为3D建模师而写的‘相机光圈’快速入门

有些照片排出了有“深度”的感觉,而有些照片则看起来比较平面化,这是为什么呢?其实,很大程度上是取决于背景模糊的感觉,而背景模糊则是由相机的光圈控制的。光圈通常用数值f-stop表示,而在电影摄影机上也可能用t-stop表示。

A beginners guide to camera aperture - design, equipment, chosen - 为3D建模师而写的‘相机光圈’快速入门

对光圈的理解可以增加你的3D场景创建水平,在近大远小这个基本的原理之外,让你的场景看上去更真实。一旦你理解了光圈的基本规则,对很多场景的创造就会更得心应手。

光圈是由许多叶片组成的,它们的开合可以决定遮挡光线的多少。在工作原理上,光圈和虹膜是类似的。

当光圈开大,进入的光线就会变多,从而让景深减小。而改变景深,我们就可以模糊掉不需要的元素,越浅的景深就意味着除了聚焦对象之外的东西越模糊,而深景深则会让一切都比较清晰。

在讨论镜头这方面的功能时,我们经常用到的词是“背景虚化”。尤其对于广角镜头来说,越好的镜头对背景虚化的表现效果就越好。对于在VFX领域从事CGI工作的人来说,理解现实世界中现存镜头的背景虚化是非常重要的,许多镜头的背景虚化效果都很独特。而另外,相机的传感器尺寸也会影响光圈的表现,智能手机上的50mm最大光圈为f-1.8的镜头,拍摄表现将和同样数值的相机镜头完全不同。

说了这么多,我想说的是理解光圈不仅对于摄影师很重要,对于从事CG等工作的3D建模师来说也必须有一定程度的理解。下面,我们就开始讲解一些基本知识。

01 什么是f-stop?

What is an f stop - design, equipment, chosen - 为3D建模师而写的‘相机光圈’快速入门

f-stop即光圈的数值,代表了叶片遮挡镜头产生的光圈大小。光圈的数值越低,光圈实际就越大,进入的光线也就更多。举例来说,在上图左侧的镜头中,光圈开到了最低的f-2.2,你可以看到整个镜头都是敞开的。而右侧则开到了最高的f-16,镜头很大一部分都被叶片遮挡了,因此大量的光线都被光圈阻挡,进入镜头的只是很少一部分。

02 不同的f-stop的表现如何?

What f stop differences show - design, equipment, chosen - 为3D建模师而写的‘相机光圈’快速入门

如今很多3D建模软件都可以模拟不同的光圈数值,你需要找到用于场景捕捉的摄像机,很大概率可以看到这个数值(或许需要手动开启)。上图的渲染结果表现了f-2.2和f-16的差异,可以看到在f-2.2的光圈下,除了对焦的部分虚化是很严重的,而在f-16的光圈下一切都比较清晰。

03 理解背景虚化

Understanding bokeh - design, equipment, chosen - 为3D建模师而写的‘相机光圈’快速入门

背景虚化,从原理上来说是镜头渲染非对焦段元素的方式。不同品牌、不同类型的镜头背景虚化效果都不同,但影响背景虚化的核心还是光圈的大小。照明元素非常适合被这种效果虚化,你可以得到一片高光并更好地表现所需的细节。在制作3D建模时,背景的光源可以被渲染为自定义形状,以增加渲染出图的效果。

04 制造现实世界的镜头感

Match real world cameras - design, equipment, chosen - 为3D建模师而写的‘相机光圈’快速入门

制作CG时,最经常出现的错误就是错误地进行背景虚化,所谓的错误指的是在现实世界中,同样的场景下是不应该甚至不可能出现虚化的,没有任何一款镜头有可能做到这样的效果。犯了这种错误的CG会有一种微妙的违和感,尽管你可能无法指出来。在上图的例子中,左侧的图虚化了背景的城市,但实际上如果真的汽车,和镜头的距离将比较远,此时这种虚化是不可能出现的,背景的城市应该像右侧一样基本是清晰的。如果错误地进行虚化,感觉汽车就成了玩具模型,因为和背景的实际距离变短了。

A beginner’s guide to camera aperture

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卡米雷特

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