鏡頭上的指紋、灰塵等小面積污漬對成像有影響嗎？

12-26

答案是幾乎沒有。原理之後解釋
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其實綜合第一第二名的答案基本就是了。第二名答案更加接近實際操作點。
我就想說，你們討論的時候拿個鏡頭設計圖，計算下entrance pupil位置看看和第一面鏡片差多遠不久結了？
還有，想對第一名說，實際的鏡頭都有一定的manufacturing tolerance，一般在~10微米量級，污漬的厚度也就差不多這麼點吧，基本上忽略不計。

得票最多的答案雖然花了大量的篇幅來解釋，但非常基本的兩點都沒有考慮，導致了錯誤的回答。看不下去了，寫下自己的解釋。

首先我們限定一下，只討論指紋、灰塵和頭髮絲粗細的污點，甚至包括一些肉眼可見的細小劃痕，這也與原問題的討論範圍一致。

1、按照你的理論，一個在鏡頭第一面的污點會在像面（比如CMOS）上成像，我們可以稱這個倒霉的CMOS點是A。真的是這樣嗎？按照薄透鏡理論是這樣的，但可惜你也說了，我們這裡討論的是實際透鏡。
實際透鏡是存在像差的，不同距離的景物所形成的像差又是不同的，簡單來說，物體越遠，像差越小。而我們又不可能在設計透鏡時對所有距離上的像差進行修正，所以，所有的透鏡都有一個最短成像距離，低於這個距離，就無法成清晰的像了。
你可以把眼睛看做一個變焦鏡頭，試著看一下距離眼睛多近的物體你就看不清了。基本上，沒有鏡頭可以做到對第一面的污點成清晰的像。
污點所成的像不清晰，也就是說它發出的光被擴散了，光的總量一定，被擴散後對A點造成的影響就小多了。
這只是第一步。

2、在A點成像的——或者從本質上說——到達A點的光線，主要還是由鏡頭對焦距離上的景物光線所組成，污點所造成的影響是微乎其微的。當你的鏡頭F number越大，這個污點所造成的影響就越小。

由以上兩點，鏡頭第一面上的污點對成像質量幾乎無影響。當然光通量是會影響一些，但也非常小。

其實這點很容易驗證啊，大家的鏡頭用久了難免會有指紋、油點甚至劃痕，那些用了幾十年的老頭表面更是跟溜冰場似得慘不忍睹，但拍出片來也沒問題嘛。

呃，這個問題，簡單回答的話就是：有影響，不僅會影響通光量，也會影響清晰度
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在評論中@王進（不好意思同名太多了你也沒自己頭像，我不知道 at 哪一個）的質疑提醒我文字上也許有引起誤會的地方，我這裡補充一下
我的結論是：有影響，不僅會影響通光量，也會影響清晰度。影響的程度和鏡頭類型以及污漬大小和厚度有關，並且不同的拍攝場景下（比如逆光和順光）對成像的影響會不同。
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OK，接下來是不那麼簡單的說明
如果大家對中學物理還有印象的話，一定還記得有個「薄透鏡成像」這麼個事兒，啥是薄透鏡呢？簡單說就是厚度可以忽略不計的這麼一種理想透鏡，通常我們用一條豎線並在兩端加上箭頭表示，用不同的箭頭方向表示凸透鏡和凹透鏡。比如下圖就是兩個凸透鏡和三個凹透鏡[1]

如果大家沒有忘光的話，一定會記得這樣一道中學物理題：將薄透鏡的一半遮擋，對成像有什麼影響？相信大家也會記得答案：會變暗，但是沒有其他影響（這個答案不用再分析了吧？不明白的同學打回去複習中學物理），正如@yukirock 在他的答案中提到的那樣。然而這看起來是個很違背常理的結果，如果大家有使用相機的經歷，或者佩戴眼鏡的經歷，就會明白我這裡說的「違背常理」是什麼意思了。明明我眼鏡上有個泥點就會擋著我視線讓我看不清楚，怎麼會沒有影響呢？
為什麼會這樣？有三個原因。
1、中學物理討論的是薄透鏡，而不是真實的透鏡。真實的透鏡是有厚度的。在薄透鏡表面的任何物體（相當於物距為0）都無法成像，這一點沒錯，但是對於有厚度的透鏡來說，其表面上的物體物距並不為0，進而它是可以成像的。也就是說，它是可以影響正常的成像光線的。
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這裡說的可以成像，指的是就結果而言，這個污點是可以成一個像的，但是並非表明這個像就成在膠片平面上，特此說明。並且，顯然，對正常的成像光線是有影響的。
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2、中學物理討論的是單個透鏡，而不是真實的鏡頭。真實的鏡頭是由多片鏡片組成的。對單個透鏡而言，即使考慮厚度（如第一點所言），其表面的污點對成像的影響仍然非常小。然而對於透鏡組而言就不一樣了。
怎麼理解這一點呢？這裡稍微岔開去說一點幾何光學的東西。
根據幾何光學的理論（牛逼的高斯同學總結的喲~就是那個大名鼎鼎的高斯~），在近軸區域，任何光學系統都可以用幾個點來描述，這幾個點叫做節點（nodal points），如下圖[2]，圖中 F1 和 F2 叫做物方/像方焦點（focal points），N1 和 N2 叫做物方/像方主點（principal points）這兩個點也常常用 H 和 H" 來表示（當然 H 和 N 嚴格說來不是同一個概念，但在空氣介質中兩者是重合的），過 N1 和 N2 垂直於光軸的兩個平面就叫做物方/像方主平面

這幾個點什麼意思呢？意思就是，所有經過 F1 的物方光線，都會從像方主平面上平行射出，所有經過 N1 的物方光線，都會從 N2 以同樣角度射出，所有平行光軸的物方光線，都會在像方射向 F2
於是，我們實際的鏡頭可以用這樣幾個點和面來進行等效，下面是幾個實際鏡頭節點的位置。首先是 NIKKOR-N 24mm f/2.8 這隻鏡頭的

可以看到，兩個主點和主平面都深藏在鏡頭內部，遠離第一鏡片。根據前面的描述，在第一鏡片上的污點顯然可以成像（並且是實像），並且大家自己畫一下就可以知道，這樣的「污點光線」在正常的焦平面（F" 附近）會有不小的影響。
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上圖已經給出具體的數據了，有疑問的不妨畫畫圖看看，第一表面上的一個點，在焦平面上成的模糊圓有多大。
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下面是 NIKKOR-S 50mm f/1.4 的圖

類似上面的分析，可以得到同樣的結論。
下面是 NIKKOR-Q 135mm f/3.5 的結構圖

可以看到，兩個主平面都在第一鏡片表面之前，所以第一鏡片上的污點不能成實像，對於在焦平面上正常的像的影響就很小。具體實例可以看下面的參考文獻[2]給出的鏈接，其作者將鏡頭遮擋一半並實際拍攝了幾個圖。
3、中學物理討論的是沒有厚度的不透光污點，而不是真實的指紋或者污漬。指紋或者污漬是透光的，並且顯而易見，這一層透光物質折射率並非為1，於是相當於在鏡頭表面貼上一個個微小的不規則透鏡，這些微小的不規則透鏡顯然可以影響成像光線，進而影響成像的清晰度，並且污漬指紋的厚度越大影響越嚴重。

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在下面評論中我補充了，和@狼大人的答案說的一樣，指紋等污漬會造成雜散光，在實際中這會降低成像質量，並且在逆光的情況下尤為嚴重。如果你在逆光情況下拍過照片，會理解我說的話。鏡頭表面的幾個指紋也會造成一些不舒服的眩光。
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綜上，對於實際鏡頭來說，指紋污點都是有影響的，不僅影響通光量還影響清晰度。
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補充：影響的程度和鏡頭類型以及污漬大小和厚度有關，並且不同的拍攝場景下（比如逆光和順光）對成像的影響會不同。
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參考文獻
[1] home : free online optical calculator
[2] What Do You Get If half of Your Camera Lens Is Covered?

正常不會有影響，但是在逆光條件下會有。

用無敵兔體驗過
指紋對成像影響並不大，但是對拍攝者的心理影響很大，一旦鏡頭上面不幹凈，那麼會影響到你的信心，或許會影響到技能的發揮。

實踐是檢驗真理的唯一標準。我來給你們一個具備可操作性的試驗。
原料：1質量稍優的透明膠帶一卷比如正品得力。
2具有攝像頭的成像尚可的智能手機一部。
3鋼筆一支內含鋼筆水。

操作方法：
將透明膠帶貼住攝像頭，用眼鏡布擦乾淨表面，並且注意貼的時候不要有氣泡。
之後用鋼筆在鏡頭上的透明膠帶上點三個藍點。
之後拍一張遠景照片再拍一張微距與沒點鋼筆水之前粘好透明膠帶的鏡頭同樣照片作比較。

我的結論：
6個藍點對成像幾乎無影響。
一層透明膠對無透明膠鏡頭稍稍有一點影響，但影響小。這個小的程度是多少呢？我個人可以容忍此畫質損失而保護鏡頭玻璃。

一、通常來說對成像的清晰度影響很少
因為鏡頭上的指紋灰塵，太近了，而一般拍攝物在幾十厘米甚至幾米遠。由於光的衍射，一般沒什麼影響，另外光圈越大影響也越小。
如果對於微距鏡頭，那就得認真清理了，因為拍攝物很近，只有幾厘米，可能鏡片上的灰塵什麼都顯示出來了。
二、這些雜物的問題在於腐蝕鏡頭鍍鏌，尤其是指紋、酸雨之類的，還會把真菌什麼的帶到鏡頭上，然後就很容易發霉了。鏡頭髮霉基本上就是得了絕症，拿去清理了以後還會長出來，雖然放乾燥箱里能好一點。平時不用最好也放乾燥箱里，尤其在南方~~
三、指紋、污漬等，會降低抗炫光能力。用手機夜拍，擦鏡頭也是一門技術活。

所以，雖然通常成像影響不大，但是還是要及時清理污漬，以免鏡頭髮霉。白天的時候，最好裝上UV。晚上帶UV鏡有比較強的反光炫光，用的時候建議摘下。

對於一般鏡頭而言，第一個面上的指紋、灰塵等小面積污漬對成像基本上是沒有什麼影響的，能量的影響也微乎其微，會增加一點炫光，但是基本上也看不出來。

要看「小面積」有多小了——

就是最近的親身經驗。在外拍攝的時候鏡頭可能被淋到，留下了大約直徑0.3mm的痕迹。一開始沒發現，後來發現拍出來的照片在某一塊區域一定會比較亮——如果不是每張如此真不一定能發現，還以為是太陽光打下來的。擦拭鏡片後問題立刻沒有了。

貼圖兩張，該鏡頭上的灰塵基本是沒有影響的。
一般最外面的灰塵指紋對照相機成像是沒有大的影響的，一般性使用沒有問題，除非是顯微鏡或微距鏡。
由於手機鏡頭通光較小，灰塵所佔面積比例較大，且指紋水漬會改變表面折射率，影響一般較大。
有一點需要注意的是，除第一表面以外的面髒了是有可能在探測器上成像的！