如何使用针孔相机模型解释相机的自动对焦？

Question

在真实世界的相机中移动自动对焦不会改变针孔相机型号中的焦距，旋转或任何其他相机参数。但是，它会移动图像平面并影响景深。这怎么可能？

据我所知，使用针孔相机模型无法轻易解释现实世界相机的复杂机制。但是，我相信它们之间应该存在一些联系，因为我们在各种现实世界的计算机视觉应用中使用这种简化模型。

Answer 1

简短的回答：它不能。针孔相机模型没有“焦点”的概念。

一个更有趣的问题是，我认为，改变镜头+相机组合的针孔近似的聚焦距离的效果，近似本身是通过相机校准估算的程序。

对于具有中等非线性失真的“普通”消费型镜头，通常会观察到以下重大变化：

• 主要点的位置（无论如何都难以准确估计，并与失真的中心混淆）
• 非线性失真量（尤其是更便宜的镜头和宽视场）。
• “有效”视野 - 由于非线性失真的变化会在边缘“拉入”更宽或更薄的视野。

最后一项暗示了校准焦距的变化，对于新手而言，这有时是“令人惊讶的”，他们被教导镜头的焦距和焦距不会混合。为了说服自己FOV变化实际上正在发生，可视化未失真图像的边界框，这是在桶形失真的常见情况下的“蝴蝶”形状。针孔模型FOV角是图像半宽与校准近似物与物理焦距（传感器与镜头最后光学表面之间的距离）之间的比率的反正切的两倍。改变扭曲会拉伸或挤压半宽值。