Страница не найдена — Снимай как профессионал

Как сжать фотографию без потери качества

Все современные цифровые средства фотографирования — смартфоны и цифровые фотоаппараты — позволяют делать высококачественные снимки. И чем качественней фотоснимок, тем…

Постоянный или импульсный свет в фотографии

Что выбрать, постоянный или импульсный свет в фотографии? Каждый из них обладает своими преимуществами, поэтому разберем, как использовать оба типа.

Правильное размещение человека в кадре

Как правильно размещать людей в кадре? Рассмотрим основные методы, как выигрышно расположить людей в кадре, и правила построения композиции портретов.

Идеи для осенней фотосессии

Идеи для осенней фотосессии в солнечную и пасмурную погоду, дождь и туман помогут пополнить альбом сказочными кадрами. Разберем подробнее каждый вариант.

Мягкий свет в фотографии

Фотографии с мягким освещением выглядят более профессионально и качественно. Используйте описанные в статье приемы и вы заметите, как улучшились результаты.

Как направить взгляд зрителя на снимках

Как направить взгляд зрителя на снимках, чтобы кадр стал шедевром и не затерялся среди миллионов других снимков. Рассмотрим основные правила и частые ошибки

Цветовой контраст в фотографии

Цветовой контраст в фотографии очень важен для получения хорошего кадра. В статье рассматриваются основные вопросы цветовой композиции и разбираются ошибки.

Ошибки при съемке тортов

Новички совершают одни и те же ошибки, снимая торты. Расмотрим самые распространенные, изучив которые, удастся выйти на хороший уровень при съемке десертов.

Как правильно снимать с внешней вспышкой

Важным помощником фотографа является фотовспышка. Рассмотрим, как выбрать вспышку и аксессуары к ней, как снимать с внешней вспышкой и как избежать ошибок.

Как снимать в контровом свете

Применение контрового света позволяет получить уникальные фотоработы. В статье описывается, как снимать в контровом свете и избежать основных ошибок.

Как использовать кольцевой свет

Кольцевой источник света стал широко использоваться в фотографии. Рассмотрим, как использовать кольцевой свет, достоинства и недостатки таких источников.

Как самостоятельно сделать кольцевой свет

Хотите поснимать с кольцевым источником, но не готовы сильно тратиться? В статье даны практические рекомендации, как самостоятельно сделать кольцевой свет.

Рейтинг портретных объективов

Чтобы повысить качество портретных фотографий, лучше обзавестись специальным объективом. Выбрать его поможет наш рейтинг портретных объективов.

Секреты качественной фуд-фотографии

Хотите научиться красиво снимать еду? Рассмотрим секреты качественной фуд-фотографии и технические приёмы: как выставить свет и организовать композицию.

Что нужно для фотосессии детей

Самое главное для детской фотосессии — это естественность и настоящие эмоции. Как настроить камеру и что нужно для фотосессии можно узнать из данной статьи.

Размытие фона на фотографии

При помощи размытого фона можно выделить объект съёмки и исключить ненужные детали. Рассмотрим, как добиться такого эффекта при съёмке или используя фотошоп

Как подобрать фотофон для предметной съемки

Как подобрать фотофон для предметной съемки? Рассмотрим, на что обратить внимание, как сэкономить на покупке, какие нюансы учитывать, фотографируя предметы.

Съемка черно-белого портрета

Хотите снять эффектный черно-белый портрет? Рассмотрим основные нюансы, правила композиции, как пользоваться светом и другими инструментами фотографа.

Основы предметной съемки

Новичкам, решившим освоить предметную съемку, стоит изучить ее основы. Рассмотрим, с чего начать, как правильно подобрать фон и свет, как настроить камеру.

Какие аксессуары необходимы для предметной съемки

Хотите стать предметным фотографом? Узнав, какие аксессуары необходимы для предметной съемки и обзаведясь ими, будет проще делать качественные фотографии.

Как сделать фотобокс для предметной съемки своими руками

Фотобокс для предметной съемки несет в себе много пользы. Рассмотрим, как и из чего можно сделать лайтбокс своими руками без ущерба качеству получаемых фото

ОПТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ЦИФРОВЫХ ФОТОАППАРАТОВ

• Главная страница  • Цифровая  и традиционная фотография  • Классификация цифровых фотоаппаратов  • Свето- чувствительные матрицы  • Оптические схемы  цифровых фотоаппаратов  • Затворы  цифровых фотоаппаратов  и экспозиционная автоматика  • Контрольные жидко- кристаллические дисплеи  • Память цифрового фотоаппарата  • Портативные накопители большой  емкости  • Фотовспышки  • Свет  в  цифровой фотографии  • Дополнительные возможности  цифрового фотоаппарата  • Электропитание цифрового  фотоаппарата  • Фотосъемка цифровыми видеокамерами  • Пленочная техника в цифровой фотографии  • Компьютеры  для цифровой  фотографии  • Программное обеспечение  для обработки  цифровых фотографий  • Накопители  для долговременного хранения цифровых фотографий  • Печать цифровых фотографий  • Аксессуары  для  цифрового фотоаппарата

Организуйте Ваши фото Загрузите программное обеспечение GOOGLE для фотографий С Picasa Вы можете быть уверенны, что Ваши фотографии всегда будут в порядке Установите БЕСПЛАТНУЮ программу PICASA на свой компьютер, перейдя по ссылке http://www.secreti.info/picasa7.html   Оптические схемы цифровых фотоаппаратов Конструкция цифрового фотоаппарата во многом повторяет конструкцию пленочной камеры. Фотоаппараты для узкой 35-миллиметровой пленки, в зависимости от устройства видоискателя, подразделяются на шкальные камеры с установкой резкости по шкале, нанесенной на фокусировочное кольцо объектива, на дальномерные камеры, в которых объектив наводится на фокус при помощи оптического дальномера, и на зеркальные фотоаппараты, в которых фокусировка объектива производится по изображению на матовом стекле, встроенном в оборачивающую пентапризму. По типу основного объектива пленочные фотоаппараты подразделяются на камеры со сменным объективом на фотоаппараты с жестковстроенным объективом. Цифровые фотоаппараты в целом соответствуют устоявшейся классификации пленочных камер. Правда, есть и отличия — наряду с «настоящими» зеркальными фотоаппаратами выпускаются камеры «псевдозеркальные», не имеющие аналогов среди пленочной аппаратуры. В «псевдозеркальных» цифровых фотоаппаратах функцию подъемного зеркала выполняет расщепляющая световой поток призма, расположенная между объективом и светочувствительным сенсором. Призма обладает свойством полупрозрачности. Часть светового потока используется в подобных камерах для построения изображения на матовой поверхности оборачивающей пентапризмы, часть — для экспонирования сенсора. В результате страдает светочувствительность сенсоров «псевдозеркальных» фотоаппаратов (оптические потери приходится компенсировать электронным способом), но упрощается конструкция камеры, уменьшается стоимость одновременно повышается надежность, поскольку нет механического узла подъема зеркала. С другой стороны, среди цифровых фотоаппаратов есть камеры, напрочь лишенные оптического видоискателя. Вместо телескопического или зеркального видоискателя в них используется встроенный контрольный дисплей, выполняющий функции матового стекла, по которому можно судить о компоновке кадра и наводке на резкость. Подобные камеры выпускаются компанией Nikon (модели CoolPix 2000, 2500 и 3500). Зачем цифровой камере оптический (телескопический или зеркальный) видоискатель, если подавляющее большинство фотоаппаратов имеют цветной дисплей, полностью повторяющий картинку, построенную светочувствительным сенсором? В том-то и дело, что изображение на дисплее соответствует реальному изображению лишь приблизительно. Малые размеры дисплея не позволяют вывести на его экран изображение с достаточно высоким разрешением, чтобы в полной мере оценить композицию будущего снимка и убедиться в том, что объектив наведен на резкость верно. Вторая причина — медлительность работы встроенного дисплея системы вывода изображений цифровой камеры. С момента включения питания камеры до ее полной готовности съемке проходит несколько секунд. При выключенном дисплее это время сокращается в раза. С выключенным дисплеем фотоаппарат потребляет в 2-3 раза меньше электроэнергии, что позволяет продлить время работы цифрового фотоаппарата. Но самое главное с оптическим видоискателем гораздо удобней работать. И телескопический, и зеркальный видоискатели дают более яркое и более полное изображение, чем контрольный жидкокристаллический дисплей. При ярком внешнем освещении изображение на дисплее становится неразличимым. Даже новейшие трансфлективные ЖК-матрицы, которых для подсветки применяется специальная отражающая пластина, установленная за слоем жидких кристаллов, ярким солнцем «справляются» плохо, не говоря уже о традиционных люминесцентных лампах подсветки (точнее, о плоских светящихся панелях). На абсолютном большинстве цифровых фотоаппаратов имеет место эффект виньетирования — обрезание части изображения при выводе его на экран контрольного дисплея. Получается, что камер, которых изображение на контрольном дисплее по геометрическим и цветовым параметрам совпадает с изображением, выдаваемым сенсором, не существует. Вместе тем, наличие простого телескопического видоискателя почти не сказывается на стоимости фотоаппарата, а фотограф при этом получает возможность выбора компоновать кадр при помощи электронного аналога матового стекла или использовать обычный телескопический видоискатель. Устройство телескопического видоискателя очень простое. В классическом виде это всего лишь пара ограничительных рамок, одна из которых выполняет роль объектива, а другая окуляра видоискателя. Более совершенна конструкция, состоящая из стеклянной монолитной прямоугольной призмы с плоскими поверхностями. Подобная призма не масштабирует (не увеличивает и не уменьшает) реальное изображение и является вариантом все тех же ограничительных рамок. Наконец, самая распространенная конструкция видоискателя виде миниатюрной галилеевской зрительной трубы, состоящей из передней собирающей задней оборачивающей линз. Общий коэффициент увеличения подобного видоискателя обычно меньше единицы то есть фотограф видит в окуляре видоискателя уменьшенное изображение, что позволяет рассмотреть всю площадь будущего кадра. Телескопический видоискатель в виде зрительной трубы, кроме пары линз, состоит из полупрозрачного стекла, на которое нанесены параллактические метки для правильного кадрирования снимка при съемке близких расстояний. Эффект параллакса возникает в том случае, если оптическая ось объектива не совпадает с оптической осью видоискателя. В результате на близких расстояниях от снимаемого объекта изображение в окуляре видоискателя оказывается смещенным не соответствует изображению, сфокусированному основным объективом на поверхности пленки или сенсора. В некоторых пленочных цифровых камерах параллактическая поправка вводится автоматически при помощи компенсаторной призмы, размещенной между передней задней линзами видоискателя. Но большинстве случаев достаточно и обычных полупрозрачных меток. Конструкция телескопического видоискателя позволяет разместить в поле зрения фотографа массу полезной информации. Например, световые или символьные индикаторы готовности встроенной вспышки, значений установленных автоматом экспопараметров, срабатывания автоматической фокусировки количества оставшихся кадров. Правда, видоискатели любительских цифровых камер подобным информативным набором индикаторов снабжаются крайне редко дополнительные полупрозрачные жидкокристаллические панели усложняют конструкцию камеры сказываются на ее стоимости. Совсем другое дело — полупрофессиональные и профессиональные цифровые зеркальные камеры. Здесь важность выведенной в окуляр оптического видоискателя информации трудно переоценить, особенно при оперативной репортерской или спортивной съемке.  (продолжение)

Как устроен объектив фотоаппарата

Объектив является неотъемлемой частью любого фотоаппарата, без него не получится сделать хороший снимок. Именно об объективах и его простейшем устройстве пойдет речь в этой статье.

Более подробная информация об объективах, об их видах и назначениях читайте в этом разделе Объективы фотокамер.

Как устроен объектив

Объектив современной фотокамеры состоит из нескольких линз, объединенных в оптические системы (например, оптическая схема Тессар). Число линз в объективах самых простых фотокамер — от одной до трех, а в современных дорогих фотоаппаратах их бывает до десяти или даже восемнадцати.

Оптических систем в объективе может быть от двух до пяти. Практически все оптические схемы устроены и работают одинаково – они фокусируют проходящие через линзы лучи света на светочувствительной матрице.

Только от объектива зависит качество изображения на снимке, будет ли фотография резкой, не исказятся ли на снимке формы и линии, хорошо ли она передаст цвета — все это зависит от свойств объектива, поэтому объектив и является одним из самых важных элементов современной фотокамеры.

Линзы объектива

Линзы объектива делают из специальных сортов оптического стекла или оптической пластмассы.  Создание линз одно из самых дорогостоящих операций создания фотокамеры. В сравнении стеклянных и пластмассовых линз стоит отметить, то пластмассовые линзы дешевле и легче. В настоящее время большинство объективов недорогих любительских компактных камер изготавливается из пластмассы. Но, такие объективы подвержены царапинам и не так долговечны, примерно через два-три года они мутнеют, и качество фотографий оставляет желать лучшего. Оптика камер подороже изготавливается из оптического стекла.

В настоящее время большинство объективов компактных фотокамер изготавливается из пластмассы.

Между собой линзы объектива склеивают или соединяют при помощи очень точно рассчитанных металлических оправ. Склейку объективов можно встретить намного чаще, нежели металлические оправы.

Оправа объектива

Не менее сложная деталь объектива, это его оправа , так как она должна предельно точно обеспечивать правильное положение линз. Кроме того, в оправу монтируется множество важных устройств, таких как,  диафрагма, фокусирующий механизм, затвор. С внешней стороны оправы располагаются кольца для управления фокусировкой и диафрагмой.

Объективы бывают встроенными в корпус фотоаппарата и съемными. На следующем рисунке показан съемный объектив. Такие объективы предназначены для зеркальных фотокамер и крепятся к корпусу при помощи резьбового или байонетного соединения. Объективы на резьбе просто ввинчиваются в оправу объектива. Этот вид крепления надежен, но в настоящее время ушел в прошлое. Его заметил байонет — специальный поворотный замок. На следующем рисунке показано изображение фотокамеры, снабженной байонетным замком. Объектив с байонетным замком устанавливают, совместив метки корпуса камеры и объектива и повернув по часовой стрелке до щелчка. Выгода такого соединения — в его простоте, в возможности смены объектива одним движением.

Примечание: Оптическая схема Тессар — была разработана доктором Паулем Рудольфом, и запатентована 25 апреля 1902 фирмой«Carl Zeiss». Имеет конструкцию из четырех элементов в трёх группах. Третья и четвертая линза склеены. Лепестки диафрагмы размещаются перед задним компонентом.

ЦИФРОВЫЕ ФОТОАППАРАТЫ | Наука и жизнь

Оптическая схема цифрового фотоаппарата.

Матрица ПЗС (прибор с зарядовой связью) размером 1×1,7 дюйма (2,5×4,25 см) может содержать до 50 миллионов светочувствительных элементов — пикселей.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Цифровые фотоаппараты могут иметь как совершенно оригинальную форму, так и традиционную, напоминающую зеркалку или «мыльницу».

Цифровые аппараты записывают изображение либо на стандартную дискету, которую можно вставить непосредственно в дисковод компьютера, либо на специальную смарт-карту (вставлена в адаптер).

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

‹

›

Электронная фотография, не использующая для получения изображения эмульсию с галогенидами серебра, появилась довольно давно. Наиболее известно ее применение для съемки с космических аппаратов небесных тел и земной поверхности. Электроника позволила передать на Землю их изображение, качество которого удовлетворяло самым строгим требованиям. Съемка велась одновременно в разных частях спектра несколькими объективами, отчего информативность снимков была значительна выше, чем при обычной цветной съемке.

Для фотолюбителей электронная фотография стала доступной с развитием телевидения, когда появились устройства для печати телевизионного изображения на специальной бумаге, которую можно условно отнести к фотографической. Правда, быстродействия этих устройств не хватало для записи быстрых движений. С распространением видеомагнитофонов, имеющих режим стоп-кадра, и печатных устройств с памятью, которые фиксировали нужную картинку, этот недостаток утратил свое значение. Они позволили также впечатывать в одну фотографию несколько изображений, текст, в небольших пределах менять масштаб снимка, корректировать цветопередачу и т. д. Подобные видеопринтеры позволяют получить изображение с экрана телевизора, с видеомагнитофона, компьютера, цифрового фотоаппарата и видеокамеры, имеющих видеовыход. Формат снимков у большинства моделей несколько меньше 9×12 см.

Полезное дополнение к видеопринтеру — фотовидеокамера, предназначенная для пересъемки слайдов и негативов в обращенном виде, то есть как позитив. Ее вариообъектив позволяет снимать мелкие предметы и делать выкопировки с увеличением до 6 раз. Разумеется, у подобных устройств наводка на резкость, экспозиция, корректировка цветопередачи могут производиться автоматически или вручную. Резкость изображения относительно большая, она измеряется по телевизионному стандарту в линиях по горизонтали и может быть выше 450 линий.

В последнее десятилетие появились доступные любителям устройства для записи изображения на магнитные носители — всевозможные пластинки или диски, а также на оптические диски (DVD).

Примерно в это же время любительское телевидение стало переходить на цифровую обработку сигналов — так называемую цифровую запись. Это позволило главным образом сделать возможным перезапись изображения без потери качества и немного поднять его резкость, примерно до 500 линий по горизонтали. Предыдущие системы любительской видеозаписи могли давать изображение с резкостью около 400 линий.

Практически все модели любительских цифровых видеокамер имеют режим съемки «фото», при котором камера записывает не фильм, а неподвижный кадр, только одно изображение. Для этого они зачастую снабжаются встроенной вспышкой. Отдельные модели камер позволяют записать на одной кассете до 1000 снимков. Можно отпечатать и любой кадр видеофильма на принтере, однако в этом случае усложняются поиск кадра и его «захват», то есть остановка выбранного изображения на экране телевизора или дисплее компьютера. Эту операцию можно предельно упростить, если воспользоваться платой «захвата», вставляемой в компьютер. Такие платы выпускают изготовители цифровых видеокамер.

Компьютер позволяет редактировать изображение: менять тональность снимка, цветопередачу, контраст; удалять ненужные детали и мелкие дефекты. К простейшим операциям относятся кадрирование и цветокоррекция.

Качество отпечатков, получаемых с помощью цифровых видеокамер, по сравнению с обычными фотографиями ниже. Это различие становится заметным уже при формате отпечатка более 9×12 см. А цифровой фотоаппарат дает изображение, сравнимое по качеству с фотографией, снятой обычным фотоаппаратом.

Принцип работы цифровых фотоаппаратов сходен с принципом работы телевизионных камер. Объектив фотоаппарата проецирует изображение на так называемый прибор зарядовой связи (ПЗС) — пластинку с несколькими сотнями тысяч микроконденсаторов на поверхности. Под действием света каждый конденсатор заряжается. Величина заряда определяется интенсивностью света, его яркостью. Электроника камеры последовательно снимает заряды с каждого конденсатора. Информацию о цвете получают двумя различными способами. По первому каждые три рядом расположенных конденсатора закрывают светофильтрами разного цвета. В результате один конденсатор воспринимает красный цвет, второй — зеленый и третий — синий. По второму способу свет делится фильтрами и призмами на три луча: красный, зеленый и синий. Каждый луч попадает на свою матрицу ПЗС.

Качество изображения определяется размерами конденсаторов. Для удобства говорят не о количестве конденсаторов, а о количестве пикселей, образующих изображение. Резкость конечного отпечатка определяют по допустимому размеру точки на изображении. Минимальным размером точки при рассматривании изображения с расстояния 25 см считается 0,2 мм. При больших размерах точки глаз будет различать структуру изображения.

Зная количество пикселей у ПЗС цифрового аппарата, нетрудно рассчитать предельный размер отпечатка, у которого еще не будет видна структура изображения. Положим, мы хотим получить отпечаток размером 9×12 см. Очевидно, ПЗС должно иметь 90:0,2 х 120:0,2 = 450×600, то есть около 300000 пикселей. Такое число пикселей имеют даже самые простые цифровые фотоаппараты. Предел по числу пикселей у аппаратуры, доступной по цене фотолюбителям, приближается к 2 мегапикселям, то есть к 2000000.

Снимок, сделанный камерой с более чем 1 мегапикселем, можно увеличивать до формата примерно 24×30 см, правда, с некоторыми оговорками. Разумеется, при этом говорить о кадрировании снимка не приходится. В традиционной фотографии с негатива размером 24×36 мм можно сделать без потери качества отпечаток с увеличением примерно в 10 раз, то есть 24×36 см, и качество его будет выше. Резким считается отпечаток, имеющий десять линий на миллиметр с пробелами такой же ширины, как и линии. С пересчетом на точки при равном качестве отпечатков традиционной и цифровой фотографий получается, что с негатива размером 24×36 мм можно делать увеличения значительно больше, чем в 20 раз.

Профессиональные цифровые фотоаппараты делают примерно такие же увеличения, как и традиционные, ибо их ПЗСы имеют не менее 10 мегапикселей. Кроме того, электроника позволяет как бы усреднять изображение на соседних участках, повышая кажущуюся резкость в два с лишним раза. Называется такой способ интерполяцией, и применяется он довольно часто в устройствах для пересъемки, например, слайдов.

Резкость отпечатка характеризуют числом пикселей на единицу длины (обычно на дюйм) и обозначают числом dpi. Зная размер изображения, нетрудно подсчитать общее число пикселей, но обычно этого не делают. Изображение с 1200 dpi считается резким, если его рассматривают с расстояния 25 сантиметров.

Качество изображения зависит и от объектива. Если у ПЗС аппарата меньше 500 тысяч пикселей, требования к объективу не очень высоки. У аппаратов с вдвое большим разрешением должен быть объектив не менее качественный, чем у зеркальной малоформатной камеры. Поэтому цифровые аппараты нередко комплектуются объективами обычных зеркальных камер, а к крупно- и широкоформатным камерам для обычной пленки выпускаются цифровые задники с довольно большими ПЗС.

Сравнивать фокусные расстояния объективов цифрового и малоформатного аппаратов затруднительно. Размеры ПЗС у различных камер разные, поэтому объективы, проецирующие изображения с одинаковыми углами зрения, у разных камер имеют различные фокусные расстояния.

У обычных камер ПЗС по размеру меньше, чем кадр малоформатного аппарата. Это позволяет существенно уменьшить длину фокусного расстояния и упростить конструкцию объектива, а у вариообъективов — получить качественное изображение при изменении фокусного расстояния больше, чем в 10 раз. Кроме того, появляется возможность макросъемки обычным объективом в масштабе 1:1.

У некоторых моделей аппаратов размер изображения может изменяться с помощью электроники только раза в два (у видеокамер — до 100 раз). Это объясняется более высокими требованиями к качеству снимка, которое резко падает при уменьшении числа пикселей. Кроме того, при большом увеличении могут всплыть всевозможные дефекты электронного изображения. Изображение, скажем, может получиться в виде мозаики из прямоугольников.

Электроника позволяет уже во время съемки использовать всевозможные эффекты. В обычных аппаратах для этого используются светофильтры и разнообразные насадки, умножающие или делящие изображение. При съемке подобные цифровые эффекты используются редко, особенно если предполагается обработка изображения на компьютере, поскольку при такой обработке можно, не портя первоначального изображения, получить значительно больше эффектов.

Применение эффектов упрощается при съемке камерами с видоискателем в виде панели с жидкокристаллическим дисплеем, который у некоторых камер высокого класса приставной. Это делает камеру легче и позволяет экономить элементы питания, используя дисплей только при необходимости. По конструкции видоискателя цифровые камеры, как и традиционные, несколько условно делят на зеркальные и дальномерные (они имеют либо автоматическую наводку на резкость, либо объективы с установкой на гиперфокальное расстояние).

Одно из основных отличий цифровой камеры от традиционного фотоаппарата — возможность регулировать качество цветного изображения в соответствии со спектром освещения, которое обычно оценивается по температуре источника света в кельвинах. При съемке обычными аппаратами для этого используются конверсионные светофильтры. Электроника камеры позволяет учитывать особенности освещения автоматически, а у некоторых моделей это можно также делать от руки. Такая регулировка позволяет получить белый лист на отпечатке белым при любом освещении и, разумеется, вручную изменить цветопередачу в нужную сторону. В целом такая регулировка называется управлением «баланса белого».

Светочувствительность ПЗС простых моделей обычно близка к 100 единицам ГОСТ фотопленки. У некоторых камер она может регулироваться в довольно широких пределах и достигать нескольких тысяч единиц. Светосила объективов редко превышает 2, минимальная выдержка — порядка 1/10000 секунды, правда, только у аппаратов, которые можно считать профессиональными.

Экспозиция у всех камер устанавливается автоматически. Ее замер может быть интегральным, средневзвешенным или точечным. Переход от одного способа к другому в большинстве камер осуществляется по желанию снимающего. У ряда камер предусмотрены съемка с экспозиционной вилкой, ручная коррекция экспозиции, установка диафрагмы и выдержки.

Подавляющее число камер имеет встроенную вспышку, которая может включаться автоматически при недостатке света или при съемке сюжетов с большим контрастом, например против света. Для управления съемкой и вспышкой у камер могут быть предусмотрены различные программы — от простейших для съемки ландшафта до сложных, применяемых в сумерках. Некоторые модели могут делать несколько снимков в секунду, другие — кадр за одну-две секунды.

Для регистрации видеосигналов иногда используются упрощенные видеомагнитофоны небольшого размера, которые пишут не на магнитную ленту, а на обычную дискету 3,5 дюйма. Но большинство камер запись производят на сменяемые, подобно дискетам, носители — модули памяти. Наиболее распространены Compact Flash и Smart Media. У некоторых моделей есть только встроенная память, что не всегда удобно, так как после ее заполнения приходится стирать изображение. Эта работа облегчается, если камера имеет дисплей, на котором можно отобрать ненужные кадры.

На снимок высокого качества требуется много памяти, например, у камеры с ПЗС в 1 мегапиксель на один снимок расходуется 6 Мб памяти. Чтобы увеличить количество снимков, записываемых на носитель, применяется сжатие, отсекающее часть информации о цвете сюжета. Наиболее распространено сжатие по так называемому протоколу JPEG, менее известен способ MPEG-1, который применяется для передачи изображения в Интернет. В камерах, рассчитанных на получение изображения высокого качества, сжатие либо вообще не применяется, либо предусматривается несколько его режимов (максимальный, умеренный и без сжатия).

Один из недостатков цифровых фотоаппаратов — невозможность хранить изображение достаточно долго, несколько лет. Поэтому изображения перезаписывают на оптические диски (DVD), которые, кстати, используются в отдельных моделях профессиональных камер для съемки. Большая их емкость позволяет собрать на одном диске многие тысячи снимков и применить автоматическую поисковую систему, отбирающую нужные снимки сразу по многим параметрам.

Основной недостаток цифровой фотографии: высокая стоимость как цифровой камеры, так и отпечатка — постепенно уходит в прошлое. Дополнительные возможности: передача снимка без особой сложности в Интернет, заказ снимков по телефону с отправкой их в печатный центр по электронной почте и другие — позволяют полагать, что цифровая фотография рано или поздно вытеснит традиционную.

КАК РАССМАТРИВАТЬ СТЕРЕОФОТОГРАФИИ

(См. 4-ю стр. обложки.)

Журнал «Наука и жизнь» неоднократно публиковал подборки стереоскопических фотографий, рисунки, создающие оптические иллюзии различного рода (см. «Наука и жизнь» №№ 5, 8, 1969г., № 2, 1970г., № 1, 1979 г., № 10, 1986 г., № 8, 1994 г., № 2, 1995 г., № 4, 1998 г.). Предлагаем посмотреть новые стереоснимки.

Напоминаем, что рассматривать эти стереопары нужно инверсным способом: правый глаз должен видеть левую половинку стереопары, а левый — правую.

Ограничив поле зрения правого глаза до половины экрана правой рукой (правый глаз должен видеть только левую картинку) и так же левой рукой загородив левую картинку, вы уберете мешающие изображения — останется только одна объемная картинка.

Оптические схемы объективов Carl Zeiss

Carl Zeiss – легендарный бренд в мире фотографии. Компания была основана в 1846 году и сопровождает фотопроизводство на протяжении всей его истории.

Но не только возраст – причина авторитета бренда. Главная причина – огромное количество изобретений и ноу-хау в производстве оптики, которые бренд разработал и воплотил в жизнь. А впоследствии они были подхвачены другими производителями.

Каждый современный объектив, каким бы брендом он ни был создал, в какой-то мере копирует технологии компании Carl Zeiss. А собственная оптика Carl Zeiss, выпускаемая сегодня, продолжает служить эталоном объективов.

 

Основатели бренда Carl Zeiss: Эрнст Абби и Карл Цейс

 

Компания носит имя своего основателя Карла Фридриха Цейса, но успех предприятия такого масштаба – результат труда не одного человека, а группы выдающихся ученых и изобретателей. История началась с того, что, окончив Йенский университет, молодой инженер Карл Цейс открыл производство микроскопов. Начав с простейших конструкций, он постепенно усложнял их, до тех пор, пока они не получили премию на промышленной выставке и не были признаны в числе лучших научных достижений Германии. Тогда Карл Цейс решил было, что его деятельность достигла вершины успеха, но встреча с другими учеными-изобретателями дала совершенно новый поворот его истории и открыла новые, непредвиденные возможности. Этими новыми людьми стали физик Эрнст Абби и химик Отто Шотт. Первый внес существенный вклад в развитие оптики как науки, и, в частности, изобрел методы борьбы с оптическими аберрациями. А второй заложил основы производства стекла, используемые по сей день, а специально и исключительно для Карла Цейса разработал особый тип линз.

Огромный вклад Carl Zeiss в развитие технологий фотообъективов состоял в изобретении оптических схем, которые и по сей день используют производители объективов практически всех брендов.

 

Planar

Оптическая схема Planar и пример фотографии, сделанной объективом Sony A 50mm f/1.4 Carl Zeiss

 

Planar – первая оптическая схема, созданная компанией Carl Zeiss в 1897 году. В основу схемы была положена конструкция телескопов, разработанная в начале 19 века Карлом Гауссом. Planar состоит из двух таких конструкций, симметрично повернутых друг к другу, а точно посередине между ними расположено отверстие диафрагмы. Название произошло от немецкого слова plan – «плоскость», что подчеркивает основное достоинство объектива – отсутствие деформации плоскости изображения по краям кадра. Также объективы Planar отличаются превосходным разрешением.

В постсоветском пространстве схема Planar хорошо знакома фотографам благодаря объективам Гелиос, сконструированных именно по этой схеме. Объективы Гелиос выпускаются до сих пор и пользуются спросом среди фотолюбителей из-за специфического «крученого» боке.

Самый легендарный Planar – объектив Carl Zeiss Planar 50mm f/0.7, один из самых светосильных в мире! Он был разработан в 1966 году специально для НАСА для съемки поверхности темной стороны Луны. НАСА заказала 6 таких объективов, и каждый экземпляр стоил американскому правительству около миллиона долларов. Позднее режиссер Стэнли Кубрик заказал бюджетную версию этого объектива для съемок фильма «Барри Линдон», чтобы снимать сцены только при свете свечей – для передачи аутентичной атмосферы эпохи. Всего в мире существует 10 экземпляров этого объектива.

 

Объектив Carl Zeiss Planar 50mm f/0.7 и снятый с его помощью кадр из фильма Барри Линдон 

 

Biotar – дальнейшее развитие схемы Planar, получившее распространение с 20-х годов XX века. Схема Biotar похожа на Planar, но имеет продуманные отклонения от симметрии, что дало большой простор для доработок и бесконечное количество вариаций. Элементы в объективах Biotar перемещаются и объединяются в группы в самых разных комбинациях. Почти все современные светосильные зум-объектив со стандартным фокусным расстоянием 50-100mm сконструированы именно по схеме Biotar.

 

Tessar

Оптическая схема Tessar и пример фотографии, сделанной объективом Sony FE 24-70mm f/4.0 Carl Zeiss

 

Tessar – оптическая схема, запатентованная в 1902 году, и классически состоящая из четырех элементов в трех группах, причем в одной, задней группе, линзы склеены и отделены от остальных групп диафрагмой. Объективы Tessar отличает резкое и контрастное изображение, за что они получили распространенное прозвище «Орлиный глаз». 

Именно схема Tessar использована в конструкции большинства объективов Nikon, а советский объектив «Индустар» очень близко копирует подлинные объективы Tessar от Carl Zeiss.

Обе схемы, Planar и Tessar, изобретены Паулем Рудольфом специально для Carl Zeiss.

 

Sonnar

Оптическая схема Sonnar и пример фотографии, сделанной объективом Sony FE 55mm f/1.8 Carl Zeiss

 

Sonnar – схема, разработанная в 1929 году Людвигом Бертеле. Название произошло от немецкого слова Sonne – «солнце», что подчеркивает главное свойство этой схемы – светосилу. Большинство линз в таких объективах плотно прилегают друг к другу без воздушных прослоек, и это дает два важных преимущества: компактный размер объектива и высокий контраст фотографий. По сравнению с Planar, у объективов Sonnar больше аберраций, но зато выше контраст и устойчивость к контровому свету. А по сравнению с Tessar – меньше аберраций и больше светосила. Правда, в современных объективах практически все «слабые места» всех оптических схем доработаны или компенсированы. 

Самые известные советские объективы с системой Sonnar – «Юпитер».

Biogon – вторая значимая разработка Людвига Бертле, созданная для умеренно широкоугольных объективов. Biogon предназначен для фокусного расстояния, равного половине диагонали кадра, и имеет симметричную конструкцию. Симметричная конструкция дает ряд преимуществ: минимум оптических искажений, светосилу, равномерное разрешение по всему полю кадра.

 

Distagon

Недостатком обеих оптических схем Людвига Бертле является короткий рабочий отрезок, что делает их неприменимыми для зеркальных фотоаппаратов. Для объективов зеркалок схема Biogon не используется вообще, а Sonnar – используется в основном для телеобъективов с фокусным расстоянием от 135mm. Схемы Planar и Tessar, прекрасно подходя для нормальных фокусных расстояний, на сверхшироком угле приводят к потери яркости по краям кадра. Все это вызвало необходимость дополнительных разработок для широкоугольной съемки. И в 1950 году Харри Золингер из Carl Zeiss и француз Пьер Анженю, работая каждый сам по себе, практически одновременно нашли новое решение. Анженю назвал свою конструкцию Retrofocus, и это название стало нарицательным для объективов, сделанных по данной схеме – ретрофокусные объективы.

 

Оптическая схема Distagon и пример фотографии, сделанной объективом Sony A 24mm f/2.0 SSM Carl Zeiss

 

Distagon – оптическая схема, разработанная Золингером специально для широкоугольных объективов зеркальных фотоаппаратов. Название происходит от слов «distance» и «gonia» – «расстояние» и «угол», что подчеркивает две важнейшие особенности конструкции: широкий угол обзора и большое расстояние от задней линзы до кадра (рабочий отрезок). Оптическая схема Distagon очень ассиметрична: передние элементы значительно крупнее, чем задние, и имеют выпуклую сферическую форму. Это вызывает ряд оптических искажений, таких как дисторсия и аберрации, а также делает объективы довольно громоздкими и дорогими. На устранения этих недостатков были направлены дальнейшие доработки схемы.

Разработка сверхширокоугольных объективов – до сих пор остается самой сложной задачей у производителей оптики. Ее решение включает ряд узкоспециализированных задач. В связи с этим, например, группа специалистов компании Nikon, занимавшаяся разработкой широкоугольных объективов, отсоединилась от компании, чтобы сосредоточиться на своих исследованиях, и со временем основала собственный бренд Tokina, который разрабатывает лучшие на сегодняшний день сверхширокоугольные зум-объективы. 

 

Автор: Олег Беликов

Тенденции в цифровой фотографии. Часть 1 (Объективы) / Фото и видео

Представьте себе фотоаппарат, оборудованный объективом с постоянным фокусным расстоянием 55 мм, со свободным фокусом (по англоязычной терминологии focus free) и максимальной диафрагмой f/4,5. «Мыльница» -с отвращением произнесёт большинство из читателей. Именно так назывались примитивные изделия из Юго-Восточной Азии, заполонившие российский рынок в начале девяностых. Вышеописанная камера тоже появилась в 1990 году, однако, в отличие от «мыльниц», стоила она дороже некоторых профессиональных «зеркалок».

Объяснялось это тем, что упомянутый фотоаппарат был цифровым. Точнее — первой любительской цифровой камерой Dycam Model 1,более известной под названием Logitech FotoMan FM-1.

Logitech FotoMan FM-1 (разрешение 376X284, объектив 55 мм, f/4,5)

Впрочем, пенять на примитивность оптики не приходилось — при разрешении 376X284 использовать высококачественный вариообъектив не имело никакого смысла. И хотя в том же 1990 году появилась первая цифровая «зеркалка» Kodak DCS-100, созданная на базе плёночной камеры Nikon F3 (одна из лучших профессиональных моделей того времени) и использовавшая весь спектр прекрасной оптики Nikkor, среди любительских цифровых фотоаппаратов по сей день встречаются экземпляры, оснащённые объективом класса «мышкин глаз». Впрочем, цифровые фотоаппараты именно с такой оптикой дали возможность «демократизировать» цены на данный тип техники. В частности, появившийся в 1996 году в Санкт-Петербурге Kodak DC-20 (OEM-версией фотоаппарата Chinon ES-1000) стоил порядка трёхсот долларов.

Kodak DC-20 (Разрешение 493X373, объектив 47 мм, f/4)

И хотя особым комфортом в эксплуатации камера отнюдь не блистала (отсутствовали ЖК-дисплей, вспышка и сменная память), низкая цена, миниатюрные габариты, малый вес и скромное энергопотребление сделали DC-20 «первым шагом в мир цифровой фотографии» для довольно большого числа пользователей.

Однако с ростом разрешения ПЗС-матриц стало ясно, что невысокое оптическое разрешение объектива и отсутствие автофокуса уже не соответствуют возможностям сенсоров. Поэтому уже в 1995 году появились фотоаппараты с автофокусным объективом, одной из которых была DC-50 Zoom (OEM-версия Chinon ES-3000, известная также под обозначением Dycam 10-C).

Kodak DC-50 Zoom (Разрешение 756X504, объектив 37-11 мм, f/2,8-f/4)

Объектив этой камеры был не только автофокусным — его фокусное расстояние было переменным (от 37 до 111 мм в эквиваленте 35-миллиметровой камеры), что значительно расширяло возможности пользователя. Такой тип оптики ошибочно принято называть «зум-объективом» (от английского zoom), хотя более правильным термином является «вариообъектив».

Помимо значительно улучшившейся оптики, DC-50 Zoom характеризовалась такими «вкусностями», как вспышка, ЖК-дисплей и отсек для сменной памяти. Хотя по внешнему виду фотоаппарат Kodak оказался больше похожим на видеокамеру (и такой дизайн не прижился в цифровой фотографии), вышеперечисленные компоненты стали стандартными для всех цифровых фотокамер, а автофокусный вариообъектив применяется в подавляющем большинстве моделей. Впрочем, данный тип оптики варьируется как по габаритам, так и по кратности, светосиле, оптическому разрешению и уровню геометрических и хроматических аберраций.

Для уменьшения габаритов объектива в ряде случаев «хобот» с оптикой «втягивается» в корпус фотоаппарата при его выключении. Впервые такое конструктивное решение было применено в компактных 35-миллиметровых фотоаппаратах, а в цифровой фотографии выдвигающимся вариообъективом обзавелась вначале камера фирмы Kodak — в 1997 году появилась DC-210, OEM-версия KINON DC-1100. Впрочем, объектив DC-210 был не автофокусным, а вот у появившегося позднее Olympus C-900Z (американское обозначение D-400Z) и кратность оптики была выше (три вместо двух), и автофокус имелся.

Kodak DC-210 (Разрешение 1152X864, объектив 29-58 мм, f/4-f/4,7)

Olympus C-900Z (Разрешение 1280X960, объектив 35-105 мм, f/2,8-f/4,4)

Наличие автофокуса, помимо более резкого изображения близкорасположенных объектов съёмки, обеспечивало и более высокую светосилу объективов. Дело в том, что в объективах со свободным фокусом, которыми оборудованы Kodak DC-20 и DC-210, используется такое оптическое свойство, как гиперфокальное расстояние — минимальное расстояние от съемочного объектива до воображаемой плоскости в пространстве. При фокусировке объектива на эту плоскость дальняя граница изображаемых им резко объектов оказывается в бесконечности, а ближняя граница (то есть минимальная дистанция съемки) оказывается на расстоянии, равном половине гиперфокального расстояния.

Поскольку величина гиперфокального расстояния прямо пропорциональна квадрату фокусного расстояния объектива и обратно пропорциональна его диафрагме, производители, стремясь уменьшить ближнюю границу съемки (хотя бы до 1,5 метров), используют объективы с максимально закрытой диафрагмой, которые совершенно не приспособлены для съёмки при недостаточной освещённости.

Если приходится снимать в помещении со слабым источником света, либо на улице в сумерках, то оптика должен быть как можно более светосильной. Как правило, таковым считается объектив, минимальное значение диафрагменного числа которого 2,8 и ниже. Производители вариообъективов считают «светосильной» оптику с самыми разными параметрами, однако правильнее всего называть этим термином такой объектив, у которого при «коротком» фокусе максимальное относительное отверстие эквивалентно f/2,0-f/2,8, а при «длинном» фокусе — f/2,5-f/3,0. Такая оптика обеспечивает более интенсивный световой поток, чем обычные объективы, поэтому можно использовать «короткие» выдержки и уменьшить риск «сдёргивания» кадра. Кроме того, светосильные объективы более «спокойно» переносят установку различных насадок — насадочных линз и светофильтров, так как ослабление светового потока этими насадками ограничивает их использование совместно с обычными объективами.

Одной из первых цифровых фотокамер со светосильным объективом была Olympus C-2000 Zoom, появившаяся в 1999 году. Помимо высокой (f/2.0-f/2.8) светосилы, вариообъектив (от 35 до 105 мм в эквиваленте 35-миллиметровой камеры) C-2000 Zoom отличался низким уровнем геометрических и хроматических аберраций и хорошим запасом оптического разрешения, позволявшим полностью раскрыть возможности двухмегапиксельной матрицы фотоаппарата.

Olympus C-2000Z (Разрешение 1600X1200, объектив 35-105 мм, f/2-f/2,8)

Из других особенностей объектива C-2000 Zoom следует отметить наличие резьбы, позволявшей установить насадочные линзы и светофильтры. В сочетании с расширенным набором функций (режимы обсчёта экспозиции с приоритетом по диафрагме либо выдержке, точечный и матричный экспозамер) и разъёмом для подключения внешней вспышки, пользователь получал возможность вести съёмку в самых сложных условиях. Фактически, фотоаппарат Olympus ознаменовал собой момент перехода любительских цифровых камер из разряда игрушек в категорию инструментов для работы.

Как и у многих других моделей, объектив C-2000 Zoom при выключении камеры втягивался в корпус, что позволяло уменьшить габариты фотоаппарата. Однако существовали и другие способы сделать камеру компактнее.

Одним из них была «переламывающаяся» схема, при которой объектив с видоискателем и вспышкой располагались в одном блоке, а отсеки для аккумуляторов и сменной памяти, ЖК-дисплей и вся электроника — в другом. Между собой блоки соединялись шарниром, и потому могли поворачиваться на довольно большой угол. Впервые такая компоновка была применена в 1996 году фирмой CASIO для своей модели QV-10, однако в этом фотоаппарате «переламывание» использовалось исключительно для большего комфорта при съёмке из неудобных положений (например, поверх толпы), и компактности камере не добавляло.

Casio QV-10 (Разрешение 320X240, объектив 62 мм, f/2)

А вот у появившейся в 1997 году AGFA ePhoto 1280 при съёмке требовалось развернуть блок с объективом так, чтобы он располагался под углом 90 градусов к основному блоку. При транспортировке блок с объективом поворачивался вертикально, и фотоаппарат занимал значительно меньше места в глубину.

Agfa ePhoto 1280 (Разрешение 1024X768, объектив 38-114 мм, f/2,8-f/3,5)

Среди аппаратов с такой схемой наибольшую популярность приобрели модели серии Coolpix 9xx фирмы Nikon,первым из них был появившийся в 1998 году Coolpix 900.

Nikon Coolpix 900 (Разрешение 1280X960, объектив 38-115 мм, f/2,4-f/3,6)

Необходимо заметить, что «переламывающая» конструкция, помимо преимуществ (компактность, возможность съёмки из неудобных положений), обладает также серьёзным недостатком — поскольку вспышка расположена в одном блоке с объективом, её излучатель находится слишком близко к оптической оси объектива, в результате значительно возрастает риск появления «красных глаз» на снимке. Именно поэтому в последних моделях «переломной» схемы Nikon использовал откидывающуюся на шарнире вверх вспышку.

Nikon CoolPix 4500 (Разрешение 2272X1704, объектив 38-152 мм, f/2,6-f/5,1)

Впрочем, принимались и более экзотические меры по уменьшению габаритов объектива. Например, фирмой Minolta была разработана камера Dimage X, в которой объектив располагался внутри корпуса в вертикальной шахте, а изображение в него попадало благодаря окошку с призмой, «поворачивавшей» световой поток на 90 градусов — как в перископе. Несмотря на то, что аппарат получился очень компактным и лёгким, а пользователю не приходилось терять время на выдвигание объектива из корпуса, в целом конструкция оказалась не слишком удачной — слишком заметными были дисторсия и низкое оптическое разрешение.

Minolta DiMAGE X (Разрешение 1600X1200, объектив 37-111 мм, f/2,8-f/3,6)

Фирма Pentax пошла другим путём, разработав объектив, в котором при выключении фотоаппарата и «втягивании» оптики в корпус центральные линзы поднимались вверх, таким образом, в «сложенном» виде компоненты занимали меньше места в глубину. Такое инженерное решение было весьма интересным, тем не менее, объектив, использовавшийся, в частности, в камере Casio EXILIM EX-Z3, характеризовался довольно заметной дисторсией, а также «бочкой» и виньетированием на «коротком» фокусе.

Casio EXILIM EX-Z3 (Разрешение 2048X1536, объектив 35-105 мм, f/2,6-f/4,8)

Так или иначе, большинство современных компактных цифровых фотокамер снабжаются вариообъективами обычной, хотя и довольно миниатюрной, конструкции. А вот схема объективов первых цифровых фотоаппаратов с оптикой высокой (порядка 10Х) кратности по-настоящему интересна с инженерной точки зрения.

Дело в том, что чем больше фокусное расстояние объектива, тем «короче» максимальная допустимая выдержка. Такое ограничение вызвано тем, что при колебании объектива относительно его продольной оси световой поток, отраженный от объекта съемки, в процессе экспонирования смещается от оптической оси, в результате кадр получается «смазанным». Чтобы избежать этого, применяется так называемое «правило обратной пропорциональности», согласно которому соотношение фокусного расстояния и выдержки, не вызывающей «смазанности», обратно пропорционально. То есть при фокусном расстоянии 200 мм выдержка не должна быть продолжительнее 1/200 секунды.

Избежать ограничения по минимальной выдержке можно использованием штатива, однако он представляет собой довольно громоздкое устройство, поэтому объективы, предназначенные для телесъёмки, зачастую оснащают системами оптической стабилизации. Одной из наиболее удачных конструкций является Image Stabilizer, разработанная фирмой Canon.

Конструкция данного устройства достаточно сложная, чтобы описывать ее детально, а основной принцип состоит в использовании линзы, перемещающейся перпендикулярно оптической оси.

Принцип работы системы оптической стабилизации Canon Image Stabilizer

Стабилизация посредством перемещения линзы осуществляется как в вертикальной, так и горизонтальной плоскости. Система гироскопических сенсоров определяет как направление, так и скорость смещения. Для перемещения корректирующей линзы используется соленоид, поскольку такие приводы отличаются малыми габаритами и весом, быстрой реакцией и скромным энергопотреблением. Определение текущей позиции линзы осуществляется инфракрасными датчиками, а вся работа управляется высокопроизводительным микропроцессором.

При использовании системы Image Stabilizer выдержку можно увеличивать примерно в 4 раза относительно правила обратной пропорциональности. Например, выдержка в 1/50 может успешно применяться при фокусном расстоянии 200 мм.

Одной из первых «дальнобойных» (с кратностью не менее 10Х) камер стала появившаяся в 1998 году SONY Mavica FD-91. Внушительные габариты фотоаппарата позволили оборудовать его мощным автофокусным вариообъективом с диапазоном фокусного расстояния от 37 до 518 миллиметров, что составляло рекордную кратность 14Х.

SONY Mavica FD-91 (Разрешение 1024X768, объектив 37-518 мм, f/1,8-f/3,2)

Чтобы обеспечить возможность съемки с «длинной» выдержкой, была использована система оптической стабилизации собственной разработки SONY под названием SteadyShot. При включении функции стабилизации объектив начинал «плавать» относительно камеры, частично компенсируя рывки. Иногда SteadyShot работала удовлетворительно, однако большинство кадров, снятых на «длинном» фокусе, все равно получалось «смазанным». Отсутствие «зрачка» телескопического видоискателя подвигло журналистов окрестить эту камеру «зеркальной», но они были не правы — то, что походило на окуляр «зеркалки», на самом деле было ЖК-видоискателем, подобным тем, что используются в видеокамерах. Вызвано это было тем, что обычный телескопический видоискатель при столь высокой кратности вариообъектива становился слишком сложным оптическим прибором.

Хотя SONY принадлежит пальма первенства по части моделей с большой кратностью вариообъектива, по-настоящему пригодная для телесъёмки камера появилась лишь двумя годами позднее. Десятикратный объектив Olympus C-2100 Ultra Zoom снабжался системой оптической стабилизации Canon Image Stabilizer, и, в отличие от SONY Mavica FD-91, при максимальном фокусном расстоянии 380 мм обеспечивал кадры без «сдёргивания» при выдержках вплоть до 1/100 секунды.

Olympus C-2100 Ultra Zoom (Разрешение 1600X1200, объектив 38-380 мм, f/2,8-f/3,5)

Правда, несмотря на высокое качество «дальнобойных» снимков, данный объектив в дальнейшем применялся всего в двух фотоаппаратах — Olympus E-100RS (которая, помимо прочего, отличалась рекордной скоростью непрерывной съёмки — 15 кадров в секунду) и Canon PowerShot Pro 90 IS. Вызвано это было тем, что сложная система оптической стабилизации, во-первых, не позволяла спроектировать компактный фотоаппарат, а во-вторых, значительно увеличивала его стоимость.

Для решения этой проблемы разработчики Olympus подошли к ней с другой стороны — для того, чтобы обеспечить необходимую экспозицию, можно либо «удлинить» выдержку, либо снимать при более высокой чувствительности (вплоть до ISO 800). А чтобы повысить интенсивность светового потока, выходящего из объектива, его сконцентрировали на ПЗС-матрице меньшей площади (с диагональю 1/3 дюйма вместо ставшей стандартом ? дюйма). В результате появилась Olympus C-700 Ultra Zoom, по внешнему виду и габаритам очень сильно напоминавшая знаменитую модель C-2000 Zoom, особенно похожим был выдвигавшийся из корпуса вариообъектив с кратностью 10Х.

Olympus C-700 Ultra Zoom (Разрешение 1600X1200, объектив 38-380 мм, f/2,8-f/3,5)

Как и у всех предыдущих «дальнобойных» моделей, у C-700 Ultra Zoom в качестве видоискателя использовался миниатюрный ЖК-дисплей. Эта же конструктивная особенность сохранилась у всех фотоаппаратов с вариообъективом высокой кратности — как у моделей серии C-7xx фирмы Olympus, так и у камер других производителей. Кстати, выдвигающийся из корпуса объектив также используется в большинстве «дальнобойных» фотоаппаратов. Ну а основным недостатком всего этого семейства является то, что они мало приспособлены для съёмки в условиях плохой освещённости. Зато при фотографировании днём и вне помещений они позволяют запечатлеть мельчайшие детали удалённых объектов.

Большинство пользователей заметило, что появляющиеся каждый год новые цифровые камеры в большинстве случаев являются прошлогодними моделями, у которых возросло разрешение и добавился ряд сервисных функций (причём в ряде случаев практическая польза от этих функций весьма условная). Поскольку однообразие довольно быстро надоедает, производители пускаются во все тяжкие, чтобы привлечь внимание к своим разработкам. Весьма грамотный ход сделала фирма Canon, предложив в 200 году концепцию фотоаппарата со светосильной оптикой, кратность которой составляет не 3Х, а 4Х. Первой такой моделью в 2002 году стала Canon PowerShot G3, пользователь которой мог, с одной стороны, вести съёмку в помещении либо в сумерках, а с другой — установить насадочную линзу, доводившую максимальное фокусное расстояние до 245 миллиметров, и фотографировать расположенные вдали объекты.

Canon PowerShot G3 (Разрешение 2272X1704, объектив 35-140 мм, f/2-f/3)

Выгоды от такой гибкости применения были очевидны, и в результате ряд других производителей (в частности, Olympus с моделью C-5060 Wide Zoom) последовали примеру Canon. Однако ещё больших возможностей могут добиться владельцы так называемых «электронных зеркалок».

Термин этот применяется, в основном, по отношению к тем моделям, которые по массогабаритным характеристикам ближе к 35-милиметровым зеркальным фотоаппаратам, чем к обычным любительским цифровым камерам (в том числе и к «дальнобойным» и «светосильным»). Помимо размеров и веса, основными отличительными чертами этой техники является использование вариообъективов достаточно высокой кратности (порядка 6Х) с большим диаметром входной линзы и обилие сервисных функций, для управления которыми на крупный корпус камеры выведено множество кнопок (что также роднит данную категорию с обычными «зеркалками»). К числу других особенностей относится наличие TTL-«башмака» (колодки для крепления дополнительной вспышки, управляемой экспозиционным автоматом камеры) и ЖК-видоискателя — собственно говоря, именно благодаря этому узлу эти камеры и называются «электронными зеркалками».

Одной из первых «электронных зеркалок» стала появившаяся в 2001 году Minolta DiMAGE 7. Несмотря на ряд недочётов, выявившихся в процессе эксплуатации фотоаппарата, сама концепция оказалась выигрышной, поэтому камера, пережив ряд «реинкарнаций», осталась в линейке продукции Minolta, а её последняя модификация называется DiMAGE A1.

Minolta DiMAGE 7 (Разрешение 2560X1920, объектив 28-200 мм, f/2,8-f/3,5)

Позднее к выпуску «электронных зеркалок» подключились и другие производители, а камеры данного типа прочно обосновались в ценовом сегменте от 700 до 1500 долларов. Однако в 2003 году произошло одно событие, которое может серьёзно повлиять на судьбу этой категории техники. Фирма Canon выпустила EOS 300D (американское обозначение Digital Rebel) — первую цифровую «зеркалку» со сменной оптикой, стоимость которой составила меньше1000 долларов.

Canon EOS 300D (разрешение 3072X2048)

И хотя фотоаппарат этот обладает рядом недостатков (пластмассовый, а не магниевый корпус, «хлопающее» при подъёме пластиковое зеркальце, набор зеркал вместо пентапризмы), основное преимущество — возможность устанавливать максимально подходящий для текущих условий съёмки объектив — выводит доступную для пользователя цифровую фототехнику на качественно новый уровень.

Продолжение следует…

Дополнительные материалы

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

оптическая резкость — это… Что такое оптическая резкость?

оптическая резкость

visual acuity

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

• оптическая регистрация
• оптическая связь

Смотреть что такое «оптическая резкость» в других словарях:

• Резкость фотографического изображения —         степень отчётливости границы между двумя участками фотоизображения, получившими разные экспозиции (См. Экспозиция). Вообще говоря, граница изображения объекта, отличающегося по яркости от окружающего фона, всегда размыта. Ширина зоны… …   Большая советская энциклопедия

• Объектив Петцваля — Оптическая схема объектива Петцваля. Объектив Петцваля тип фотографического объектива. Оптическая схема 4 линзы в трёх группах. Передний компонент …   Википедия

• Плёночный фотоаппарат — Основная статья: Фотоаппарат …   Википедия

• Хроматические аберрации — Хроматизм положения (1) и его уменьшение с помощью ахроматической линзы (2) пример аберрации Основная статья: Аберрации оптических систем …   Википедия

• ХА — Хроматизм положения (1) и его уменьшение с помощью ахроматической линзы (2) пример аберрации Хроматические аберрации заключаются в паразитной дисперсии света, проходящего через оптическую систему (фотографический объектив,бинокль, микроскоп,… …   Википедия

• Хроматическая аберрация — Хроматизм положения (1) и его уменьшение с помощью ахроматической линзы (2) …   Википедия

• Бокс-камера — Основная статья: Фотоаппарат ‎Плёночный фотоаппарат фотоаппарат, в котором статичное изображение объекта фиксируется на светочувствительные материалы с аналоговым характером записи (фотоплёнки, фотопластинки, фотобумагу). Содержание 1 Устройство… …   Википедия

• Видоискатель — Запрос «Визир» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Видоискатель, Визир, Визирное устройство  элемент фотоаппарата, показывающий границы будущего снимка, иногда резкость и параметры съёмки. Также видоискатели используются в… …   Википедия

• Кинокопировальный аппарат — служит для получения с оригинального негатива фильма его позитивной копии на киноплёнке. В классической плёночной технологии кинопроизводства кинокопировальный аппарат служит[1] для печати дубльнегативов, промежуточных контратипов и прокатных… …   Википедия

• Микрорастр — Изображение, наблюдаемое в видоискатель на фокусировочном экране с клиньями Додена и микропризмами. Вверху изображение вне зоны фокуса, внизу сфокусировано. Микрорастр (микропризмы, микропира …   Википедия

• ГОСТ 21879-88: Телевидение вещательное. Термины и определения — Терминология ГОСТ 21879 88: Телевидение вещательное. Термины и определения оригинал документа: 150. 2 T импульс Телевизионный измерительный сигнал, имеющий форму синусквадратичной функции за один ее период между нулевыми значениями и длительность …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Введение в оптический дизайн

Оптимизация — настолько важная тема в оптическом дизайне, что мы должны сказать о ней больше, даже несмотря на то, что она была кратко описана в разделе «Как создать линзу». Помните, что цель оптимизации состоит в том, чтобы взять стартовую линзу какого-либо типа и изменить ее для улучшения ее характеристик (стартовая линза должна иметь подходящее количество оптических поверхностей подходящего типа, поскольку оптимизация может изменять только значения параметров, но не количество или типы поверхностей).Поскольку оптика очень точна (расстояния в микрометры могут иметь большое значение), нам необходимо точно определять значения всех наших переменных на каждом этапе оптимизации.

Давайте сначала рассмотрим локальную оптимизацию. Что значит «местный»? Если у вас есть модель объектива, функция ошибок — это то, что коррелирует с характеристиками изображения, например размер пятна или среднеквадратичная ошибка волнового фронта — чем меньше, тем лучше. При изменении переменных линза меняется, значения трассировки лучей меняются, а функция ошибок принимает новые значения.Если бы вы могли нанести их на график, вы бы создали карту холмов и долин пространства функций ошибок (в любом месте от одного до 99 или более измерений, в зависимости от ваших переменных). На приведенном выше явно глупом эскизе вертикальное расстояние представляет значение функции ошибок (чем ниже, тем лучше), а горизонтальное положение представляет ОДНУ из переменных в линзе (например, это может быть кривизна передней поверхности).

Так как чем меньше, тем лучше, ваша цель — найти самую низкую точку на этой карте — Долину Смерти Земли Функциональных Ошибок (EFL).Локальная оптимизация находит самый низкий ближайший регион в EFL, поэтому, если вам повезет (или вы умны) в выборе начальной точки, у вас все будет хорошо (по аналогии, начало в Лос-Анджелесе может позволить вам достичь Долины Смерти с помощью локальной оптимизации, но начать в Нью-Йорке — нет — вы, вероятно, закончите где-нибудь в Нью-Джерси). Помогает ли эта аналогия? Может быть, и нет, но дело в том, что при локальной оптимизации очень важен ваш выбор отправной точки. (На нашем рисунке локальная оптимизация НЕ приведет вас к самой низкой точке — она ​​перевернет вас в одну из впадин справа или слева от начальной точки «Вы здесь»).

Теперь рассмотрим глобальную оптимизацию. Это алгоритм, который каким-то образом смотрит на всю карту Error Function Land и (в конечном итоге) находит самую низкую точку независимо от того, с чего вы начали. Даже если вы начнете во Флориде, глобальная оптимизация в конечном итоге приведет вас к Долине Смерти, хотя, в зависимости от используемых методов, на самом деле может потребоваться много времени, чтобы добраться туда, и вам могут рассказать о многих других низких местах вдоль Кстати, некоторые из них могут быть достаточно низкими для ваших целей.Глупая аналогия? Возможно, но здесь следует помнить, что глобальная оптимизация учитывает все «пространство функций ошибок», поэтому ваша фактическая отправная точка гораздо менее критична. (На нашем рисунке глобальная оптимизация должна привести вас к желаемой нижней точке).

Оптическая конструкция для передачи точки обзора камеры с использованием ретропрозрачной оптической системы

1.

Наяр, С.К .: Вычислительные камеры: новое определение изображения. Компьютер 39 (8), 30–38 (2006)

Артикул Google ученый

2.

О’Тул, М., Линделл, Д. Б., Ветцштейн, Г.: Получение изображений в режиме реального времени без прямой видимости. В: ACM SIGGRAPH 2018 Emerging Technologies, SIGGRAPH ’18, vol. 14, pp. 1–14: 2, ACM, New York (2018)

3.

Kakeya, H .: P-65: FLOATS V: автостереоскопический дисплей на основе реального изображения с фильтром TFT-LC. SID Symp. Копать землю. Tech. Пап. 35 (1), 490–493 (2004)

Статья Google ученый

4.

Нии, Х., Чжу, К., Йошикава, Х., Хтат, Н.Л., Айгнер, Р., Накацу, Р.: Fuwa-Vision: автостереоскопический дисплей с плавающим изображением. В: SIGGRAPH Asia 2012 Emerging Technologies, SA ’12, vol. 13, pp. 1–13: 4, ACM, New York (2012)

5.

Ямамото, Х., Томияма, Й., Суяма, С.: Плавающие светодиодные табло с воздушной подсветкой на основе аэрофотоснимков с помощью световозвращения. (AIRR). Опт. Экспресс 22 (22), 26919–26924 (2014)

ADS Статья Google ученый

6.

Маэда, Ю., Миядзаки, Д., Маэкава, С.: Объемное трехмерное изображение с воздуха, основанное на неоднородном отображении и сканировании плоскости изображения. Прил. Опт. 54 (13), 4109–4115 (2015)

ADS Статья Google ученый

7.

Койке, Т., Ониши, Ю.: Аэрофотосъемка трехмерных изображений с помощью световозвращающей матрицы. В: Сопутствующие материалы международной конференции ACM 2018 по интерактивным поверхностям и пространствам, ISS ’18 Companion, стр.25–29, ACM, New York (2018)

8.

Otsubo, M .: Устройство оптической визуализации и метод оптической визуализации с использованием того же, US8702252B2 (2014)

9.

Maekawa, S., Nitta, К., Матоба, О.: Просвечивающее устройство оптического изображения с массивом микрозеркал. В кн .: Трехмерное телевидение, видео и дисплей V, vol. 6392. С. 130–137. Международное общество оптики и фотоники, SPIE (2006)

10.

Yoshimizu, Y., Iwase, E .: Радиально расположенная двугранная угловая решетка отражателей для широкого угла обзора плавающего изображения без виртуального изображения.Опт. Экспресс 27 (2), 918–927 (2019)

ADS Статья Google ученый

11.

Ямамото, Х., Бандо, Х., Кудзиме, Р., Суяма, С.: Дизайн матрицы с перекрещенными зеркалами для формирования плавающих трехмерных светодиодных вывесок. В: Стереоскопические дисплеи и приложения XXIII, т. 8288, стр. 705–712. Международное общество оптики и фотоники, SPIE (2012)

12.

Маэда, Ю., Миядзаки, Д., Маэкава, С.: Оптическая конструкция для получения неоднородных изображений на основе ретроотражения с использованием параллельных массивов зеркал на крыше.В: Тезисы совместных симпозиумов JSAP-OSA 2014, стр. 20a \ _C4 \ _3. Оптическое общество Америки (2014)

Оптическая конструкция для параллельных камер

Аннотация

Большинству систем визуализации требуются оптические линзы для увеличения светопропускания. а также для формирования изоморфного отображения. Достижения в области оптических линз улучшают качество наблюдений власть.8 $ и выше, такие как гигапиксельные камеры, обычная монолитная архитектура объектива и обработка рутина больше не является устойчивой из-за нелинейного увеличения оптических размеров, веса, сложность и, следовательно, общая стоимость. Информационная эффективность измеряется количество пикселей на единицу стоимости резко падает с увеличением размера апертуры и поля зрения (FoV) марш к экстремальным ценностям.С одной стороны, уменьшение масштабированной ошибки волнового фронта на долю длины волны требуется больше поверхностей и более сложные фигуры. На С другой стороны, схема выборки 3-х мерных сцен с единой 2-х мерной апертура плохо масштабируется при увеличении пространства выборки. Поправка на выборка с переменным сдвигом и неравномерная яркость, усугубляемая широкими углами поля, могут легко привести к взрыву сложности линз.

В параллельных камерах используется несколько апертур и дискретных фокальных плоскостей для уменьшения размера камеры. сложность через принцип разделяй и властвуй. Высокая информационная эффективность линз с малой апертурой и узким полем зрения сохраняется. Кроме того, модульная конструкция дает гибкость конфигурации и реконфигурации, обеспечивает легкую адаптацию и недорогую поддержание.

В конструкции объектива

Multiscale используются оптические элементы различных масштабов. Большая апертура оптика собирает свет когерентно, а оптика с малой апертурой обеспечивает эффективное освещение обработка. Моноцентрические многомасштабные (MMS) линзы иллюстрируют эту идею, приняв многослойная сферическая линза в качестве переднего объектива и набор микрокамер на задняя для сегментирования и передачи широкоугольного изображения на непересекающиеся фокальные плоскости.Создаваемые линзы MMS первого поколения адаптированы к кеплеровскому стилю, в котором характерны реальная поверхность промежуточного изображения. В этой диссертации мы исследуем другой дизайн. стиль, названный «галилеевым», который устраняет промежуточную поверхность изображения, поэтому что привело к значительному уменьшению размера и веса линз.

Форма поля зрения параллельной камеры определяется формированием массивов камер.Расположение матричных камер в бесчисленных формациях позволяет снимать поле зрения в различных формы. Такая гибкость в расположении формата FoV облегчает индивидуальные приложения камеры. и новые визуальные впечатления.

Параллельные камеры могут состоять из десятков или даже сотен каналов изображения.Каждый канал требует независимого механизма фокусировки для захвата всего в фокусе. Плотный бюджет на упаковочное пространство и затраты на небольшой и недорогой фокусирующий механизм. Эта диссертация посвящена этой проблеме с помощью фокусировки на основе двигателя звуковой катушки (VCM). механизм найден на мобильных платформах. Предлагаем миниатюрную длиннофокусную оптику. длины, тем самым сокращая диапазон перемещения фокусирующей группы и позволяя универсальный фокус.

Наряду с производством рентабельных и небольших систем линз мы исследуем способы изготовления тонких линз с малым телеобъективом. Мы проиллюстрировали катадиоптрическую конструкция, обеспечивающая телеобъектив 0,35. Комбинация материала с высоким индексом а мета-поверхности могут снизить это значение до 0.18, как показано на одном из наших проектов Примеры.

Примеры оптических конструкций

Дизайнов систем визуализации.

Я хочу показать здесь свою способность завершить оптический дизайн.Ключевые особенности дизайна системы визуализации выбирают начальный дизайн и его оптимизацию с использованием функции оценки до тех пор, пока не потребуется получены оптические характеристики. Стартовый дизайн должен включать в себя достаточное количество линз для достижения баланс аберраций. Представленные здесь дизайны не продавались или разрешения на их публикации не были получены. от моих предыдущих клиентов:

• Конструкция компактной камеры с узким полем обзора для машинного зрения приведена по ссылке ниже.Получено изображение с высоким разрешением.

Компактная камера с узким полем зрения для машинного зрения.

Окуляр с регулировкой от -6D до + 6D.

• Конструкция компактной камеры с широким полем обзора можно посмотреть по ссылке ниже.Оптика камеры включает три асферических пластиковых линзы. и одинарная сферическая стеклянная линза. Конструкция включает допуски, паразитное изображение и термический анализ.

• Конструкция Создание искусственной роговицы для человеческого глаза показано по ссылке ниже.

Дизайн искусственной роговицы человеческого глаза

• Конструкция микрокамеры для эндоскопии можно посмотреть по ссылке ниже.

Микрокамера для эндоскопии.

• Конструкция системы визуализации глазного дна камера показана по ссылке ниже. Камера имеет диапазон регулировки от -10 диоптрий до +10 диоптрий.

Конструкция системы визуализации камеры глазного дна.

• Конструкция камеры высокого разрешения для Микросканирование показано по ссылке ниже.

Камера высокого разрешения для микро-сканирования.

• Дизайн очков VR для коррекции человеческое зрение показано по ссылке ниже. Очки имеют диапазон регулировки от -10 диоптрий до +10 диоптрий.

VR-очки для коррекции зрения человека.

Некоторые из моих клиентов не имеют большой опыт работы в оптическом дизайне. Но это необходимо знать теорию аберраций для понимания конструкции оптики процесс.Я не нашел статьи, в которой дается краткое объяснение теории. Итак, я написал статья. Может быть найдено по ссылке ниже.

Краткое объяснение теории аберраций.

Конструкции систем освещения.

• Технико-экономическое обоснование проектирования системы освещения на основе светодиодов и отражателя показано по ссылке ниже.

ТЭО проекта системы освещения.

• Дизайн системы освещения для экспериментов. со свиным глазом показано по ссылке ниже.

Дизайн осветительной системы для экспериментов со свиным глазом.

Спектральные камеры завоевывают популярность благодаря оптической конструкции

Способность обнаруживать ядовитую пищу визуально звучит так чудесно, что неудивительно, что это не является частью нашего естественного зрения.Тем не менее, это возможность, которую открывает гиперспектральная визуализация, и оценка качества продуктов питания, пожалуй, является наиболее ярким примером использования этой технологии.

Это благодаря химической информации за пределами видимого спектра, — объяснил Оливер Пуст, вице-президент по продажам и маркетингу датской фирмы Delta Optical Thin Film. «Если у вас есть орехи на конвейерной ленте, и в одном орехе есть токсин, он может испортить одну тонну продукции», — сказал он.

Спектроскопическая характеристика химического состава токсина видна на гиперспектральном изображении, используемом для контроля качества обработки, добавил Паст.Но более широкое использование гиперспектральных изображений является сложной задачей для оптических технологий. «Вы измеряете по крайней мере в 2D с хорошим пространственным разрешением», — сказал Паст. «Вы также хотите измерять спектры с высокой точностью и хорошим разрешением. Пространственное спектральное измерение сопряжено с трудностями ».

Такие оптические требования замедлили рост гиперспектральных изображений, по словам Бориса Ланге, менеджера отдела визуализации в Европе в Edmund Optics. Технология объединяет двухмерное изображение, составленное с третьим измерением, состоящее из пикселей, охватывающих множество длин волн, содержащих спектроскопическую химическую информацию.Вместе эти измерения создают куб данных гиперспектральных изображений. У различных подходов к созданию такого куба данных есть свои проблемы. Системы Pushbroom непрерывно захватывают спектры по одной линии в одно и то же время, часто фиксируя их, пока объекты движутся по конвейерной ленте. Whiskbroom захватывает спектры, когда датчик перемещается сверху вниз изображения, а затем перемещается по горизонтали и обратно вверх. В отличие от этого моментальный снимок захватывает одно изображение сразу.Наряду с этими подходами новые технологии помогают расширять возможности получения гиперспектральных изображений.

Коррекция передачи и длины волны является серьезной проблемой в каждом из этих подходов к сбору данных, пояснил Ланге. Оптика должна охватывать очень широкий диапазон цветов, например, от 470 до 900 нм или от 1100 до 1650 нм, но работать стабильно на каждой длине волны, чтобы куб данных строился равномерно. Обычно это невозможно с одной стеклянной линзой, но линза формирования изображения для гиперспектральной камеры может содержать до десяти отдельных линз.

«Если вы хотите исправить линзу в широком диапазоне длин волн, проектировщику оптики необходимо использовать множество различных материалов и комбинировать их. Это увеличивает стоимость, потому что могут быть более экзотические стеклянные материалы ».

Каждая линза не должна иметь ошибок изображения и аберраций, чтобы гарантировать качество сигнала. Наконец, он должен пропускать большую часть попадающего света. «В приложениях для визуализации« pushbroom »объекты движутся довольно быстро», — сказал Ланге. «Вы должны улавливать много света.У вас должен быть светосильный объектив с высокой светосилой и числом f около f / 2 или f / 2,8 ».

Промышленные тепловизоры

«Системы

, которые могут предоставить такие возможности, могут видеть и идентифицировать химически различные материалы и объекты», — повторил Тимо Хювяринен, соучредитель и менеджер по продажам Specim Spectral Imaging в Оулу, Финляндия. Он считает, что получение гиперспектральных изображений становится ключевой технологией машинного зрения в приложениях, решающих глобальные проблемы. К ним относятся процессы переработки и управления отходами, сокращение пищевых отходов и мониторинг окружающей среды.Но спектральные сигнатуры могут появляться в разных спектральных областях. Цвет очевиден, но растительный стресс и идентификация видов происходят в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне, а химические изображения — в ближнем и более длинном инфракрасном диапазоне.

Продукт HySpex Mjolnir предлагает данные хорошего качества в небольшой гиперспектральной системе

Хювэринен сказал: «Поскольку гиперспектральный формирователь изображения должен оптимально работать в большом спектральном диапазоне, его оптическая конструкция имеет преимущества и может быть упрощена за счет разумного использования различных оптических материалов и комбинации преломляющих и отражающих компонентов.Высокие характеристики в широком спектральном диапазоне являются ключевым критерием для антиотражающих покрытий, а в случае отражающей оптики — и для защитных покрытий ».

Оптическая конструкция для различных спектральных областей также требует специальных оптических материалов и покрытий, добавил Хювяринен. «В качестве другого примера, оптическая конструкция для промышленных камер и камер на базе беспилотных летательных аппаратов более критична с точки зрения затрат, чем дизайн для аэрофотосъемки с высоким разрешением», — сказал он.

Оптическая конструкция и выбор матрицы детекторов — ключевые области в создании гиперспектральных изображений, сказал Хювяринен.«Существует больше параметров оптических характеристик, которые необходимо оптимизировать, чем при традиционном отображении красного / зеленого / синего или в оттенках серого», — сказал он. «Оптическая конструкция влияет на эффективность передачи и сбора света, резкость, однородность и аберрации изображения, которые необходимо максимизировать или оптимизировать в широком спектральном диапазоне, обычно нацеленном на гиперспектральный формирователь изображений».

Specim производит гиперспектральные камеры линейного сканирования. «Те, которые предназначены в первую очередь для промышленных онлайн-приложений, работают со скоростью от сотен до тысячи строк изображений в секунду с полными или настроенными наборами спектральных полос и очень высокой эффективностью сбора света f / 1.7, — сказал Хювяринен. Его компания согласовывает оптическую конструкцию с размером пикселя детектора, отвечая критериям выборки Найквиста, указывая, что оптическое пятно в два раза больше размера детектора. Это сводит к минимуму внутренние аберрации до уровня субпикселей, которые не нужно исправлять при обработке данных.

Таким образом, гиперспектральные камеры Specim серии FX были первыми, которые отвечали требованиям промышленного машинного зрения в отношении производительности, компактной прочной конструкции и конкурентоспособности по цене.По словам Хювяринен, эффективность сбора света в два раза выше, чем у камер предыдущего поколения, что позволяет выполнять высокоскоростные приложения с меньшим освещением. Производство камер стало проще, поскольку компания свела к минимуму этапы сборки и настройки.

Сравнение спектрального качества трех гиперспектральных видеокамер Cubert. Для каждой камеры показаны спектры образцов красного, зеленого и желтого цветов вместе с соответствующим шумом, показывающим стандартное отклонение (слева).Сравнение изображений трех гиперспектральных видеокамер Firefleye ~ Q285, Buttefleye ~ X2 и Ultris ~ Q20. Для каждой камеры показано изображение RGB (истинный цвет) и два индекса растительности (hNDVI и RedEdge) (справа). Кредит: Cubert

И теперь камеры Fenix ​​Specim оснащены спектрометрами видимого и ближнего инфракрасного диапазона, а также коротковолновыми инфракрасными спектрометрами с диапазоном длин волн от 400 до 1000 нм и от 900 до 2500 нм, интегрированными за общей передней оптикой. Этот единственный инструмент собирает весь этот диапазон спектральных данных для каждого пикселя изображения одновременно.По сравнению с настройкой с двумя камерами, где каждая камера имеет собственную переднюю оптику, эта конструкция исключает дополнительный этап обработки данных, заключающийся в наложении двух изображений с двух разных камер, пояснил Хювяринен.

Сбор снимков

Помимо строчного сканирования, спектральная визуализация моментальных снимков создает трехмерный куб изображений за один момент, что значительно упрощает отслеживание динамических сцен. Обычно компании объединяют фильтры по длине волны в сетку на детекторе и комбинируют ее со стандартными линзами объектива камеры.Однако это часто происходит за счет пространственного разрешения, отмечает Ланге из Edmund Optics. Он выделил датчики, основанные на этом принципе, разработанные бельгийской фирмой Imec. Датчики ограничивают группы из нескольких соседних пикселей кремниевых детекторов определенной длиной волны. Используя фильтры Фабри-Перо, он предоставляет датчики, которые могут отображать более 100 цветов в диапазоне от 600 до 1000 нм или от 450 до 960 нм в стандартной комплектации. Поскольку фильтры Фабри-Перо пропускают другие гармоники, Imec добавляет еще один фильтр, чтобы избежать перекрестных помех с этими длинами волн.

Несколько небольших производителей камер, использующих эти датчики Imec, используют объективы серии VIS-NIR от Edmund Optics. «У них хорошая передача во всем видимом и инфракрасном диапазоне с большим выбором фокусных расстояний», — сказал Ланге.

Гиперспектральные изображения моментальных снимков можно использовать, когда хирурги удаляют опухоли, — заявила компания Delta Optical Thin Film’s Pust. «Вам действительно нужна камера для моментальных снимков, чтобы сказать вам, где находится опухоль, и где здоровая ткань мгновенно находится», — сказал он.По словам Паста, также сложно выровнять серии изображений со сканирующих гиперспектральных камер на дронах, но с фотоаппаратами это намного проще.

Для изготовления непрерывных регулируемых фильтров Delta Optical Thin Film наносит материалы на подложки из плавленого кварца с постепенно изменяющейся толщиной. Предоставлено: Delta Optical Thin Film

. «Технология непрерывного переменного полосового фильтра Bifrost

Delta Optical Thin Film используется сегодня в гиперспектральных камерах для создания снимков», — пояснил Пуст.Для изготовления непрерывных регулируемых фильтров компания наносит материалы на подложки из плавленого кварца с постепенно изменяющейся толщиной. Толщина определяет длину световой волны, которая может проходить через каждую область. Такой подход обеспечивает очень высокую пропускную способность и большую гибкость конструкции, чем фильтры, нанесенные непосредственно на датчики. «Когда вы наносите покрытие непосредственно на микросхему, для создания рисунка, чтобы задействовать технологию моментальных снимков, вам нужно снова удалить части покрытия», — пояснил Пуст. «У этого есть предел толщины, которую вы можете удалить снова.У нас нет этого предела без процесса фотографического взлета ».

Pust сказал, что результат превосходит фильтры конкурентов, у которых соотношение сигнал / фон не превышает 10: 1. «С помощью наших фильтров мы действительно можем заблокировать все строки, которые вам не нужны, кроме той узкой полосы пропускания, на которую вы смотрите», — сказал он. «Мы можем подавить волны всех остальных длин на четыре порядка».

Датчики

, использующие такие фильтры, изначально нуждались в сканирующих системах для построения кубов гиперспектральных данных.Но в 2018 году дальнейшее развитие Института прикладной оптики и точного машиностроения им. Фраунгофера в Йене, Германия, позволило получить гиперспектральные изображения моментальных снимков. «Они умно соединили наш фильтр с решеткой микролинз», — сказал Пуст. Это позволяет делать высококачественные снимки с помощью гиперспектральных камер, выпускаемых такими компаниями, как немецкая фирма Cubert.

Инновации, минувшие ажиотаж

По словам Тронда Лёке, главного исполнительного директора, для подразделения HySpex норвежской фирмы Norsk Elektro Optikk цель оптического дизайна «почти всегда заключается в достижении очень высокой производительности на уровне пикселей».

Качество создаваемых им гиперспектральных систем, таких как продукт Mjolnir, всегда начинается с высокоэффективной оптической конструкции. «До появления этой камеры у вас могли быть данные хорошего качества или небольшая гиперспектральная система, а мы продавали только системы хорошего качества», — сказал Лёке. «С Mjolnir это был первый случай, когда вы могли получать гиперспектральные данные научного уровня с помощью такой маленькой камеры. Сделать камеру такой маленькой и хорошей было бы невозможно без соответствующей оптической конструкции.’

Дизайн на уровне пикселей важен, потому что все спектральные каналы в одном пространственном пикселе должны производить выборку данных из одной и той же области, чтобы данные пространственно совмещались. «Если у вас есть пространственное рассовмещение, спектральная информация в пикселе изображения состоит из частей спектров из пространственных положений вокруг этого пикселя», — добавил Лёке. «Точно так же вы хотите, чтобы любой спектральный канал вашей гиперспектральной камеры имел точно такую ​​же центральную длину волны во всем поле зрения, вы хотите, чтобы ваши данные были спектрально совместно зарегистрированы.’Таким образом, HySpex часто требуется корректировать аберрации на уровне субпикселей, в то время как аберрации традиционных систем визуализации сопоставимы с размером пикселя. «Мы предпочитаем иметь широкий выбор типов оптического стекла, чтобы соответствовать этим очень строгим требованиям к качеству изображения», — сказал Лёке.

Камера Specim FX17 используется в системах машинного зрения Picvisa для обработки и переработки отходов

Пространственная и спектральная совместная регистрация в реальной камере никогда не бывает идеальной, — признал Лёке.«Но вы хотите, чтобы все было как можно лучше», — добавил он. «Пространственное и спектральное рассовмещение в наших камерах низкое, и это, в сочетании с очень резкой оптикой, является одним из ключевых преимуществ при использовании наших систем. Мы можем обнаруживать и идентифицировать объекты значительно меньшего размера, чем большинство других камер с внешне похожими характеристиками ».

Следовательно, высококачественные гиперспектральные камеры не особенно дешевы, сказал Лёке, но они могут быть универсальными. «Мы стараемся создавать системы, которые можно использовать в самых разных приложениях», — сказал он.«Однако у этого есть пределы. Маловероятно, что две оптические системы с полем зрения 1˚ и полем зрения 60˚ будут очень похожи. Кроме того, время от времени появляются приложения, в которых большое внимание уделяется одной спецификации, такой как небольшая пропускная способность, вес или размер. Тогда имеет смысл создать новый дизайн, который будет соответствовать наиболее важным характеристикам ».

В качестве примера компания HySpex только что выпустила коротковолновую инфракрасную камеру (SWIR), охватывающую 640 пространственных пикселей. «В мире SWIR это большое количество пикселей», — сказал Лёке.«Мы рады, что нам удалось сохранить то же качество изображения на пиксель, что и в нашей системе SWIR 384. Конечно, мы постоянно работаем над разработкой новых продуктов, и я верю, что через год или два я смогу упомянуть еще одну новую систему HySpex ».

«Благодаря таким продуктам гиперспектральные изображения используются все шире», — сказал Пуст из Delta Optical Thin Film. «Это было разрекламировано в течение нескольких лет, но на самом деле оно не стало действительно массовым», — сказал он.«Теперь люди понимают, что с этим можно сделать. Они также видят, что теперь на рынке есть камеры, с которыми проще работать для многих других приложений. Так что я вижу, что гиперспектральные изображения получают широкое распространение и использование во многих различных областях ».

Оптическая схема обсерватории Рубина | Обсерватория Рубин

Из обсерватории Рубина открывается вид на участок неба площадью 9,62 квадратных градуса, что более чем в 40 раз превышает площадь полной луны. Эта огромная зона обзора является результатом уникальной оптической конструкции телескопа: компактный трехзеркальный телескоп, дополненный большим корректором рефракции, в целом способный обеспечить 3.Поле зрения 5 градусов, охватывающее плоскую фокальную плоскость диаметром 64 см. Отправной точкой для этого проекта стал телескоп темной материи, предложенный Роджером Энджелом, директором лаборатории зеркал обсерватории Стюарда в Университете Аризоны, и его сотрудниками в 2000 году.

На картинке слева, свет от источника в небе отражается от трех зеркальных поверхностей через преломляющие линзы и фиксируется детектором в камере. Быстрая оптическая система в сочетании с большой собирающей площадью зеркала и чувствительными детекторами позволяет получать очень глубокие изображения с очень большим полем обзора по сравнению с другими телескопами 8-метрового класса.За 10 лет будет сделано более 800 снимков каждой точки неба.

Обзорный телескоп Симони обсерватории Рубин состоит из трех асферических (несферических) зеркал: главного зеркала 8,4 м, выпуклого вторичного зеркала 3,5 м и третьего зеркала 5,0 м. Первичное и третичное зеркала были изготовлены из цельного куска стекла с низким коэффициентом расширения Ohara E6, в результате чего получилось монолитное главное / третичное зеркало обсерватории Рубина (M1M3). Вторичное зеркало обсерватории Рубина (M2) — самое большое выпуклое зеркало из когда-либо созданных.Подробную информацию об этих зеркалах можно найти в разделе о дизайне зеркал.

Длина системы составляет 6,4 м от вершины вторичного зеркала до вершины третичного зеркала. Главное зеркало обсерватории Рубин имеет большую кольцевую форму (кольцеобразную), имеет внешнюю прозрачную апертуру 8,36 м и внутренний диаметр 5,12 м, что дает эффективную собирающую площадь заполненную апертуру 6,67 м. Отверстие диаметром 1,8 м во вторичном зеркале удерживает корпус камеры и связанную с ней считывающую электронику.Отверстие в третьем зеркале используется для установки оборудования для точного контроля оптической юстировки обсерватории Рубин.

После отражения от трех зеркал свет достигнет камеры LSST обсерватории Рубина. Оптика камеры состоит из трех больших линз из плавленого кварца и фильтра. Самая большая линза (L1) имеет диаметр 1,55 м, что вдвое меньше 40-дюймового рефрактора Йеркса — самого большого в мире астрономического телескопа-рефрактора. Третья линза (L3) размером 0,69 м также служит вакуумным барьером для криостата решетки фокальной плоскости (FPA) и требует центральной толщины 60 мм.Фильтры LSST Cam очень большие, с чистой апертурой 0,75 м. Все эти атрибуты обеспечивают превосходные оптические характеристики LSST Cam.

Длины волн света, для которых оптимизирована оптическая система, варьируются от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного; эти длины волн разделены на спектральные полосы, обозначенные u, g, r, i, z, & y, чтобы идентифицировать длины волн, представляющие особый интерес. Например, инфракрасный фильтр можно использовать при наблюдении за участками, закрытыми пылью. Инфракрасные волны могут проходить сквозь пыль, поэтому фильтр позволит получать изображения источников за препятствием.

Качество изображения лучше, чем 0,3 угловой секунды (1/3600 градуса) для всех диапазонов, как измерено по 80% энергии окружения изображения точечного источника, что является стандартным показателем в оптике того, насколько хорошо оптическая система фокусирует собранный свет. Для более длинных волн, соответствующих спектральным полосам r, i, z и y, 80% окруженной энергии составляет ~ 0,2 угловой секунды или лучше. Обычно изображение будет ограничено атмосферой, которая в среднем составляет около 0,7 угловой секунды.

Пропускная способность обсерватории Рубин или процент света объекта, который может уловить оптическая система, составляет 63% в центре детектора (или плоскости изображения) до радиуса поля 0,7 градуса, постепенно снижаясь до 57% при полное поле (или 1,75 градуса). Результирующая длина (произведение площади апертуры в квадратных метрах и поля зрения в квадратных градусах) составляет 319,5 м ² градусов ² .

Увеличение компактного модуля камеры с помощью моделирования

Сегодня, хотя большинство из нас не знаменитости, мы появляемся перед камерой чаще, чем когда-либо прежде.Смартфоны, компьютеры и другие устройства, оснащенные компактными модулями камеры (CCM), почти неизбежны — независимо от того, чувствуем ли мы себя готовыми к крупным планам! Поскольку продукты, оснащенные CCM, продолжают быстро развиваться, эти небольшие, но мощные оптические устройства также должны улучшаться. Чтобы убедиться, что CCM могут создавать четкие, резкие изображения в пределах стоимости и пространственных ограничений, инженеры могут анализировать их производительность с помощью моделирования оптической трассировки лучей.

Факторы, которые помогают определить производительность камеры (и CCM)

Даже самые продвинутые компактные модули камеры имеют общие черты с традиционными камерами и другими оптическими системами.Оптическая система определяется формой ее геометрии — положением, ориентацией, толщиной и кривизной линз, зеркал, апертур, призм и т. Д. — а также материалами, использованными в ее конструкции. Чтобы проанализировать оптическую систему, дизайнеры стремятся количественно оценить отклонения от идеальной системы, называемые аберрациями. Чтобы понять конкретные проблемы структуры СКК, полезно рассмотреть некоторые из этих факторов более подробно.

Сферическая аберрация

Скорость света зависит от среды, через которую он проходит, такой как стекло, пластик, вода или воздух.Если среда имеет однородные свойства по всему объему, свет будет распространяться через нее по прямым линиям. Когда свет попадает на поверхность, где встречаются различные материалы, его направление меняется. Это перенаправление пути света называется преломлением, и когда линза преломляет свет, это может привести к искажению результирующего изображения. Когда поверхность линзы изогнута равномерно, как часть сферы, это вызывает искажение, которое называется сферической аберрацией.

Световые лучи, проходящие через края сферической линзы, будут направлены к другим фокусным точкам, чем свет, проходящий через центр.Чтобы противодействовать этой сферической аберрации, линзы можно сделать асферическими и / или комбинировать с другими линзами для перенаправления света в желаемую точку на плоскости изображения.

Сферическая аберрация возникает из-за того, что свет, проходящий через край сферической линзы, имеет другую точку фокусировки, чем свет, проходящий через центр. Это вызовет размытие полученного изображения. Чтобы противодействовать этому эффекту, кривизну поверхности линзы можно изменять для перенаправления света и поддержания четкого фокуса.Поскольку изменяющийся профиль кривой такой линзы больше не является сферической, она называется асферической линзой. Другой метод уменьшения сферической аберрации — использование нескольких линз для достижения желаемого увеличения. Камеры часто содержат несколько элементов для получения максимально четкого изображения в пределах физических ограничений на размер устройства.

Фокусное соотношение

В любой оптической системе отношение фокусного расстояния f к диаметру объектива D является фокусным отношением , которое в фотографии обычно называют числом f.(См. Иллюстрацию этих концепций ниже.) Число f напрямую влияет на глубину резкости изображения. Меньшее число f, указывающее на большую диафрагму относительно фокусного расстояния, уменьшит глубину резкости. Это означает, что даже когда часть изображения находится в четком фокусе, другие объекты, расположенные дальше или ближе к объективу, будут выглядеть размытыми. Если мы сохраним фокусное расстояние таким же, но уменьшим диафрагму, наша система будет снимать меньшее и четкое изображение в целом.

Фокусное отношение является важным параметром рабочих характеристик оптической системы.Его значение определяется отношением фокусного расстояния f , которое представляет собой расстояние между объективом и поверхностью просмотра изображения, к диаметру объектива D . Изображение Варгкло, находится в открытом доступе на Wikimedia Commons.

Размеры, влияющие на фокусное соотношение, очевидны благодаря камерам, используемым для съемки дикой природы и спортивных мероприятий; у них часто есть широкие линзы, которые к тому же очень длинные, чтобы запечатлеть как можно большую часть сцены с максимальной глубиной резкости.

От камеры к CCM: эволюция оптического дизайна

Несмотря на то, что современный компактный модуль камеры имеет много общих элементов со своими предками, он также подвержен дополнительным конструктивным ограничениям. Наиболее существенное ограничение подчеркивается в его названии: модуль камеры compact должен быть компактным. Поскольку CCM часто интегрируются в мобильные телефоны, планшеты и другие портативные устройства, их объективы в сборе обычно меньше и легче, чем у обычных фотоаппаратов.Поскольку рынок электронных устройств может быть очень чувствительным к цене, производители также сталкиваются с давлением, требующим, чтобы стоимость CCM была такой же низкой, как и его размеры.

Слева: Схема частей типичной цифровой однообъективной зеркальной (DSLR) камеры: 1. Узел объектива. 2. Зеркало. 3. Затвор в фокальной плоскости. 4. Сенсор / пленка. 5. Экран фокусировки. 6. Конденсирующая линза. 7. Пентапризма или пентазеркало. 8. Окуляр. Изображение Cburnett. Под лицензией CC BY 3.0 через Wikimedia Commons. Справа: компактный узел объектива модуля камеры, как определено в учебной модели, построенной в модуле Ray Optics.Многие из оптических компонентов DSLR не входят в стандартный CCM.

Все эти факторы отражены в конструкции и конструкции CCM, особенно по сравнению с конструкцией обычных цифровых однообъективных зеркальных камер (DSLR). Цифровая зеркальная фотокамера обычно объединяет съемный объектив в сборе с датчиком изображения того же размера, что и рамка 35-мм пленки. Он также будет включать в себя расположение зеркал, ведущих к окуляру видоискателя, установленному над узлом линзы / датчика изображения. Это позволяет фотографу видеть точное изображение, снимаемое камерой.

В CCM некоторые из этих компонентов уменьшены в размерах, а другие полностью исключены. Например, нет видоискателя в сборе. Датчик изображения модуля меньше 35 мм, и отдельные рецепторы или пиксели, покрывающие поверхность датчика, также меньше. (Вот почему сравнение значений мегапикселей, используемых для описания цифровых фотоаппаратов, может вводить в заблуждение — не все пиксели имеют одинаковый размер!) Узел объектива CCM мал как по диаметру, так и по толщине, так как он не может выступать из своего корпуса, как у зеркальной фотокамеры. .Кроме того, некоторые или все его линзы сделаны из пластика, а не из стекла, чтобы снизить стоимость и вес.

Преодоление ограничений конструкции CCM

Конструктивные ограничения затрудняют достижение резкости изображения в CCM. Например, на камере DSLR с большим выступающим узлом объектива фокусное соотношение можно настроить, физически отрегулировав фокусное расстояние и уменьшив диафрагму. Однако на CCM нецелесообразно дополнительно закрывать его апертуру (из-за его и без того небольшого размера).Это означает, что световые лучи изгибаются более резко при прохождении через сборку CCM, добавляя потенциальные искажения в результирующее изображение.

Как дизайнеры CCM могут максимально использовать маленькие пластиковые линзы, плотно упакованные вместе с ограниченным диапазоном регулировки? Как описано выше, для оптимизации характеристик можно использовать как форму, так и количество линз. Составные изгибы стеклянных асферических линз, как правило, дороже в производстве, чем линзы с регулярной кривизной, но здесь использование пластика действительно является преимуществом.Пластиковые линзы можно производить в больших количествах из одной формы, что позволяет избежать дорогостоящего и трудоемкого процесса измельчения стеклянных линз до асферических форм.

Наряду с этими положительными эффектами, асферические оптические элементы усложняют задачу оптимизации производительности системы. В исследовательской статье, опубликованной в 2012 году, инженеры Carl Zeiss сказали:

«Конструкции CCM в основном основаны на коррекции высокой асферической аберрации для достижения ограничений по размеру и стоимости.Правильная выборка в координатах зрачка и поля, следовательно, необходима для контроля вкладов аберраций более высокого порядка… Большое количество сильно асферических поверхностей привело к увеличению чувствительности к рассогласованию для CCM. Соответственно, предъявляются высокие технологические требования ».

Оптическая трассировка лучей — ценный инструмент для настройки поведения плотно упакованных и сильно асферических линз CCM.

Учет аберраций с помощью моделирования

Модель сборки компактного модуля камеры из пяти элементов (плюс фильтр) может быть построена с использованием детали Aspheric Even Lens 3D из библиотеки деталей модуля Ray Optics.Эта модель поддерживает анализ трассировки лучей для выявления и визуализации потенциальных аберраций, влияющих на качество изображения в CCM. Как показано ниже, сборка, смоделированная в этом руководстве, имеет фокусное расстояние 7,0 мм и фокусное отношение f / 2,4.

Обзор оптической конструкции компактного модуля камеры. На этом виде в разрезе лучи окрашены в соответствии с индексом высвобождения.

Алгоритм трассировки лучей, используемый интерфейсом Geometrical Optics , вычисляет направление преломленных лучей на основе дискретизированной геометрии через лежащую ниже сетку конечных элементов.Асферические поверхности модуля компактной камеры были назначены совокупному выбору, на котором была уточнена сетка.

Обратите внимание, что для представления криволинейных граничных элементов в COMSOL Multiphysics можно задать различный порядок форм. Например, программа может обрабатывать граничные элементы как кусочно-кубические или четвертичные полиномы для повышения точности. Это помогает компенсировать ошибку дискретизации, которая в противном случае может возникнуть при переходе от оптического предписания к сетчатому представлению системы линз.

Слева: совокупный выбор поверхностей линз для модели CCM. Справа: асферические поверхности, на которых была уточнена сетка.

Лучевая диаграмма и точечная диаграмма для CCM показаны ниже. Поверхности линз были визуализированы с использованием выражения, основанного на показателе преломления материала, а лучи были окрашены в соответствии с радиальным расстоянием от центроида каждого выпуска в плоскости изображения. На точечной диаграмме лучи окрашены в соответствии с их радиальным расстоянием от центра входного зрачка.Это дает возможность визуализировать происхождение самых аберрантных лучей.

Слева: диаграмма лучей CCM, где лучи окрашены в соответствии с их радиальным расстоянием от центроида на плоскости изображения. Справа: точечная диаграмма, окрашенная в соответствии с радиальным расстоянием от центра входного зрачка.

Присмотритесь к учебному пособию по модулю компактной камеры Модель

Для дальнейшего изучения возможностей оптимизации производительности CCM вы можете попробовать смоделировать один из них самостоятельно.Загрузите представленную здесь учебную модель, нажав кнопку ниже:

.