相机测距原理

基础概念的回顾

焦距的定义

焦距是指透镜或镜头的光学中心（通常是透镜的几何中心）到其焦点的距离。

焦点是光线的交点，它指的是透镜或镜头聚焦所有入射光线后汇聚的位置。焦点的位置与透镜的曲率和光线的入射角度相关。就是说所有光线经过凸透镜折射都会经过的一点叫焦点。

凸透镜成像的基本规律

平行于凸透镜光轴的光线经过凸透镜折射后会经过光轴上距离光心距离为焦距的一点（任何从凸透镜焦点出发的光线，经过凸透镜后，都会被折射成与光轴平行的光线）
经过凸透镜光轴上距离光心距离为焦距的一条光线经过凸透镜折射后会平行于光轴

视野范围的定义

视野范围是指通过光学系统观察时所能看到的实际区域的大小。它可以从多个角度来定义：

角视野（Angular Field of View）：指光学系统能看到的角度范围。
线性视野（Linear Field of View）：指在特定距离上，光学系统所能看到的实际区域的宽度或高度。

放大倍率的定义

放大倍率是指成像系统所提供的图像大小与实际物体大小之间的比率。在显微镜、望远镜等设备中，放大倍率通常是一个重要的参数。
放大倍率的计算方式通常如下：

M= 图像的大小 / 物体的大小

镜头的分类

广角镜头： 焦距较短，一般小于35mm，适合拍摄广阔的场景。
长焦镜头： 焦距较长，一般大于100mm，用于远距离拍摄。

解释一下为什么这样，如图：

左侧为被拍摄的场景，右侧为相机成像部分。当你想成像大小不变，同时能拍到更远的物体时，也就是左侧的光源要再往左移动，且右侧光线汇聚点到光轴距离不变，此时显而易见直射凸透镜光心的光线与光轴夹角变小，要想成像大小不变，焦点必须右移，即焦距必须变大。所以说长焦镜头适合远距离拍摄。

那为什么焦距越短拍得越广呢？
先说一下什么叫拍得广，在物距不变时，在等物距平面内，焦距越小，就能把该平面内的更多光线捕捉。物距不变，传感器大小不变，你就会发现等物距平面内同一光源经过凸透镜折射，其在传感器的位置距离光轴越近，也就是说，传感器大小不变的情况下，焦距越小，你能拍到的同一物距平面的光源越广（即距离光轴更远的点也能拍到）。

焦距、视野范围、放大倍率

焦距短的透镜或镜头：

较宽的视野范围：短焦距的镜头具有更广的视场角，因此适合拍摄较大范围的场景或近距离观察物体。
较低的放大倍率：短焦距镜头不能将远处的物体放大，所以放大倍率较低，适合拍摄大范围景物或近距离物体的整体外观。
适合近距离观察大范围物体：例如，广角镜头和显微镜中的某些部分使用的是短焦距透镜。

焦距长的透镜或镜头：

较小的视野范围：长焦距镜头的视场角较小，因此只能看到较小的区域，通常用于远距离拍摄。
较高的放大倍率：长焦距镜头能够将远处的物体放大，因此它的放大倍率较高，适合远距离观察和细节放大。
适合远距离观察物体：例如，望远镜、长焦镜头等，使用的是长焦距透镜来观察遥远的物体。

单目相机测距