Imagine ideală, "pernă" și "baril".
Distorsiunea (din distorsiunea latină, distorțio - distorsiune) este aberația sistemelor optice. la care mărirea liniară variază în câmpul vizual. În acest caz, asemănarea dintre obiect și imaginea sa este încălcată.
Corectată de selecția lentilelor și a altor elemente ale sistemului optic atunci când se dezvoltă. Dacă este prezent în imaginea digitală, poate fi programată fix.
Distorsiunea sistemelor optice cu simetrie axială
Acesta este cel mai important caz practic.
Liniile drepte sunt reprezentate de curbe, altele decât cele situate în același plan ca și axa optică. De exemplu, imaginea pătrată, care traversează centrul axei optice este dată de pernă (pernă distorsiunea, perna) cu o distorsiune pozitivă, iar tipul de butoi (distorsiune butoi, butoi) pentru negativ (a se vedea. Fig.). În unele cazuri, distorsiunile în formă pot avea un aspect mai complex.
Din diafragma diafragmei diafragmei sau diafragmei, distorsiunea nu depinde, pentru că în acest fel este imposibil să se modifice mărirea.
Din punct de vedere cantitativ, distorsiunea poate fi exprimata printr-o asa-numita distorsiune relativa, unde b0 este cresterea liniara a sistemului ideal fara distorsiuni, iar b este cresterea reala. Pe axa optică, creșterea este egală cu cea ideală, abaterea de la ea atinge de obicei un maxim de-a lungul marginii câmpului vizual. Prin urmare, pentru a caracteriza distorsiunea sistemului optic, o creștere a marginii este de obicei luată pentru b.
Pentru același sistem, distorsiunea depinde de distanța față de obiect și, respectiv, de creșterea în b0. De regulă, dacă distorsiunea este mică sau absentă la aceeași distanță, va fi mică pentru alta.
Distorsiunea depinde și de lungimea de undă, care dă un efect secundar, similar cu creșterea cromatică. și poate fi considerată aberație cromatică. Prin urmare, în mod strict vorbind, distorsiunea reduce puterea de rezolvare, deși efectul este de obicei mic.
Distorsiunea poate fi distrusă aproape complet în telescoape și binocluri.
ochi de ușă, care sunt telescoape cu unghi larg, realizate în mod intenționat cu o foarte mare distorsiune butoi, astfel încât să puteți, menținând în același timp un unghi larg de vedere, ia în considerare o persoană la o mărire de mare în mijloc.
Distorsiunea obiectivelor fotografice
Distorsiunea este complet absentă dacă lentila este simetrică, iar mărirea liniară este -1 - imaginea este inversată, dimensiunea acesteia este egală cu dimensiunea obiectului; o astfel de creștere corespunde unei posibile situații în fotografierea macro. Prin simetria obiectivului se înțelege simetria oglinzii față de planul perpendicular pe axa optică.
Pentru lentile aproape simetrice, distorsiunea este de obicei foarte mică, chiar dacă creșterea liniară nu este -1, ceea ce este cazul în marea majoritate a cazurilor reale.
Corectarea distorsiunea în simetria anastigmatism a spus, fără, de asemenea, nu este o problemă, datorită faptului că razele de deviere parazitare atunci când aproape nici o distorsiune conduce la o reducere a rezoluției și mult mai puțin vizibil decât deformare comparabilă a razelor la alte aberații.
Valoarea caracteristică a distorsiunii relative a unei lentile normale este de 0,5%. În general, lentilele cu focalizare lungă au o distorsiune mai mică decât cea normală, lentilele cu unghi larg au mai mult.
Lentile cu distorsiuni corectate sunt numite ortoscopice.
În unele cazuri, se impun cerințe crescute privind corectarea denaturării. Astfel, în obiectivele pentru fotografierea aeriană, distorsiunea relativă este de 0,01%.
Uneori dimpotrivă, magnitudinea denaturării nu este importantă. Lentilele cu distorsiuni necorectate se numesc distorsiuni, ele fiind folosite, de exemplu, pentru observații meteorologice.
În cazul unor lentile cu unghi larg, distorsiunea este introdusă intenționat pentru a compensa distorsiunile de perspectivă și alte deficiențe (a se vedea "fisheye").
Distorsiunea trebuie distinsă de distorsiunile de perspectivă cauzate de proiecția unui spațiu tridimensional pe un plan. Cu astfel de distorsiuni, unele linii drepte paralele pe imagine nu par paralel, unele linii verticale sunt înclinate, dar acest lucru nu se aplică distorsiunii (Vezi Correcția Perspectivă).
Dintre toate aberațiile geometrice, denaturarea este descrisă foarte simplu. Fie un vector care specifică două coordonate într-un plan perpendicular pe axa optică (coordonata x nu este inclusă de-a lungul axei aici). Pentru o imagine ideală, toate razele care ies din punctul cu coordonate și trec prin sistemul optic vor cădea în punctul imaginii cu coordonate care sunt determinate de formula:
,
unde b0 este coeficientul de creștere liniară. Dacă există o distorsiune a ordinii a treia (pentru sistemele optice axiale simetrice există doar ordine ciudate: a treia, a cincea, a șaptea, etc.), atunci razele de la care vor cădea
,
unde r este lungimea, F3 este distorsiunea de ordinul trei, care de obicei contribuie cel mai mult la distorsiunea formei. Dacă F3 are același semn ca și b0. va exista o "pernă", altfel - "baril".
Dacă există o distorsiune a ordinelor superioare Fn> 3, atunci razele să intre în
În acest caz, distorsiunile formei pot avea o formă mai complexă, deși în practică (de exemplu, în fotografie) acest lucru poate fi văzut foarte rar. Fn depind de distanța față de obiectul imaginat și de lungimea de undă.
Dacă trebuie să țineți cont de alte aberații, adăugați expresia pentru alți termeni care depind nu numai de coordonatele razei din pupilul de intrare.
literatură
- Volosov D.S. Optica fotografică. M. "Art", 1971.
- Rusinov M.M. Compoziția sistemelor optice. L. "Ingineria mecanică", 1989.
- Sivukhin D.V. Cursul general al fizicii. Optica. M. "Science", 1985.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: