水中摄像

[外文]：photography and TV in water

在水中进行的照相和电视摄像。它是海洋工程、海洋研究和开发的重要观察手段。观察距离一般可达 2～4个衰减长度，视场角为40°左右。水体的光学性质对水中摄像影响很大：水体对光的强烈衰减作用，大大限制了拍摄目标的有效光辐射的传输距离；水体对光的强烈散射，大大降低了目标对于背景的对比度 (见水中能见度)和图像分辨率。水中摄像的图像质量和观察距离，比空气中低得多。在光程为 5～15米的清洁水中测得的光学传递函数表明，小可辨角宽为3'左右，它和拍摄距离的平方根成正比。

水体的光谱衰减特性，使水中彩色摄像必须作特定的色度校正：在自然光条件下摄像时，可用彩色平衡滤光器进行彩色校正，滤光器的透射光谱分布和水体衰减光谱分布相似；使用人工照明时，要求红色波段有较强的辐射以平衡水体对红色波段的较强的衰减。在工作距离小于两个衰减长度时，不必作彩色校正。水中电视摄像的彩色校正，一般可通过调整监视器的 3个基色电子束的强度来完成。

在水中摄像或观察系统设计中，必须考虑光学物镜的像差校正。很多简单的水中摄像系统是将空气中使用的摄像系统加以密封，通过摄像机壳体的平行平面玻璃水封窗口拍摄水中目标。这种平行平面玻璃窗口会造成严重的色差和像差，降低了分辨率，并使视场角变窄。一般只适合于视场角小于15°和分辨率低于20线/毫米的拍摄要求。为此，有人运用平-凹透镜作水密封窗口，可使水中视场角和空气中摄影视场角相同，使平行平面水密封窗口的色差和像差均被消除。校正后，视场角可达90°，中心分辨率可达40线／毫米。专门设计的水中摄像物镜，其消像差质量可达到空气中高质量摄影物镜的水平。由于水中环境的要求，加上人工照明的电源、摄影机快门和进片等的自动控制的要求，大型水中摄影系统还必须有相应的适当的运载体等，这都是水中摄像要考虑的问题。已有的各种水中摄像系统，如水中照相机、水中电影摄影机、水中电视摄像机、水中立体摄影机等，它们广泛应用在海洋地质、海洋生物、水产和水下工程等方面。

参考书目

N.G.Jerlov，ed.，OpticalAspects Of OceanographyAcademic Press，New York，1974.