相机能不能不要镜头，直接让感光元件对着物体拍？为什么一定要有个镜头？

最简单的版本，但是烧脑，需要你脑子好使。

首先要知道什么叫做成像，因为我们的眼睛自带成像设备，所以很多时候很多人会下意识忽略这个问题。

所谓成像，简而言之就是让物体反射的光线汇集在一个平面上。

世界上绝大多数的物体表面都是漫反射的。所以当没有成像设备的时候，我们放一个平面，那么这个平面的每一个点，都会接收到来自空间中所有物体表面漫反射过来的光线。这样一来，我们就不可能得到什么有价值的信息（也就是物体之间的位置关系）。

比如说我们左边有个红球，右边有个蓝球，没有成像设备之前，我们在距离红球和蓝球一定距离的位置放一个感光平板，此时该平板上每一个位置都会同时收到红球反射的红光和蓝球反射的蓝光，我们根本无法区分这两个球的位置，拍出来的东西也只能是一团诡异的大光斑……

为了让我们能够得到有意义的信息，照片必须反映物体在空间中的位置，即上面的物体应该在上面，下面的物体应该在下面，而不是全部分布在整个平面。

最简单的成像设备就是一个不透光的平板上钻了一个小孔。这个小孔的唯一作用就是阻拦不正确的方向的光线落到平板上，比如说，左边的物体发射的所有光线里面，只有向右边反射的光线才能正好通过小孔落在平面的右边，其他方向的光线都被阻挡了。所以在平面的右侧我们能看到和小孔前面左边的物体一模一样的像（也就是符合实际位置关系的光斑）。

所以小孔成像得到的像是上下左右颠倒的。

但是现代的照相机并没有小孔，那么是如何成像的？

这里就必须指出小孔成像的局限性。小孔成像的孔越小，那么通过的光线就越精确，成像出来的位置信息越准确，或者说精度越高，图像越清晰。但是孔越小，那么能通过的光线就越小，亮度就会越低，像就看不见了。

所以小孔成像，清晰和亮度两者不可兼得。

然后就是导致近代科学加速发展的凸透镜成像原理出现了。甚至可以说说，凸透镜成像原理的发现，是近代科学和愚昧的分界线之一。

凸透镜有个特点，就是对于任何在原来的路径上正好通过凸透镜中心点的光线，在经过凸透镜的两次折射后，其路径没有任何变化。所以凸透镜的中心点其实就是小孔成像的小孔。

并且，凸透镜还有一个特点，就是没有通过凸透镜中心点的光线，也会被凸透镜进行一定程度的矫正，而这个矫正的程度与偏离中心点的程度成正比，也就是说左边的红球反射的光线，如果向右正好通过凸透镜的中心点，那么它会保持原来的轨迹落在后面平面的右边。但是如果它的光线向左偏移，通过凸透镜中心点的左侧，那么凸透镜就会将其向右掰正，让它还是落到右边，而这束光线和原本的通过中心点的那束光线会在一个平面上汇聚到一点。

然后我们将成像平板放在这个位置，我们就可以获得又清晰又亮的照片了。