【化】 barrel distortion
桶形畸变（Barrel Distortion）是光学成像中的一种常见像差，指图像中的直线向外弯曲，呈现类似木桶鼓胀的变形效果。其英文术语为“Barrel Distortion”，其中“barrel”直译为“桶”，形象描述了图像边缘向外膨胀的形态。
畸变形态
图像中心区域的放大率小于边缘区域，导致直线（尤其是靠近画面边缘的直线）向画面外侧弯曲。例如，拍摄方形网格时，网格线条会向外凸出形成弧形。
光学原理
由镜头（尤其是广角镜头）的曲面结构引起。光线通过镜头边缘时折射角大于中心光线，导致边缘成像位置比理想像点更远离光轴，从而产生膨胀效果。数学上可表示为径向畸变模型中的负畸变系数：
$$ r_d = r_u (1 + kappa_1 r_u + kappa_2 r_u + cdots) $$
其中 $kappa_1$ 为负值时对应桶形畸变，$r_u$ 和 $r_d$ 分别为理想和实际畸变图像的径向距离。
应用场景
常见于广角镜头、鱼眼镜头及手机摄像头。在VR设备、无人机航拍等场景中需通过算法校正（如OpenCV的透镜校准模块）。
光学学术定义
桶形畸变被定义为“负径向畸变”（negative radial distortion），其特点是图像放大率随视场角增大而减小。这一表述见于光学工程权威教材《光学系统设计》（Robert E. Fischer著），书中详细推导了畸变数学模型。
来源：Fischer, R. E. (2008). Optical System Design. McGraw-Hill Education.
摄影技术标准
国际标准化组织（ISO 17850）在摄影镜头畸变测量标准中，将桶形畸变量化定义为“图像高度与理想高度偏差的百分比”，并提供标准化测试方法。
来源：ISO 17850:2013 Photography — Digital still cameras — Geometric distortion (GD) measurements.
计算机视觉校正技术
剑桥大学工程系发表的透镜校准研究指出，桶形畸变可通过多项式模型拟合矫正，典型方案采用Brown-Conrady模型或OpenCV的cv2.undistort函数实现实时校正。
来源：Hartley, R., & Zisserman, A. (2003). Multiple View Geometry in Computer Vision. Cambridge University Press.
桶形畸变（Barrel Distortion）是光学成像中一种常见的几何失真现象，主要表现为图像边缘向外膨胀弯曲，中心区域相对正常或略微凸起，使直线在画面边缘呈现“弓形”效果，类似木桶的横截面形状。以下是详细解释：
拍摄人像时，若使用广角镜头过近拍摄，可能导致面部边缘向外拉伸变形（类似哈哈镜效果）。
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