对透视形变的新理解

最近没啥单子，随便在公司里拿些东西学拍商片的时候突然顿悟了。

之前我不是写了篇文章说透视与焦距有一定的关系，只是在不同领域的用处不同吗？但那只是浮于表面的理解。

例子

你可以随意拿起身边的一支水瓶，凑到眼前观察，当它离你的距离很近的时候，你会发现圆柱形的水瓶底部是一条曲线，没错吧？

现在，把它放到桌子上，慢慢地远离它，你会发现那条底部的曲线正在随着你与它的距离变远而逐渐拉直！

所以在自然界的光学法则里，物体在视野范围内的透视形变其实只和你(相机)与它(被摄物)之间的物理距离有关系。

变焦究竟是为了什么

那这时候可能会有人存在疑问，不对啊，我改变相机焦距的时候，整个画面其实是在被压缩的，应该焦距是可以改变透视的啊？

这其实是一种广泛存在的误解。改变焦段，它的真实意义是改变画面的裁切范围。人眼单眼的裁切范围接近于50mm焦段，如果这个裁切范围缩小差不多25％，那么裁切范围所对应的焦段可能就是70-80mm左右。以此类推，200mm这样的长焦焦段相对于50mm的焦段来说，裁切范围可能就只占很小一块。

那么，既然变焦是为了改变画面的裁切范围，为什么不用定焦镜头拍摄完后期二次构图裁切，而是要选择用变焦的方式去改变裁切呢？

这是因为，变焦是在光学上进行裁切，无论裁切范围有多小，最终打到cmos上的漫反射光粒子数量也不会减少，得到的画面也还是那个像素量，不会有画质损失。而后期的二次构图是在舍弃画面质量的前提下对画面进行裁切，无法保证画质清晰这一基本要求。因此，那些拍鸟的老法师就算用的是像素比较拉胯的6d，也能用600定800定这类超长焦镜头的极限裁切得到远处鸟儿清晰的形象。

不可否认的是，变焦还有一个光学意义，那就是改变景深过渡的软硬程度。但这属于景深三要素方面的范畴，此处不讨论，只视其为改变裁切范围。

广角镜头的晕眩感

在这里，我们先不严谨地定义几个名词：正裁切，负裁切，距离段。这些名词将在下文中被解释。

以人类单眼焦段(50mm)为基准来看待的话，800mm这样的长焦镜头属于正裁切，因为我们能从现有的视野内找到它的范围大小。而16mm这样的广角/短焦焦段可以被定义为负裁切，因为它的裁切范围已经远远超过了我们的视野范围，我们无法用肉眼直接观察它的裁切情况，而必须借助光学器械。

要将透视形变的程度用距离段划分的话，16mm画面中离镜头最近的这些物体在世界坐标系中的位置，相对观察者所在的位置而言就是我们人眼所无法看到的距离段。如果说正裁切距离段的物体会被逐渐压缩，那么负裁切距离段的物体就理所当然地会被拉长。

我们的大脑从来都没有见过被拉长成这样的物体，因此会第一时间注意到它们。但大脑不只会留意视野中单独的一个东西，它会将整个画面中形变最大的那些物体与自己曾经最常见过的、形变最大的物体去做比较。当它发现自己现在看到的画面与以前正常生活时看到的画面极度不匹配时，就会判断自己是中毒了，便马上激发人类最原始的应激反应：呕吐，把毒物全部吐出来。

这就是为什么有些广角视角的游戏和视频会让部分人看着头晕——因为这样的裁切范围不符合他们作为人类的观察习惯，尽管它看起来很有冲击力，很酷炫。

但是需要注意，不仅是负裁切不符合人类观察习惯，明显的正裁切也会让人觉得奇怪，类比一下就是在眼睛上面套了个望远镜然后正常生活，是没有人能进行得下去的。

经过上面的梳理，我们最后再对透视与变焦的本质进行一次总结：透视只与相机和被摄物之间的距离有关系，变焦只改变裁切。