摘要：光学畸变描述单点像高偏差，TV 畸变衡量图像边缘弯曲程度。
二者不存在固定 1/3 换算系数，系数由传感器长宽比决定：4:3 约 0.32 倍，16:9 约 0.38 倍。
光学设计与画质评价，要分清两个指标的定义再做换算。
做光学设计的朋友大概率碰到过这个困惑：Zemax 仿真跑出来光学畸变 - 30%，但客户给的测试报告上，TV 畸变只有 11%。
两个数字差这么多，到底哪个是真的？答案是两个都没错。它们描述畸变的两个不同维度：光学畸变看单点偏移了多少，TV 畸变看画面边缘弯了多少。
光学畸变 —— 单一点的 “位置偏差”
光学畸变的定义很好理解：实际成像位置的像高，减去理想状态下的像高，再除以理想像高，最后换算成百分比。
理想像高由焦距和视场角计算得出：Ref.H = f × tan (θ)；实际像高来自仿真光线追迹或者实物测试。两者的差值除以理想像高，就是光学畸变。光学畸变一般取对角线最大视场的数值。
正数代表枕形畸变，画面边缘向外拉伸；负数代表桶形畸变，画面边缘向内收缩。这个指标反映的是单个成像点的位置误差，能告诉你某一角度的光线成像偏了多远，但没法直接体现画面看起来弯不弯。
TV 畸变 —— 边缘的 “弯曲程度”
TV 畸变的评判逻辑完全不一样，它不盯着单个像素点，专门衡量画面边缘的弯曲程度。
标准定义：图像边缘的弯曲深度 Δh，除以画面半高 h，再乘以 100%。大家可以想象一张标准矩形网格图：桶形畸变会让矩形四边向外鼓起来；枕形畸变则会让四边向内凹进去。
TV 畸变，量化的就是这种鼓、凹相对于画面半高的比例。TV 畸变更贴合人眼直观感受。
我们看图的时候，不会逐个计算像素的坐标偏移，但一眼就能发现画面边缘有没有弯。这也是电视、显示行业普遍用 TV 畸变评估画质的原因。
换算关系 —— 为什么不是固定的 “1/3”？
行业里一直流传一句话：TV 畸变大约等于光学畸变的 1/3。这个估算只能粗略参考，并不是严谨的工程公式。换算系数由传感器长宽比决定。
本质是光学畸变取对角线视场最大值，TV 畸变取短边方向弯曲量，换算系数就是对角线与短边几何比值的函数。4:3 传感器（典型如 1/3 英寸感光芯片）：DTV ≈ 0.32 × D。
举例：-30% 光学畸变，对应 TV 畸变约 - 9.6%16:9 传感器（典型 1080P 芯片）：DTV ≈ 0.38 × D。举例：-30% 光学畸变，对应 TV 畸变约 - 11.4%换算系数在 0.32~0.38 之间浮动，由芯片长宽比决定。
1/3 只是方便记忆的近似值，正式工程计算，要用对应的精确系数。
一个具体的换算例子我们拿热成像镜头实测数据举例：光学畸变 - 90%，传感器为 4:3 比例，这属于超广角 / 鱼眼类大视场热成像镜头的极端案例。
换算思路：先获取短边方向图像半高 h，找到短边对应的理想像高 Ref.H1，依靠宽高比推算边角理论理想像高 Ref.H0，读取边角实际像高 Real.H0，算出畸变后的边角高度 h0。
最终计算得到 TV 畸变 DTV = (h - h0) / 2h ≈ 11.2%。-90% 的光学畸变，换算之后 TV 畸变仅约 11.2%。
巨大的差值说明：光学畸变的数值看着很吓人，转换成 TV 畸变之后，人眼感知的画面变形会温和很多，但二者描述的是同一个畸变现象。
对 AR 光波导设计的启示
放到 AR 光波导场景里，畸变直接决定虚拟画面和现实世界能不能精准叠加对齐。
如果波导带来桶形畸变，虚拟画面边缘会向外膨胀，和现实物体错位；枕形畸变则会让画面边缘向内收缩。
工程上通用做法：设计阶段以光学畸变作为优化目标，最终验收评价参考 TV 畸变。因为用户肉眼感知的是 TV 畸变，不是仿真软件输出的光学畸变。
AR 眼镜对虚实叠加精度要求很高，一般要控制在几个像素以内，畸变必须做到精密管控。
AR 光波导畸变来源不止光栅衍射，多层波导堆叠偏差、光机装调误差都会引入畸变。
系统畸变，是光学设计、材料工艺、装配精度共同作用的结果。结尾光学畸变，看单点偏移多少；TV 畸变，看画面边缘弯曲多少。
二者换算没有固定的 1/3，系数落在 0.32~0.38，取决于传感器长宽比。分清两个指标的物理含义，吃透换算逻辑，才能读懂光学系统真实的画质水平。
互动话题：在你的光学设计工作中，评价畸变时更习惯用光学畸变还是 TV 畸变？遇到过换算系数不匹配的问题吗？欢迎留言聊聊你的经验。
【风险注释】本文为光学工程科普，文中换算公式基于理想几何模型推导；实际镜头会存在像散、场曲等耦合效应，传感器像素布局、测试算法也会带来微小偏差，最终畸变数值以整机实测为准。
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原文标题 : TV 畸变与光学畸变：到底怎么换算？
（来源：维科网）
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