为什么要用鱼眼镜头测量眩光？

鱼眼镜头是一种焦距为16mm或更短的并且视角接近或等于180°的镜头。为使镜头达到最大的摄影视角，这种摄影镜头的前镜片直径很短且呈抛物状向镜头前部凸出，与鱼的眼睛颇为相似，“鱼眼镜头”因此而得名。众所周知，焦距越短，视角越大，因光学原理产生的畸变也就越强烈。为了达到180度的超大视角，鱼眼镜头的设计者不得不作出牺牲，即允许这种变形（桶形畸变）的合理存在。

上图左为GM-1000眩光测量系统所采用的SIGMA 圆形鱼眼镜头(8mm F3.5 EX DG CIRCULAR FISHEYE)，它可以在全画幅的传感器上成一180°圆形的像，如上图右。因为它所成的像有桶形畸变，跟我们眼睛看到的景象不同。

那么，我们为什么要选择这枚有明显畸变的镜头进行眩光测量？原因有二：

1、   立体角测量精度高

这枚镜头采用等立体角投影模型。该投影模型的特点是相同立体角的入射面会在像面上成相同面积的像。SIGMA在官网上推荐其用于分布测定(见http://www.sigma-photo.com.cn/lens/wide/8_35/ )：

利用这个特性，我们可以通过像面上的灯具面积计算它的立体角，精度非常高。

2、   畸变可校准，且校准精度高

镜头畸变实际上是光学透镜固有的透视失真的总称，它会导致图像扭曲。是透镜的固有特性，即使是质量最好的镜头也不可能完全消除。

畸变并不是只有鱼眼镜头才有，而是所有镜头都有。不过，普通镜头的畸变是透镜的固有特性，而鱼眼镜头的畸变是由设计者按照特定规律人为引入的，所以看起鱼眼镜头的畸变很夸张。如果按照设计者引入的规律校准，就能消除鱼眼镜头的畸变对结果的影响。

在GM-1000和GM-2000眩光测量系统里，我们对所使用的SIGMA 8mm鱼眼镜头进行了畸变校准，得到了很好的效果。

镜头畸变的校准精度可以用UGR里的位置指数P(H/R, T/R)的测量精度来验证。对如下图的场景，用激光测距仪和卷尺测量每一盏灯的(R, T, H)坐标，与GM-1000眩光测量系统自动测量得到的(R, T, H)坐标对比。两者误差越小，畸变校准精度越高。

最终结果如下：

可以看到，GM-1000采用的SIGMA 8mm鱼眼镜头虽然会让图像看起来畸变很大，但是经过畸变校准得到的测量结果精度非常高，误差仅为0.02。

从上述两个原因可以看出，鱼眼镜头并不会导致眩光参数测量不准确。相反，它在测量灯具立体角上非常有优势。图像畸变看似是它的缺点，但是经过校准后，灯具的位置指数准确度很高。因此，并不能因为采用的是鱼眼镜头就断言它的测量误差很大，应该实测验证，用数据说话。

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