面板中的滑块调整画面影调，将曝光设置为+0.50，对比度+26，清晰度+20，自然饱和度+10。

2.蓝进黄退

在上方工具栏中的目标调整工具图标上长按鼠标左键，从弹出菜单中选择饱和度选项。在建筑物上单击鼠标并向左拖动，观察右侧饱和度面板中黄色滑块的数值，将其降至-40左右。在天空上单击鼠标并向右拖动，提高蓝色的饱和度。

3.减少噪点

双击放大镜图标，将画面显示比例设置为100%。进入细节面板，将锐化部分的数量设置为39，半径1，细节33，蒙版40。再将减少杂色部分的明亮度设置为29，明亮度细节50，明亮度对比31，颜色30，颜色细节50。

4.校正畸变

进入镜头校正面板，首先打开配置文件面板，勾选启用镜头配置文件校正选项。下方各下拉菜单将自动更具文件的EXIF信息调整设置。没有进行自动设置的情况下，可依次按照品牌、机型与配置文件的次序选择镜头。本照片使用尼康18-70镜头拍摄。

5.检查校正结果

自动校正能校正镜头的结果不可能完美。工具栏中的拉直工具可以帮助我们检查调整结果。选择工具，沿着台阶上沿拉一条直线，可以发现上沿并未与直线完全吻合，证明画面还存在少量畸变。使用ESC键撤销结果。

6.减少比例

自动晕影调整使得画面四角变得太过明亮了一些，我们需要减少自动校正的比例来解决这个问题。在下方校正量部分，将扭曲度的值设置为75，晕影设置为60，然后进入手动子面板，将下方的缩放值设置为97。

7.校正色差

将预览画面移动至画面左侧的建筑边缘位置，将手动面板下方的去边选项设置为高光边缘，观察画面边缘的变化。使用键盘上的上下方向键可以在关闭、高光边缘和所有边缘之间切换，大家可以根据画面表现选择自己认为最理想的设置。

8.打开为智能对象

按住Shift键，这时你会发现界面右下方的打开图像按钮变成了打开对象按钮。单击该按钮，文件将作为智能对象在Photoshop主界面中打开。我们随时可以通过双击图层面板中的智能对象缩略图重新返回ACR对文件进行调整。

9.参考与旋转

使用快捷键Ctrl+R显示标尺。在上方标尺上按住鼠标左键并向下拖动，在画面水平线位置上创建一条参考线。执行“编辑>变换>旋转”命令，将鼠标移动至调整框外拖动以旋转画面。当台阶上方与参考线平齐的时候，单击回车键应用调整。

10.垂直校正

从左侧的垂直标尺上向外拖动鼠标，在画面左右两侧各创建一条垂直参考线。执行“编辑>自由变换”命令，按住Ctrl键向外拖动左右上角的调整点，使旗杆与参考线吻合，以此为标准校正画面的透视变形。

11.拉伸建筑

将鼠标移动至上方边框中间的调整点上，向上拖动边框拉伸建筑。在这个过程中我们还需要继续按住Ctrl键调整左右上角的调整点对旗杆进行微调。调整结束后单击回车键应用调整。

12.选择天空

执行“图像>显示全部”命令自动调整画布大小，显示整个图层。从工具栏中选择矩形选框工具选择天空与旗杆。单击右键，从弹出菜单中选择羽化命令。在弹出的对话框中将羽化半径设置为20像素。

13.压缩旗杆

使用快捷键Ctrl+J将选择区域复制为新的图层，然后使用快捷键Ctrl+T进入自由变换模式。向下拖动上方的自由变换控件边框，压缩天空与旗杆的高度，使其与画面其余部分比例相匹配。对调整结果满意后，敲击回车键应用调整。

14.裁切边缘

执行“视图>显示>参考线”将其隐藏。选择裁切工具，在上方选项栏中将款设置为15英寸，长设置为10英寸。在画面中拖动并创建裁切选框，将大部分空白边缘排除在选框外。以左右天使雕像作为选框的终点，不用担心左右下角的少数空白。

15.复制台阶

放大画面，从工具栏中选择多边形套索工具，在画面中选择一截台阶。单击右键选择羽化命令，将羽化半径设置为10像素，单击确定。选择下方背景图层，使用快捷键Ctrl+J复制台阶，使用移动工具将台阶移动至合适的画面位置上。

16.仿制与修复

单击图层面板下方的新建图层按钮，将新图层拖动至图层面板顶端。选择仿制图章工具，将其不透明度设置为100%，样本设置为所有图层。按住Alt键对建筑物外墙取样，以此来修补画面角落。选择污点修复画笔，同样将样本设置为所有图层，清楚天空污点。

方法 02

自适应广角工具

Photoshop中为了解决广角镜头的畸变与透视形变问题，加入了更加易于操作的自适应广角工具。和ACR与Photoshop中的镜头校正命令一样，自适应广角工具也能自动根据照片的EXIF信息判断镜头参数，我们也可以根据自己的需要手动指定镜头焦距。工具对话框中，我们可以指定画面中的所有直线线条，因此非常适合用来校正建筑摄影中的畸变问题。另外，在按住Shift键的情况下拖动调整线上的圆圈，还能将线条角度校正至完美的水平与垂直，大大简化了我们的操作。

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镜头畸变现象及其校正方法

相机的成像过程实质上是空间坐标系的转换。首先空间中的点由 "世界坐标系" 转换到 "像机坐标系"，然后再将其投影到物体成像平面 ( 图像物理坐标系 ) ，最后再将成像平面上的数据转换到图像像素坐标系。但是由于透镜制造精度以及组装工艺的偏差会引入畸变，导致原始图像的失真。

一般来说，镜头畸变实际上是光学透镜固有的透视失真而产生的不规则的折射，也就是因为光学透视造成的失真，这种失真对于相机的成像质量是非常不利的，但因为这是透镜的固有特性，所以无法全部消除，只能优化改善。

高档镜头的光学设计以及生产用料考究，利用光学镜片组的优化设计、选用高质量、高档次的玻璃来制造光学镜片，可以将透视变形降到很低的程度。但是完全消除畸变是不可能的，目前最好质量的镜头在极其严格的条件下测试，镜头的边缘也会产生不同程度的变形和失真。

产生这种失真现象的原因其实就是光学透视，是正常的透视。众所周知，眼睛感觉远近的一种方法就是利用物体的相对大小来感知，也就是"近大远小"。透视的另一种表现，即距离物体越近，光学透视效果越强烈。透视的这两方面特征同样适用于所有的镜头，即：

1．被摄体越远，显得越小；

2．镜头离被摄体越远，被摄体外观上的大小变化越小。

镜头畸变的分类

枕型畸变

枕形畸变（Pincushion Distortion），又称枕形失真，它是由镜头引起的画面向中间"收缩"的现象。我们在使用长焦镜头或使用变焦镜头的长焦端时，最容易察觉枕形失真现象。特别是在使用焦距转换器后，枕形失真便很容易发生。当画面中有直线的时候，枕形失真最容易被察觉。

枕形畸变

桶形畸变

桶形畸变（Barrel Distortion），又称桶形失真，是由镜头中透镜物理性能以及镜片组结构引起的成像画面呈桶形膨胀状的失真现象。失真是由于光线的倾斜度大引起的，与球差和像散不同，失真不破坏光束的同心性，从而不影响像的清晰度。失真表现在像平面内图形的各部分与原物不成比例，畸变的情况与光阑的位置有关。

桶形畸变(桶形失真)

线性畸变

线性畸变（linear distortion），又叫线性失真。由于向上倾斜了照相机，镜头所瞄准的方向导致物体目标的两侧以不相同的角度汇聚产生畸变，即它们朝向中心汇聚并产生了正常的纵深透视，这种失真现象被称为线性畸变。

线性畸变

镜头畸变的产生

对于理想光学系统，在一对共轭的物像平面上，放大率是常数。但是对于实际的光学系统，仅当视场较小时具有这一性质，而当视场较大或很大时，像的放大率就要随着视场而异，这样就会使像相对于物体失去相似性。这种使像变形的成像缺陷称为畸变。

畸变定义为实际像高y ' 与理想像高y0 ' 之差y ' -y0 ' ，而在实际应用中经常将其与理想像高y0 ' 之比的百分数来表示畸变，称为相对畸变。

有畸变的光学系统，若对等间距的同心圆物面成像，其像将是非等间距的同心圆。当系统具有正畸变时，实际像高y ' 随视场的增大比理想像高y0 ' 增大得快，即放大倍率随视场的增大而增大，则同心圆的间距自内向外逐渐增大；反之，当为负畸变时，圆的间距自内向外逐渐减小。若物面为如下图所示的正方形网格，那么，由正畸变的光学系统所成的像呈枕形；由负畸变光学系统所成的像呈桶形。

畸变在光学系统中只引起像的变形，对像的清晰度并无影响。因此，对于一般的光学系统，只要感觉不出它所成像的变形，这种成像缺陷就无妨碍。但是对于某些要利用像来测定物体大小尺寸的应用，畸变的影响就非常重要了，它直接影响测量精度，必须予以严格校正。

矫正图像畸变的方法：

1、硬件纠正：远心镜头、双远心镜头，可以纠正传统工业镜头的畸变问题。

2、软件纠正：畸变校正算法，可通过软件校正，使整幅图片任何区域因镜头畸变而产生的测量偏差最小化。

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