【化】 barrel distortion
桶形畸變（Barrel Distortion）是光學成像中的一種常見像差，指圖像中的直線向外彎曲，呈現類似木桶鼓脹的變形效果。其英文術語為“Barrel Distortion”，其中“barrel”直譯為“桶”，形象描述了圖像邊緣向外膨脹的形态。
畸變形态
圖像中心區域的放大率小于邊緣區域，導緻直線（尤其是靠近畫面邊緣的直線）向畫面外側彎曲。例如，拍攝方形網格時，網格線條會向外凸出形成弧形。
光學原理
由鏡頭（尤其是廣角鏡頭）的曲面結構引起。光線通過鏡頭邊緣時折射角大于中心光線，導緻邊緣成像位置比理想像點更遠離光軸，從而産生膨脹效果。數學上可表示為徑向畸變模型中的負畸變系數：
$$ r_d = r_u (1 + kappa_1 r_u + kappa_2 r_u + cdots) $$
其中 $kappa_1$ 為負值時對應桶形畸變，$r_u$ 和 $r_d$ 分别為理想和實際畸變圖像的徑向距離。
應用場景
常見于廣角鏡頭、魚眼鏡頭及手機攝像頭。在VR設備、無人機航拍等場景中需通過算法校正（如OpenCV的透鏡校準模塊）。
光學學術定義
桶形畸變被定義為“負徑向畸變”（negative radial distortion），其特點是圖像放大率隨視場角增大而減小。這一表述見于光學工程權威教材《光學系統設計》（Robert E. Fischer著），書中詳細推導了畸變數學模型。
來源：Fischer, R. E. (2008). Optical System Design. McGraw-Hill Education.
攝影技術标準
國際标準化組織（ISO 17850）在攝影鏡頭畸變測量标準中，将桶形畸變量化定義為“圖像高度與理想高度偏差的百分比”，并提供标準化測試方法。
來源：ISO 17850:2013 Photography — Digital still cameras — Geometric distortion (GD) measurements.
計算機視覺校正技術
劍橋大學工程系發表的透鏡校準研究指出，桶形畸變可通過多項式模型拟合矯正，典型方案采用Brown-Conrady模型或OpenCV的cv2.undistort函數實現實時校正。
來源：Hartley, R., & Zisserman, A. (2003). Multiple View Geometry in Computer Vision. Cambridge University Press.
桶形畸變（Barrel Distortion）是光學成像中一種常見的幾何失真現象，主要表現為圖像邊緣向外膨脹彎曲，中心區域相對正常或略微凸起，使直線在畫面邊緣呈現“弓形”效果，類似木桶的橫截面形狀。以下是詳細解釋：
拍攝人像時，若使用廣角鏡頭過近拍攝，可能導緻面部邊緣向外拉伸變形（類似哈哈鏡效果）。
【别人正在浏覽】