照片“紅眼睛”問題探究

員貴云 任俞曳 武偉 楊朝輝 楊佳文 王亞萍 趙婭娟

(秦安縣魏店中學 甘肅 天水 741612)

1 課題性質

本課題屬于現代數碼照相機技術在人體攝影中的具體應用，學科類別屬于物理、信息技術、研究性學習，實質是利用中國知網之CNKI中小學數字圖書館http://www.cfed.cnki.net/cfed/index.html

(簡稱CFED)數字資源解決研究性學習中的具體問題.

2 開題報告

2.1 問題的提出

高一幾位愛好攝影的學生發現數碼照片“紅眼睛”的問題難以解決，于是,自愿結成研究小組進行研究，請本文第一作者為指導教師.

2.2 選題背景

本課題是在教育部頒發《教育信息化十年發展規劃(2011～2020年)》不久，“第二屆‘中國知網杯’全國中小學數字閱讀活動”(http://www.cfed.cnki.net/szyd/index.html)期間開始實施研究的.

2.3 課題研究的現實意義

有利于落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010～2020年)》提出的“鼓勵學生利用信息手段主動學習、自主學習，增強運用信息技術分析解決問題能力”目標，為CFED數字資源運用于研究性學習創造經驗，有利于各學科知識的融合與綜合應用.

2.4 研究方法

文獻資料法(紙質資料、數字資料等)，訪談法,自主法,合作法,探究法.

2.5 課題實施的可行性分析

課題組成員為愛好攝影且有一定的數碼攝影基礎的學生,指導教師主持過省級重點課題的研究工作(已結題),“第二屆‘中國知網杯’全國中小學數字閱讀活動”提供了CFED免費試用帳號，街道幾家照相館有攝影經驗豐富的數碼攝影技師.

3 主要活動記錄剪輯

研究時間：2012年3月26日～5月31日.

主要活動記錄剪輯如圖1～8所示.

圖1 組員討論開題報告 圖2 教師輔導從CFED檢閱文獻

圖3 第一小組從CFED檢閱文獻 圖4 第二小組請教實驗員

圖5 第三小組請教照相技師 圖6 借閱CS書并請教

圖7 小組匯報研究成果 圖8 師生討論結題報告

4 結題報告

4.1 照相機的原理

常見的照相機有傳統的普通照相機和現代的數碼照相機.

早在公元前468～376年，《墨經》中已經提到的“小孔成像”就是普通相機的基本原理.普通相機是物體發光或反射的光通過一個光學鏡頭使膠卷曝光成像的.數碼相機操作方便且成像效果好，理論上基于“小孔成像”原理，實際結構比古老相機復雜.

數碼照相機的原理.數碼相機鏡頭拍攝到的人物或景物的圖像轉換成數字的圖像文件，PC卡或電纜傳送給計算機處理后,再送往顯示器、打印機或者通過網絡發送于對方.

4.2 照片“紅眼睛”問題產生的原因

現象.數碼照相機拍攝人像有時會產生“紅眼睛”照片問題(即“紅睛”問題)，即照片上人物眼睛的瞳孔呈現出紅色的斑點,而不是黑眼睛.

聯想與猜想.聯想到在初中已經學過的物理知識——人的眼睛相當于照相機，晶狀體和角膜相當于凸透鏡(圖9)，光線通過“凸透鏡”聚焦到視網膜上成像；自然光是由七種色光復合而成的，太陽光或燈光通過三棱鏡可以分解出紅光等七種色光；不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的.

圖9 人的眼睛相當于照相機圖

“紅眼睛”照片是否與拍攝角度、光線、人眼結構、成像等因素有關？

“紅眼睛”照片是怎么形成的呢?

理論探究.在距離較近、環境較暗，特別是使用閃光燈的情況下，拍攝人像照片時常會發生紅眼現象，這是由眼睛視網膜反射閃光而引起的.拍照時，眼睛總是正視照相機，人的瞳孔在黑暗的環境下會自然放大.拍照時，若周圍光線較暗，開啟閃光燈時，如果閃光燈的位置和人眼的位置一般高低，被拍者正對著鏡頭，瞳孔與閃光燈處于同一軸線上.按下快門，閃光燈的強光瞬間射入眼睛，瞳孔還沒預計到強光沒有縮緊，大量光線直射視網膜，因眼底的毛細血管豐富，視網膜血管反射來的紅色反射光就很有可能進入相機的拍攝視角，從而形成“紅眼睛”照片.普通的傻瓜相機內藏閃光燈與鏡頭之間的垂直距離很近，這就更增加了造成紅眼現象的幾率.淺色眼睛的人通常呈現出較強的“紅眼”效果，深色眼睛的人在眼睛后部有足夠色素去掩蓋“紅眼”反射.

可見，“紅眼”現象是人視網膜血管中反射出來的紅光形成的，瞳孔上的紅斑實際就是膠片捕獲的視網膜的反射，是被拍者所處的環境、位置以及光線的反射等因素共同影響造成的結果.

攝影操作驗證.按照上述出現“紅眼睛”的條件，重新拍攝了幾張人物照片，結果又出現了一張“紅眼”照.

4.3 怎樣才能有效避免“紅眼”現象

(1)拍攝前預防、避免出現是最佳首選辦法

單反機拍照消除法.單反機的外接閃光燈與鏡頭之間的垂直距離較長，反射夾角較大，造成紅眼現象的機率極少.如果閃光燈轉向借助天花板或墻壁打閃光，或用閃光燈連線，把閃光燈移離機身并遠離相機鏡頭光軸打閃光，效果更佳.

具有“防紅眼”功能的數碼相機的消除紅眼模式人為消除法.中、低檔數碼相機一般都具備自動閃光、消除紅眼與關閉閃光燈三種閃光燈模式，再高級一點的還提供強制閃光，甚至慢速同步閃光功能.具有“防紅眼”功能的數碼相機預防“紅眼”的基本原理正好是在正式閃光曝光前，先讓閃光燈預先快速閃爍數次，使人的瞳孔收縮適應之后再進行主要的閃光與拍攝.

據上述兩種方法，最好選購單反機或具有防紅眼功能的數碼相機拍照，可以將“紅眼”現象減少到最低限度，從而達到避免紅眼現象發生的目的.

短焦距鏡頭消除法.用短焦距鏡頭拍攝時讓被攝者距相機近一點，不要正視鏡頭.

專用閃光燈消除法.現在許多專用閃光燈也具有防紅眼功能，在拍攝時可直接使用.拍攝前先用較小的光照明，適當提高拍攝環境的亮度.

攝影操作驗證.按照上述避免出現“紅眼睛”的方法，又重新拍攝了一組人物照片，結果照片瞳孔上沒有出現紅色的斑點,是黑眼睛.

(2)拍攝后用電腦處理是補救措施

拍攝后一般使用圖像處理軟件Photoshop消除“紅眼”.

1)Photoshop CS5“紅眼工具”消除人物“紅眼”法

用Photoshop CS5的“紅眼工具”可輕松修復由于閃光燈拍攝而導致照片中人或動物出現的“紅眼”現象.

第一步，雙擊Photoshop CS5，打開人物照片，右擊“背景圖層”以復制“背景副本圖層”；

第二步，選擇“縮放工具”，點擊放大人物面部區域，便看到人物的紅眼現象；

第三步，選擇“紅眼工具”，在屬性欄中設置其參數[“瞳孔大小”(如28%)、“變暗量”(如30%)]，點擊人物眼珠部分，去除“紅眼”效果，恢復本來顏色.

2)Photoshop CS“顏色替換工具”消除動物“紅眼”法

使用Photoshop CS “顏色替換工具”可以置換動物眼瞳的顏色，并保留原有的感覺和明暗關系.

第一步，在Photoshop CS中打開狗的照片，復制“背景副本圖層”；

第二步，放大面部區域，便看到狗的“紅眼”現象；

第三步，選擇“顏色替換工具”，在屬性欄中設置畫筆參數(“直徑”、“ 硬度”、“ 間距”等)；

第四步，設置“取樣”選項，畫筆“模式”保持默認，設置“限制”范圍(如“查找邊緣”)；

第五步，點擊狗的眼瞳，便恢復本來顏色.

5 研究性學習活動的收獲

(1)知識.學會了“照片‘紅眼睛’問題”的避免、修復方法，為使用CFED數據庫資源解決研究性學習問題做了有益的探索.

(2)過程.體驗了研究性學習的全過程，有效使用了自主、合作、探究的新課程的學習方法.

(3)情感.增進了協作精神，培養了團隊意識，增強了合作精神，學會了如何與人合作、溝通、分享.

本研究性學習案例(課題)

指導教師：員貴云 課題組長：任俞曳

課題成員：武偉 楊朝輝 楊佳文 王亞萍 趙婭娟

參考文獻

1 方晨.photoshop CS中文版入門與提高.上海：上海科學普及出版社，2004