Что означает разрешающая способность объектива
Характеристики объективов
Для выбора объектива вам нужно ориентироваться характеристиках. Мы расскажем что означают характеристики объектива и на какие из них особенно важно обратить внимание.
Фокусное расстояние
От фокусного расстояние зависит, что поместится в вашем кадре. Чем меньше будет фокусное расстояние (например 18 мм) тем шире угол обзора и тем больше объектов вы сможете поместить в кадре.
Но, от фокусного расстояния так же зависят искажения перспективы в кадре. При маленьком фокусном расстоянии объекты могут исказиться. Считается, что фокусное расстояние, которое максимально близко к тому, как видит мир человек — 50 мм.
Исходя из фокусного расстояния объективы делятся на следующие типы:
Искажение пропорций лица на разных фокусных расстояниях хорошо показано ниже. Обратите внимание на то, что на 200 мм пространство сильно сжимается, что снова искажает изображение лица.
Пример ниже показывает как сжимается перспектива при разных фокусных расстояниях:
Фокусное расстояние на объективе указывается для полнокадровой матрицы. На других матрицах изображение будет просто обрезано, а фокусное расстояние пересчитывается.
Например, если у вас APS-C матрица, ваш кроп-фактор будет 1,5 — 1,6х. Если формат микро 4/3, то 2х.
Пересчет фокусного расстояния даст понять насколько вы можете «приблизить объект». Но искажения никуда не денутся и 50мм в пересчете станет почти портретным фокусным 75мм, но с теми же искажениями.
Максимальная диафрагма
Это максимально возможное значение диафрагмы для данного объектива. Для зум-объективов часто указывают диапазон максимально возможной диафрагмы. Например, f/3.5-5.6 для объектива с фокусным расстоянием 18-105 мм означает, что на 18мм максимальная диафрагма будет f/3.5, а на 105мм — f/5.6.
Как вы знаете, чем меньше значение диафрагмы, тем меньше глубина резкости и тем больше размывается фон. Максимальное качество картинки все объективы показывают на средних значениях диафрагмы f/8 — f/11.
Светосила
Это показатель максимальной диафрагмы объектива и качества оптики. Чем меньше число f (например f/1.4), тем более светосильный объектив.
В светосильных объективах используется высококачественные стекла и специальные просветляющие покрытия, уменьшающие переотражения. Поэтому, светосильные объективы априори считаются очень качественными.
Ручная и автоматическая фокусировка
Большая часть объективов выпускаются с автофокусом. Исключение – объективы Carl Zeiss, Samyang и других сторонних производителей, которые выпускают не автофокусные объективы.
Старые объективы, которые можно найти в комиссионных отделах фотомагазина так же не автофокусные. Не автофокусные объективы имеют свои преимущества. Это цена и индивидуальный рисунок и боке.
Минимальная дистанция фокусировки
Тут все просто — это минимальная дистанция до объекта съемки, необходимая объективу для фокусировки. Важен один момент — это расстояние отсчитывается от матрицы камеры, на корпусе камеры эта точка отмечена.
Конструкция фокусировки
Есть два типа конструкции фокусировки объектива — внешняя и внутренняя. При внешней фокусировки, некоторые внешние части объектива могут двигаться (например выезжать вперед).
Внутренняя фокусировка означает, что при фокусировке не вращаются внешние детали объектива. Соответственно при съемке можно смело держаться за объектив, а так же использовать поляризационный фильтр, так как передний элемент объектива не вращается при фокусировке.
Диаметр резьбы для светофильтра
Эта характеристика указывается на объективе и показывает, фильтры какого диаметра можно использовать с этим объективом.
Как правило вес объектива варьируется от 400 до 800 грамм. Есть конечно более легкие фиксы 50мм весом 200 грамм и тяжелые телевики 1500 грамм.
Сам по себе вес не играет роли. Но при прочих равных лучше выбрать более легкий объектив. Опыт показывает, что в конце активного съемочного дня даже мужчина устает держать камеру с тяжелым объективом. Ну а девушка, сами понимаете, устанет еще сильнее.
Так же камеру с более легким объективом удобнее держать одной рукой, например, когда вы вторая рука занята внешней вспышкой.
Система стабилизации изображения
Стабилизатор компенсирует мелкую вибрацию при съёмке и позволяет получить резкие кадры. Это актуально для съёмки с низкой освещенностью, когда выдержка становится короткой, а так же при съёмке на длинных фокусных расстояниях — 100мм и более.
Объективы со стабилизатором дороже, но при выборе основного объектива желательно выбрать модель со стабилизатором.
Если у вас стабилизатор встроен в камеру, то как правило эффект от совместной работы двух стабилизаторов усиливается.
Разрешающая способность объектива
Этой характеристики вы не найдете в описании объектива в магазине. Но вы должны понимать что это и для чего нужно.
Разрешающая способность отражает детализацию изображения, передаваемого объективом. Измеряется в количестве линий, которое объектив может спроецировать на миллиметр матрицы (или пленки). Соответственно чем больше линий, тем более детальное изображение вы получите.
Этот параметр актуален для матриц с разрешением 40 мегапикселей и выше. Для меньшего подходят почти все относительно современные объективы.
Рисунок
Так говорят о картинке, которая получается с тем или иным объективом. У каждого объектива картинка своя и её возможно описать лишь по субъективным ощущения — резкая/не резкая, рыхлая и т.п. Так же у рисунка объективов различаются Боке.
Это рисунок, который создается объективом в зоне нерезкости. Чем больше открыта диафрагма, тем сильнее боке. Каждая модель объектива имеет свое индивидуальное боке.
Знания характеристик объектива поможет вам выбрать именно ту оптику, которая вам нужна. Но при покупке объектива, важно обратить внимание на возможные дефекты оптики. О них читайте в нашей статье — «Оптические дефекты изображения«
Мои эксперименты в области фотосъемки, статьи по фототехнике и оптике
Про разрешение объективов
Каждый фотограф знает насколько приятнее работать хорошим объективом.
По этой причине фотографы и производители оптики в течение уже 150 лет изобретали способы проверки оптики. От самых простых и бесплатных до изощренных и дорогих.
Но суть осталась той же самой, что и полтора века назад. Фотографы хотят иметь хорошую оптику, сколько бы не говорили о том, что хороший фотограф сделает интересный кадр любым объективом.
На самом деле если не утрировать, то вовсе не любым. Иначе бы хорошие объективы не производили и не покупали.
Так или иначе я уже много писал про разрешение объективов и фотокамер. Сегодня я расскажу немного о том, что ближе к практике в плане определения разрешения объектива.
Это нам намекает на то, что есть смысл тестировать современную оптику.
Есть различные методы тестировать оптику.
Методы тестирования фотографической оптики
Визуально
Ставим объект съемки на некотором расстоянии от камеры. Камера укреплена на штативе, перпендикулярно объекту. Это важный момент, так как на открытых диафрагмах легко загубить весь тест, если один край объекта ближе в камере, чем другой.
С помощью тросика нажимаем спуск камеры. Далее меняем объектив и делаем идентичный снимок другим объективом.
Потом рассматриваем мелкие детали объекта съемки на компьютере, сравнивая снимок А со снимком Б.
Можно снимать фотографическую миру, а можно набор бутылок, где на этикетках мелкие буквы. Что вам приятнее изучать.
Метод не так плох. По-крайней мере он простым языком отвечает на вопрос какой объектив более резок в центре кадра. Но вывод субъективен, потому как зависит от вашего зрения, настроения и предубежденности.
Еще недостаток этого метода заключается в том, что мы оцениваем в основном способность объектива резко отображать детали определенного размера. На обычных снимках нет деталей сильно отличающихся по размеру для того, чтобы определить как себя ведёт объектив в плане контраста, а как в плане разрешения. Поэтому однозначный ответ можно дать только когда объективы сильно различны по резкости и на крупных и на мелких деталях. Вот как на приведенном в примере фото.
По фотографической мире можно оценить резкость по полю кадра. Минус метода в том, что для широкоугольного объектива нужно или иметь фотографическую миру на всю стену или подходить очень близко. Поэтому в нормальном случае человек проводящий тест должен иметь набор фотографических мир от маленького размера (примерно А4) до большого (примерно А0).
Экстремальные случаи супер-телеобъективов в расчет не принимаем.
Из плюсов — такая мира была специально разработана для тестирования оптики. На ней вы можете наблюдать как концентрические круги в центре (по ним удобно фокусироваться и оценивать резкость), так и наклонные фигуры, которые позволяют оценить чёткость краёв и величину ХА.
Линии подписаны цифрами, которые если умножить на 100, указывают на плотность пар линий на 1 мм, если распечатать миру соответствующего размера. Если распечатать произвольного размера, то с помощью лупы можно установить реальное количество пар линий на 1мм.
Для тестирования на бесконечности можно снимать со штатива пейзаж или дома. Так поступают многих известные сайты, которые приводят обзоры фотографической оптики. Считают черепицу на крышах и кирпичики в стенах.
Метод тоже простой и приближенный к реальности. Но как и все предыдущие — субъективен и сильно зависит от человека проводящего тест. Как он навёл на резкость? Был контровый свет или нет? Отъюстирован ли объектив? Самый ли резкий кадр из серии он выбрал для сравнения?
Промышленные методы тестирования разрешения оптики
Здесь полезно окунуться чуть-чуть в теорию и узнать, что такое графики MTF50.
Небезызвестная фирма Carl Zeiss (никуда нам не деться от пионера фотоиндустрии и новатора мира оптики) выпустила специальные стенды для тестирования разрешения объективов с построением классических графиков MTF50.
тестовый стенд K8 MTF tester (Carl Zeiss)
Этот комплекс строит замечательные графики MTF50, которые отвечают на многие вопросы фотографа и не зависят от оператора.
Кроме этого стенда есть упрощенный стенд К9.
тестовый стенд K9 MTF tester (Carl Zeiss)
Забегу вперед и скажу, что практически никто кроме производителей фотооптики такие стенды не использует.
По слухам один такой стенд в состоянии сильно б.у. кочует между дорогими зарубежными журналами и сейчас во владении некоего шведского журнала по фотооптике. Который впрочем не использует стенд и на 30%.
Чтобы закрыть вопрос окончательно приведу стоимость этого стенда (K8 MTF Tester). Стоимость зависит от комплектации и потому её говорят только по запросу. В некоей стандартной простой комплектации стенд стоит 200 000 евро.
Для промышленности это небольшая сумма, но для журналов и сайтов с обзорами это сумма велика, особенно в период финансовых кризисов.
Что же делать и куда податься тестирующим фотооптику и фотографам?
И тут на помощью приходят компромиссные способы определения разрешения.
Программные комплексы определения разрешения фотооптики
Imatest
Первым и самым известным является комплекс Imatest
Объектив: Carl Zeiss Makro- Planar 60/2.8 c/y
Верхний график это профиль края. На русский мне кажется правильнее перевести как чёткость края.
Нижний график это разрешение по методу SFR (анализа кромки).
Из нижнего графика мы видим значение 31.6 cy/mm. «Cy» это «cycles», а проще говоря пары линий. Всем нам понятное значение. С помощью программы можно получить массу полезных данных, но не будем сейчас усложнять.
Данные графики строятся по не совсем обычной для фотографа мишени. Это наклоненные прямоугольники.
тестовая мишень для Imatest
Это вполне научный метод. Просто не такой известный среди фотографического населения, как способ с частотой линий на 1мм.
Кстати, для такого способа тоже есть своя мишень.
фотографическая мира с большой частотой линий
По этой фотографической мире тоже работает программа Imatest.
Кроме разрешения программа позволяет определить ХА. Это тем более важно, что данный параметр неразрывно связан с разрешением тк чем больше ХА, тем меньше разрешение фотообъектива.
Хроматические аберрации Carl Zeiss Makro-Planar 60/2.8
Чем ближе друг к другу цветные линии (это красный, синий и зеленый каналы), тем меньше ХА или говоря более простым языком цветные каемки вокруг черных линий на белом контрастном фоне.
Вам наверняка они встречались при фотографировании веток деревьев в контровом солнечном свете.
Какие у метода плюсы?
Он прост в применении и не требует специального оборудования.
Позволяет получить массу параметров объектива. От разрешения и ХА до виньетирования и цветопередачи.
Минусы метода в том, что мы всегда тестируем связку объектив + камера и никогда объектив отдельно.
Так что стоит учитывать влияние сенсора фотокамеры с байеровским фильтром и обработку изображения в камере.
Программа не такая дешевая. За «домашнюю» версию вместе с тестовой таблицей просят 450 USD (
15 000руб)
Более интересная и функциональная версия Master стоит 2200 USD (70 400 руб).
Не стоит недооценивать метод. Он применяется и промышленно.
Quick MTF
Этот программный комплекс разработан явно по мотивам Imatest, но оптимизирован в плане скорости работы. Если в Imatest используются внешние модули Matlab (известный математический программный комплекс), то QuickMTF использует встроенные формулы. Не берусь судить о функционале программы вцелом, но описания к ней мало и автор отвечает односложно. Может он не заинтересован в продажах своей программы (а судя по комментариям зарубежных покупателей программы не заинтересован и в поддержке)
Продукт российский. Жаль, что такая хорошая задумка, а подозреваю, что и реализация загублена отсутствием документации и поддержки пользователей.
Остальные программы
Есть еще некоторое количество бесплатных программ. Их я детально рассматривать не буду так как они превращают рабочий процесс в «дорабатывание результатов напильником».
Одна из этих программ Mitre. Работа из командной строки!
Итоги
Мы рассмотрели различные способы определения разрешения фотообъективов. Я предлагаю перевести проект на более высокий уровень улучшив методы тестирования использованием программного продукта Imatest.
Что для этого требуется? Деньги.
Я свои средства вкладываю в проект постоянно, но этого не хватает.
Помогите проекту помочь вам. Если каждый читатель скинет хотя бы по 300р этого с лихвой хватит на все необходимые программы (я пока не раскрываю остальных программ дабы мои методики тестирования не копировали).
Что получите вы, заплатив 300-500р (сумма любая, которую не жалко на хорошее дело).
Возможность прислать свой объектив и бесплатно получить результаты его тестов. Оплатите только доставку туда-сюда. Если вы из С-Петербурга или можете объектив переправить в СПб дугим способом, кроме Почты России — вообще все бесплатно.
К своему платежу припишите, пожалуйста, Ваш Ник (условное имя) по которому я буду знать как вас опознавать в дальнейшем.
Также если вы будете в дальнейшем покупать объективы через меня, то получить тестовые результаты еще удобнее. Все будет в распечатанном виде в комплекте с объективом в посылке.
Если сумма вдруг :- ( ) превысит требуемую или наоборот катастрофически недоберет до необходимой, то будут приобретены редкие и ценные книги по фотооптике, отсканированы и высланы всем поучаствовавшим. На Amazon такие книги стоят от 9тыс.руб. В интернете их само собой нет. Вы их обретете за 300р.
Планируется собрать как минимум на версию Imatest Studio
Яндекс.Деньги
PayPal
Во время платежа в примечании сделать пометку: Пожертвование на развитие сайта evtifeev.com от (Ник на сайте или просто ваше Фамилия Имя).
Webmoney:
Банковский счёт
Получатель: Евтифеев Дмитрий Сергеевич
№ счета получателя: 40817810738800123300
Банк получателя: ЗАО КБ «Ситибанк» в г. Санкт-Петербурге
Корр. счет: 30101810100000000765 в ГРКЦ ГУ ЦБ РФ по Санкт-Петербургу
БИК 044030765
ИНН 7710401987
КПП 783502001
ОКПО 43459430
Назначение платежа: Частный перевод от (Ник на сайте или просто ваше Фамилия Имя)
Для чего нужен ваш Ник: Ваш Ник я запишу и впоследствии Вы получите все бонусы о которых я говорил и многие другие.
А пока в разработке вот такая таблица Информация о советских объективах.
Для нее в частности и нужен тестовый комплекс.
Также в тест пойдут объективы Zeiss и Canon.
Хотите бесплатно получать свежие
статьи по фото?
Читайте также:
Добавить комментарий Отменить ответ
16 thoughts on “ Про разрешение объективов ”
Добрый день, Дмитрий!
Хочу поучаствовать в хорошем деле, только надо найти и отряхнуть от пыли свой Яндекс-Деньги)
Указывать что лучше ник или ФИО? Жалко что на сайте нет регистрации и привязки всего к е-маил. Если у вас есть PayPal и вам будет удобно принять на него напишите мне плиз на мыло(если не хотите выкладывать тут). По умолчанию я ищу свой Яндекс-кошелёк.
Дмитрий, я прошу прощения, не заметил что всё уже есть. Винован маленьктй экран нетбука)
Перевёл 15 долларов через Пейпол, не хочу морочиться курсами но это не меньше чем 300руб, если чего поправте. Маленькая прсьба, у вас я хотел бы быть зарегистрированнрым под майлом указаным в этом комментарии(если конечно вам это удобно) а не под тем что привязан к пейполу.
ok! Спасибо за помощь, Роман! Записал вас под вашим здешним e-mail.
Это вам спасибо, мы тут все просто читатели!
Идея сбора правильная.
Указывать лучше ФИО, а то вдруг кто еще с таким же ником окажется. Планирую ввести и Gold Members в связи с пожертвованиями. Пока не успел еще настроить, но плагин уже есть. Как немного разберусь с остальным (Сейчас не работает меню на ipad и это плачевно) — настрою. И вас зарегистрирую там.
На Paypal удобнее всего. На него все скрипты для блога и покупаются. Яндекс.Деньги для удобства тех у кого PayPal нет.
Уважаемые друзья-фотографы, читатели блога, не скупитесь, давайте поддержим проект! Ведь информация тут очень ценная, компетентная, в интернете ничего подобного и днём с огнём не найдёшь! Я рад, что вношу свою лепту в благое дело, а не в фонд поддержки серых китов.
Уважаемый Дмитрий! Желаю успехов вашему блогу, а Вам здоровья. Ждём от Вас новых статей!
Разрешающая способность объектива: понятие, формула
Введение в процесс разрешения
Вам будет интересно: Трифторид хлора: свойства и применение
По мере увеличения размера датчика глубина резкости будет уменьшаться при заданной диафрагме, так как больший аналог требует приблизиться к объекту или использовать более длинное фокусное расстояние для заполнения кадра. Чтобы поддерживать ту же глубину резкости, фотограф должен использовать меньшие размеры диафрагмы.
Эта небольшая глубина резкости может быть желательной, особенно для достижения размытия фона для портретной живописи, но для пейзажной фотографии требуется большая глубина, которая легче снимается с гибким размером диафрагмы компактных камер.
Вам будет интересно: Эргатическая система: основы, термины и понятия, цели и функции
Разделение количества горизонтальных или вертикальных пикселей на датчике укажет, сколько места занимает каждый из них на объекте, и может использоваться для оценки разрешающей способности объектива и разрешает сомнения покупателя о размере элементов цифрового изображения у устройства. В качестве отправной точки важно понять, что может фактически ограничить разрешение системы.
Это утверждение можно продемонстрировать на примере пары квадратов на белом фоне. Если квадраты на датчике камеры отображаются на соседние пиксели, то они будут казаться одним большим прямоугольником на изображении (1a), а не двумя отдельными квадратами (1b). Чтобы отличить квадраты, между ними требуется определенное пространство, по крайней мере, один пиксель. Это минимальное расстояние является предельным разрешением системы. Абсолютное ограничение определяется размером пикселей на датчике, а также их количеством.
Измерение характеристик объектива
Разрешающая способность объектива по определению, также называемая разрешением пространства изображения для системы, ее можно определить, умножив размер в μm на 2, чтобы создать пару, и разделив его на 1000 для преобразования в мм:
lp/mm = 1000/ (2 Х pixel)
Датчики с большими пикселями будут иметь более низкие предельные разрешения. Датчики с меньшими пикселями будут иметь более высокие показатели, согласно вышеприведенной формуле разрешающей способности объектива.
Активная область датчика
Можно рассчитать предельное разрешение для объекта, подлежащего просмотру. Для этого необходимо различать такие показатели, как соотношение между размером датчика, полем обзора и количеством пикселей на датчике. Размер последнего относится к параметрам активной области датчика камеры, обычно определяемому размером его формата.
Тем не менее точные пропорции будут варьироваться в зависимости от соотношения сторон, а номинальные форматы датчиков следует использовать только в качестве ориентира, особенно для телецентрических линз и больших размеров увеличения. Размер датчика можно непосредственно рассчитать по размеру пикселей и их активному количеству, чтобы выполнить проверку разрешающей способности объектива.
В таблице показан предел Найквиста, связанный с размерами пикселей, найденными на некоторых очень часто используемых датчиках.
Размер пикселя (мкм)
Связанный предел Найквиста (lp / mm)
По мере уменьшения размеров пикселей, связанный предел Найквиста в lp/mm увеличивается пропорционально. Чтобы определить абсолютное минимальное разрешаемое пятно, которое можно увидеть на объекте, необходимо рассчитать отношение поля зрения к размеру датчика. Это также известно, как первичное увеличение (PMAG) системы.
Отношение, связанное с системным PMAG, позволяет масштабировать разрешение пространства изображений. Как правило, при разработке приложения оно не указывается в lp/mm, а скорее в микронах (мкм) или долях дюйма. Можно быстро перейти к предельному разрешению объекта, используя вышеуказанную формулу для упрощения выбора разрешающей способности объектива z. Также важно иметь в виду, что есть много дополнительных факторов, и вышеназванное ограничение намного меньше дает погрешности, чем сложности учета многих факторов и расчета их с помощью уравнений.
Вычисление фокусного расстояния
Вам будет интересно: Сербохорватский язык: а существует ли он еще?
Например, камера Basler acA1300-30um имеет размер пикселя 3,75 x 3,75um и разрешение 1296 x 966 пикселей. Размер датчика составляет 3,75 мкм x 1296 на 3,75 мкм x 966 = 4,86 х 3,62 мм.
Формат датчика относится к физическому размеру и не зависит от размера пикселя. Этот параметр используется для определения того, с каким объективом камера совместима. Для того чтобы они совпадали, формат объектива должен быть большим или равным размеру датчика. Если используется объектив с меньшим форматом, изображение испытывает виньетирование. Это приводит к тому, что области датчика вне края формата объектива становятся темными.
Пиксели и выбор камеры
Чтобы увидеть объекты на изображении, должно быть достаточно места между ними, чтобы они не сливались с соседними пикселями, иначе они будут неотличимы друг от друга. Если объекты по одному пикселю, разделение между ними также должно быть не менее одного элемента, именно благодаря этому образуется пара линий, которая фактически имеет два пикселя в размере. Это одна из причин, по которой некорректно измерять разрешение камер и линз в мегапикселях.
На самом деле проще описать возможности разрешения системы в терминах частоты пар линий. Из этого следует, что при уменьшении размера пикселя разрешение увеличивается, поскольку можно поместить меньшие объекты на более мелкие цифровые элементы, иметь меньше пространства между ними и по-прежнему разрешать расстояние между снимаемыми предметами.
Это упрощенная модель того, как датчик камеры обнаруживает объекты, не принимая во внимание шум или другие параметры, и является идеальной ситуацией.
MTF контрастных диаграмм
Вместо этого намного легче измерить модуляцию или контрастность для пар чередующихся белых и темных линий. Они называются прямоугольной решеткой. Интервалом линий в прямоугольной волновой решетке является частота (v), для которого измеряют функцию модуляции или контраста объектива и разрешающую способность в см.
Максимальное количество света будет поступать из световых полос, и минимальное из темных полос. Если свет измеряется по яркости (L), можно определить модуляцию в соответствии со следующим уравнением:
Когда модуляция определяется с точки зрения света, ее часто называют контрастом Майкельсона, поскольку принимают соотношение освещенности от светлого и темного полос для измерения контраста.
Например, есть квадратная волновая решетка определенной частоты (v) и модуляции, а также присущий контраст между темными и светлыми областями, отражающийся от этой решетки через объектив. Модуляция изображения и, таким образом, контрастность линзы измеряют для данной частоты решетки (v).
Тестовые решетки USF печатаются на 98% яркой лазерной бумаге. Черный лазерный тонер для принтера имеет коэффициент отражения около 10%. Таким образом, значение для M 0 составляет 88%. Но поскольку пленка имеет более ограниченный динамический диапазон по сравнению с человеческим глазом, можно с уверенностью предположить, что M 0 составляет по существу 100% или 1. Таким образом, приведенная выше формула сводится к следующему более простому уравнению:
Таким образом, MTF len для данной частоты решетки (v) представляет собой просто измеренную модуляцию решетки (Mi) при фотографировании через линзу на пленку.
Разрешение микроскопа
Если две точки ближе друг к другу, чем ваше разрешение, они будут казаться нечеткими, а их позиции будут неточными. Микроскоп может предлагать высокое увеличение, но, если объективы имеют низкое качество, получившееся плохое разрешение ухудшит качество изображения.
На разрешение микроскопа влияют несколько элементов. Оптический микроскоп, установленный с большим увеличением, может создавать изображение, которое размыто, тем не менее оно все еще находится на максимальном разрешении объектива.
Разрешающая способность объектива телескопа
Вам будет интересно: Ведущие университеты Воронежа: особенности вузов и специальности
Подобно световой воронке, телескоп способен собирать свет пропорционально площади отверстия, это свойство является основной линзы.
Диаметр темного адаптированного зрачка человеческого глаза составляет чуть менее 1 сантиметра, а диаметр крупнейшего оптического телескопа составляет 1000 сантиметров (10 метров), так что самый большой телескоп в один миллион раз по площади сбора больше человеческого глаза.
Поэтому телескопы видят более слабые объекты, чем люди. И имеют приборы, которые накапливают свет, используя электронные датчики обнаружения в течение многих часов.
Раньше зеркала были сделаны из огромных толстых стеклянных плит, чтобы они не провисали. Сегодняшние зеркала тонкие и гибкие, но поддерживаются компьютерным управлением или иначе сегментируются и выравниваются с его помощью. Кроме задачи поиска слабых объектов, цель астронома также заключается в том, чтобы видеть их мелкие детали. Степень, в которой детали могут быть распознаны, называется разрешением:
Из-за волновой природы света и явлений, называемых дифракцией, диаметр зеркала или линзы телескопов ограничивает ее предельную разрешающую способность по отношению к диаметру телескопа. При этом разрешение означает наименьшую угловую деталь, которая может быть распознана. Маленькие значения его соответствуют отличной детализации изображения.
Радио телескопы должны быть очень большими, чтобы обеспечить хорошее разрешение. Атмосфера Земли является турбулентной и размывает изображения телескопа. Земные астрономы редко могут достичь предельной разрешающей способности аппарата.Турбулентный эффект атмосферы на звезде называется видением. Эта турбулентность заставляет звезды «мерцать». Чтобы избежать этих атмосферных размытых объектов, астрономы запускают телескопы в космос или помещают на высокие горы со стабильными атмосферными условиями.
Примеры расчета параметров
Данные для определения разрешающей способности объектива Canon:
На самом деле эти расчеты довольно сложные, но они помогут создавать изображение на основе размера датчика, формата пикселя, рабочего расстояния и поля зрения в мм. Вычисление этих значений определит лучший объектив для изображений и приложения.
Проблемы современной оптики
Объектив, предназначенный для 1-дюймового датчика, может стоить в пять раз больше, чем объектив, предназначенный для датчика ½ «, даже если он не может использовать те же характеристики с ограниченным разрешением в пикселях. Стоимостную составляющую нужно учитывать перед тем, как определить разрешающую способность объектива.
Сегодня оптическая обработка изображений сталкивается с большими проблемами, чем десять лет назад. Датчики, с которыми они используются, имеют гораздо более высокие требования к разрешению, а размеры форматов одновременно управляются как меньшими, так и большими, в то время как размер пикселей продолжает сокращаться.
В прошлом оптика никогда не ограничивала систему обработки изображений, сегодня она это делает. Там, где типичный размер пикселя составляет около 9 мкм, гораздо более распространенный размер составляет около 3 мкм. Это увеличение плотности точек в 81 раз не прошло бесследно для оптики, и, хотя большинство из устройств хорошие, процесс выбора объективов сейчас более важен, чем когда-либо раньше.