Camera Model
Pinhole Camera Model
아래 그림과 같이 barrier 사이에 aperture(구멍)을 두고, 3d 객체의 점에서 출발한 빛의 ray가 그 구멍을 통과하여 film을 때리는 형태의 모델을 Pinhole Camera Model이라 한다. 이때 barrier의 aperture를 카메라의 중심 또는 pinhole 이라 부른다.
Optical Axis
pinhole camera 모델에서 pinhole 에서 film에 수직으로 내린 점 까지의 거리를 focal length(초점 거리)라 한다. 이때 와 에 의해 정의되는 직선을 카메라 시스템의 Optical Axis라 한다.
Pinhole의 크기
Pinhole은 현실적으로 물리적 크기를 가지며, 이 구멍의 크기가 커질 수록 구멍을 통과하는 빛의 ray도 늘어나서 결과적으로 blurring 된 이미지가 되며, 구멍의 크기를 줄이면 통과하는 빛의 ray가 줄어서 이미지가 선명해지지만 빛의 양이 줄어드므로 이미지가 전체적으로 어두워진다.
그렇다면 이미지를 선명하게 하면서도 밝게 만들려면 어떻게 해야 할까? Lens가 바로 이에 대한 해결책이다.
Lens, Depth of Field, Focal Length
Lens는 현실의 3d 점에서 출발한 여러 빛의 ray를 굴절 시켜 한 점으로 모으는 역할을 한다. 그러나 이것은 객체가 lens에 대해 ‘in focus’인 경우에만 성립한다. 만일 초점이 맞지 않는 점에서 출발한 빛은 blurred 또는 focus out 될 수 있다(아래 이미지의 파란선). 이것은 카메라의 렌즈에서 객체까지의 초점이 맞는 범위를 나타내는 Depth of Field(DoF)라는 개념과 연결된다.
카메라 렌즈는 optical axis와 평행한 모든 빛의 ray를 focal point라고 하는 하나의 점에 모으는 흥미로운 속성을 갖는다. 이 focal point와 렌즈 중심 사이의 거리를 focal length라고 한다. 이것은 pinhole 모델에서의 focal length와 약간 다른데, 일반적으로 focal length라 하면 바로 이 개념을 의미한다.
