针孔相机模型理论

在我们的日常生活中，已经习惯于用手机去记录生活中的照片，那么从我们按下拍照按钮的那一刻起，被拍摄的物体是如何成为我们手机的照片呢？那我们就需要从成像模型开始说起。

我们知道任何一个事物或者过程其实都可以抽象理论化，那么相机拍摄照片的过程中，理论上也应该可以用一个数学模型来进行过程的描述，其中最简单的就是针孔相机模型。

我们来看下面一幅图,这个图片就将一个相机的框架用最简单的方式描述了出来，我们初中都学过光学知识，知道来自物体反射的光线，经过透镜汇聚在透镜后的一个点，即可成像，相机的原理也是如此，来自被拍摄物体的光线，经过相机镜头的折射，汇聚在透镜后的成像面上，即可成像，在下图中，O点代表着镜头位置，光线通过O点，投射在红色实线(成像面，在相机中即为CMOS感光芯片)，即可汇聚成图像，那么我们假设将红色实线的成像面绕着点O镜像旋转180度，即可得到一个虚拟成像面，其光线汇聚的位置为p’，注意，此处的的p’，可以是由穿过OP’该条射线上的任意位置成像而成，即实际物体的位置可能在Q3,Q2,Q1，Q0的位置，这就是一个最简单的针孔相机的原理，在实际的图像处理过程中，我们还要将相机镜头畸变，CMOS感光芯片与镜头光轴不在同一水平线这些因素考虑进来，需要看具体的要求来应用实际使用的模型。