1樓：椎名百合子·誠業
蝸牛從等光程的角度說問題是個很好的切入點，我就再補充幾句。
用地球人能看懂的話解釋下吧，應該只涉及基本常識，其他場景可以類推。
1.費馬原理：光在任意介質中從一點傳播到另一點時，沿所需時間最短的路徑傳播。這裡時間最短相當於光程最短。
2.對於透鏡，成實像意味著光要匯聚在一點上，那意味著這兩點之間，那些被匯聚的光線光程相同，不然大家不會走一條線。
3.所以凸透鏡成像其實就是靠玻璃這種大折射率材質對不同路徑進行補償，使得通過透鏡的光線到對應為止光程相等。
4.所以可見透鏡對成像的影響主要在於，每條光路上與材質之間的夾腳及材質厚度。透鏡整體形狀對單一光路沒有影響，所以不影響成像。
透鏡形狀會決定哪些光線會經過透鏡成像，故影響的是透光量等其他要素。
5.對於虛像或其他不規則成像也可以類推
2樓：看風景的蝸牛君
題主能問出這個問題，證明是個熱愛思考的好同學。
理想光學成像的過程要滿足的條件是「等光程」，意思就是乙個物點向四面八方發出的光到達像點時，每個路徑光程一致。從這個條件可以看出，透鏡在成像過程中提供了一種「對不同路徑進行等效光程彌補」的作用，這種作用是通過材料（與環境不同的折射率，包括鏡面，相當於折射率為-1的材料）和特定形狀（球面、非球面等）共同完成的。因此「成像」並非只能通過凸透鏡完成，使用凹面反射鏡等一樣能夠做到。
題主所問的第二個問題，將圓形透鏡做多邊形切割，會使得用於成像的光線減少，清晰度降低，但是成像關係不會發生變化，包括物像距與焦距的關係和放大率的關係。
為何通常見到的透鏡（以及凹面鏡等）是圓形呢？首先是圓形通光口徑可以在各個方向上獲得同樣的成像質量，但更重要的是圓形鏡片加工和裝配更加方便，成本更低。因此即便我們相機的CCD是長方形，並未充分利用圓形通光口徑的全部資訊，但透鏡仍舊保持圓形，沒有磨成長方形。
但這個想法並不是絕對的。在一些特殊成像系統中，圓形並不合適，甚至透鏡都不合適，反而會使用一些形狀千奇百怪的凹面反射鏡，比如長方形（比如光譜儀中的凹面鏡）、六邊形（比如詹姆斯韋伯太空望遠鏡的主鏡）等等都有。
誰能深入淺出的講一下凸透鏡成像原理？
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