Статьи на букву Р

Требования к глубине резкости

При увеличении размера сенсора глубина резкости при заданной диафрагме уменьшится (для предмета съёмки тех же размеров и на том же расстоянии). Происходит это потому, что сенсор большего размера для заполнения кадра потребует либо приблизиться к предмету съёмки, либо использовать большее фокусное расстояние. Сокращение дистанции фокусировки означает сокращение глубины резкости, для компенсации которого потребуется увеличить число диафрагмы (закрыть её сильнее). Следующий калькулятор определяет необходимые диафрагму и фокусное расстояние для сохранения глубины резкости (при неизменной перспективе).

В качестве примера расчёта, если захотеть воспроизвести ту же перспективу и глубину резкости на полнокадровом сенсоре, которые были получены при помощи объектива 10 мм при диафрагме f/11 на камере с кроп-фактором 1.6, понадобилось бы использовать объектив 16 мм и диафрагму порядка f/18. Иначе, если использовать объектив 50 мм f/1.4 на полнокадровом сенсоре, полученная глубина резкости была бы настолько мала, что на камере с кроп-фактором 1.6 для этого потребовалась бы диафрагма 0.9 — для потребительских объективов недостижимая!

Малая глубина резкости может быть желательна для портретов, поскольку она улучшает размытие фона, тогда как большая глубина резкости желательна для пейзажно-ландшафтной съёмки. Вот почему компактные камеры бьются за получение хорошего размытия фона на портретах, тогда как камеры большого формата бьются за требуемую глубину резкости пейзажей.

Примите во внимание, что вышеприведенный калькулятор предполагает, что у вас есть объектив для второго сенсора, который может воспроизвести угол зрения первого. Если вы используете один и тот же объектив, требования по диафрагме сохранятся, но вам потребуется приблизиться к объекту (или отдалиться от него)

Однако при этом заодно изменится перспектива.

Промышленные методы тестирования разрешения оптики

Здесь полезно окунуться чуть-чуть в теорию и узнать, что такое графики MTF50.

Небезызвестная фирма Carl Zeiss (никуда нам не деться от пионера фотоиндустрии и новатора мира оптики) выпустила специальные стенды для тестирования разрешения объективов с построением классических графиков MTF50.

тестовый стенд K8 MTF tester (Carl Zeiss)

Этот комплекс строит замечательные графики MTF50, которые отвечают на многие вопросы фотографа и не зависят от оператора.

Кроме этого стенда есть упрощенный стенд К9.

тестовый стенд K9 MTF tester (Carl Zeiss)

Забегу вперед и скажу, что практически никто кроме производителей фотооптики такие стенды не использует.
По слухам один такой стенд в состоянии сильно б.у. кочует между дорогими зарубежными журналами и сейчас во владении некоего шведского журнала по фотооптике. Который впрочем не использует стенд и на 30%.

Чтобы закрыть вопрос окончательно приведу стоимость этого стенда (K8 MTF Tester). Стоимость зависит от комплектации и потому её говорят только по запросу. В некоей стандартной простой комплектации стенд стоит 200 000 евро.
Для промышленности это небольшая сумма, но для журналов и сайтов с обзорами это сумма велика, особенно в период финансовых кризисов.

Что же делать и куда податься тестирующим фотооптику и фотографам?
И тут на помощью приходят компромиссные способы определения разрешения.

Разрешающая способность — объектив

Разрешающая способность объектива часто оценивается максимальным числом черных полосок ( штрихов) на белом фоне ( или наоборот), различимых на одном миллиметре изображения.
 

Разрешающая способность объектива пропорциональна диаметру объектива и обратно пропорциональна длине световой волны. Увеличение с помощью окуляра изображения, получаемого в объективе, не изменяет разрешающей способности прибора.
 

Разрешающая способность объектива используется полностью только в том случае, если раскрытие апертурной диафрагмы микроскопа обеспечивает полное заполнение светом диафрагмы объектива. Как увидим позже, при правильной установке диафрагм это условие для объективов-ахроматов не реализуется.
 

Разрешающая способность объектива прямо пропорциональна диаметру объектива и обратно пропорциональна длине световой волны. Увеличение с помощью окуляра изображения, получаемого в объективе, не изменяет разрешающей способности прибора.
 

Разрешающая способность объективов фотоаппаратов равна 30 4 — 500 строк.
 

Разрешающая способность объективов типа МТ разных увеличений должна быть не менее: для 1х — 120 штрихов на 1 мм; для 1 5х — 130 штрихов на 1 мм; для 3х — 200 штрихов на 1 мм; для 5х — 170 штрихов на 1 мм; для 9х — 200 штрихов на 1 мм. В случае соответствующего качества изображения и высокой разрешающей способности, определяемой хорошей сборкой и центрировкой линз в оправах, производят установку линейного увеличения визирных объективов типа МТ на микроскопах по контрольной образцовой шкале. Допустимые отклонения линейного увеличения для различных объективов имеют следующие значения: для объективов 3х, 5х и 9х — 0 0005 мм; для объективов 1х и 1 5х — 0 002 мм.
 

Определим предельную разрешающую способность объектива телескопа.
 

От чего зависит разрешающая способность объектива.
 

При работе с конденсором разрешающая способность объектива увеличивается.
 

Качество изображения, центрировки и разрешающая способность объективов микроскопов, зрительных труб, отсчетных объективов, коллиматорных объективов подвижной и неподвижной кареток ( для катетометров КМ-9) проверяются на длиннофокусном коллиматоре с фокусным расстоянием объектива 1200 мм по точке и мире.
 

Применяя конденсор, можно увеличить разрешающую способность объектива. В этом случае общая апертура складывается из апертуры объектива и апертуры конденсора.
 

Для того чтобы количественно охарактеризовать разрешающую способность объектива оптического прибора, воспользуемся критерием Рэлея ( § 62.4): изображения двух точек будут видны раздельно, если главный максимум одного из них расположен не ближе первого минимума другого.
 

Разрешающая сила телевизионной системы зависит от разрешающей способности объектива передающей камеры и от разрешающей способности других элементов телевизионной системы, состоящей из передающей и приемной трубок и электрического канала.
 

Разрешающая способность микроскопа

Качество изображения определяется разрешающей способностью микроскопа, т.е. минимальным расстоянием, на котором оптика микроскопа может различить раздельно две близко расположенные точки. разрешающая способность зависит от числовой апертуры объектива, конденсора и длины волны света, которым освещается препарат. Числовая апертура (раскрытие) зависит от угловой апертуры и показателя преломления среды, находящейся между фронтальной линзой объектива и конденсора и препаратом.

Угловая апертура объектива — это максимальный угол (AOB), под которым могут попадать в объектив лучи, прошедшие через препарат. Числовая апертура объектива равна произведению синуса половины угловой апертуры на показатель преломления среды, находящейся между предметным стеклом и фронтальной линзой объектива. N.A. = n • sinα где, N.A. — числовая апертура; n — показатель преломления среды между препаратом и объективом; sinα — синус угла α равного половине угла АОВ на схеме.

Таким образом, апертура сухих систем (между фронтальной линзой объектива и препаратом-воздух) не может быть более 1 (обычно не более 0,95). Среда, помещаемая между препаратом и объективом, называется иммерсионной жидкостью или иммерсией, а объектив, рассчитанный для работы с иммерсионной жидкостью, называют иммерсионным. Благодаря иммерсии с более высоким показателем преломления чем у воздуха, можно повысить числовую апертуру объектива и, следовательно, разрешающую способность.

Числовая апертура объективов всегда гравируется на их оправах. Разрешающая способность микроскопа зависит также от апертуры конденсора. Если считать апертуру конденсора равной апертуре объектива, то формула разрешающей способности имеет вид R=λ/2NA, где R — предел разрешения; λ — длина волны; N.A — числовая апертура. Из этой формулы видно, что при наблюдении в видимом свете (зеленый участок спектра — λ=550нм), разрешающая способность (предел разрешения) микроскопа не может быть > 0,2мкм

Программные комплексы определения разрешения фотооптики

Imatest

Первым и самым известным является комплекс

: EPP и SFR графики

Объектив: Carl Zeiss Makro- Planar 60/2.8 c/y

Верхний график это профиль края. На русский мне кажется правильнее перевести как чёткость края.
Нижний график это разрешение по методу SFR (анализа кромки).

Из нижнего графика мы видим значение 31.6 cy/mm. «Cy» это «cycles», а проще говоря пары линий. Всем нам понятное значение. С помощью программы можно получить массу полезных данных, но не будем сейчас усложнять.

Данные графики строятся по не совсем обычной для фотографа мишени. Это наклоненные прямоугольники.

тестовая мишень для Imatest

Это вполне научный метод. Просто не такой известный среди фотографического населения, как способ с частотой линий на 1мм.

Кстати, для такого способа тоже есть своя мишень.

фотографическая мира с большой частотой линий

По этой фотографической мире тоже работает программа Imatest.

Кроме разрешения программа позволяет определить ХА

Это тем более важно, что данный параметр неразрывно связан с разрешением тк чем больше ХА, тем меньше разрешение фотообъектива

Хроматические аберрации Carl Zeiss Makro-Planar 60/2.8

Чем ближе друг к другу цветные линии (это красный, синий и зеленый каналы), тем меньше ХА или говоря более простым языком цветные каемки вокруг черных линий на белом контрастном фоне.
Вам наверняка они встречались при фотографировании веток деревьев в контровом солнечном свете.

Какие у метода плюсы?
Он прост в применении и не требует специального оборудования.
Позволяет получить массу параметров объектива. От разрешения и ХА до виньетирования и цветопередачи.

Минусы метода в том, что мы всегда тестируем связку объектив + камера и никогда объектив отдельно.
Так что стоит учитывать влияние сенсора фотокамеры с байеровским фильтром и обработку изображения в камере.

Программа не такая дешевая. За «домашнюю» версию вместе с тестовой таблицей просят 450 USD (~15 000руб)
Более интересная и функциональная версия Master стоит 2200 USD (70 400 руб).

Не стоит недооценивать метод. Он применяется и промышленно.

Quick MTF

Этот программный комплекс разработан явно по мотивам Imatest, но оптимизирован в плане скорости работы. Если в Imatest используются внешние модули Matlab (известный математический программный комплекс), то QuickMTF использует встроенные формулы. Не берусь судить о функционале программы вцелом, но описания к ней мало и автор отвечает односложно. Может он не заинтересован в продажах своей программы (а судя по комментариям зарубежных покупателей программы не заинтересован и в поддержке)

Продукт российский. Жаль, что такая хорошая задумка, а подозреваю, что и реализация загублена отсутствием документации и поддержки пользователей.

Остальные программы

Есть еще некоторое количество бесплатных программ. Их я детально рассматривать не буду так как они превращают рабочий процесс в «дорабатывание результатов напильником».

Одна из этих программ Mitre. Работа из командной строки!

Ссылки

Группа F/64 (англ. Group f/64) — фотографическое объединение, главной идеей которого было стремление к абсолютно четкому фокусному изображению. В качестве названия — F/64 — было использовано крайнее на тот момент значение диафрагмы, позволяющее сделать максимально четкий фокусный кадр. Основано в 1932 году в Сан-Франциско. Группа просуществовала три года и распалась в 1935 году. Несмотря на относительно краткое существование, ее деятельность является ключевым эпизодом в истории фотографии и оказала значительное влияние на ее последующее развитие.

Ки́ев-35 — шкальный компактный автоматический складной фотоаппарат, выпускавшиеся на киевском заводе «Арсенал».

Образцом при конструировании являлся немецкий фотоаппарат «Minox-35».

Выпускался с 1985 по 1991 год в двух модификациях — «Киев-35А» и «Киев-35АМ».

«Киев-35АМ» (выпускался только в 1991 году) имел корпус со съёмной задней стенкой и другую электронную схему.

Выпускались в малом количестве. Стоимость «Киева-35» во второй половине 1980-х годов составляла 85 рублей.

Разреше́ние — способность оптического прибора воспроизводить изображение близко расположенных объектов.

Удлинительные кольца, промежуточные кольца, макро-кольца (от др.-греч. μακρός — большой, крупный) — металлические или пластмассовые кольца, устанавливаемые между корпусом фотоаппарата или кинокамеры и сменным объективом для его фокусировки на очень близкие предметы и съёмки в крупном масштабе. В отличие от насадочных линз, позволяющих вести макросъёмку любыми типами аппаратуры, удлинительные кольца могут использоваться только со съёмными объективами, однако значительно меньше влияют на качество изображения.

Чёткость — определённость выделения отдельных элементов; ясность, точность, вразумительность; хорошая организованность; аккуратность; педантичность; может иметь значение в следующих областях.

Вразумительность (чёткость в семантических пространствах):

философия — чёткость философских определений;Чёткость в абстрактных пространствах:

математика — чёткие и нечёткие теории, нечёткая логика, теория нечётких множеств;

логика — чёткость логических высказываний;

психология — чёткость восприятия (слух, голос, психоакустика);

речь — чёткость, артикуляция в устной речи;

звук — чёткость звучания;

исполнительское искусство — чёткость исполнения.

литература — чёткость звуковой организации литературного произведения;Чёткость в обычном пространстве:

оптика — чёткость оптических изображений;

изобразительное искусство — чёткость шрифта в графике;

фотография — резкость, чёткость фотоизображения (см. разрешающая сила объектива, глубина резкости, приоритет выдержки, шевелёнка);

кинематограф — резкость киноизображения, чёткость киномонтажа;

телевидение — чёткость телеизображения;Чёткость организации:

литература — чёткость сюжета;

изобразительное искусство — чёткость художественного образа;

кинематография — чёткость киномонтажа;

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ определения разрешающей способности фотоаппарата, преимущественно в каждой точке изображения, включающий получение фотоаппаратом изображений набора мир, определение разрешающей способности, отличающийся тем, что изображения получают в цифровом виде одного ракурса и масштаба с использованием набора кольцевых мир, имеющих реперные кружки, при заполнении каждой мирой всего поля изображения определяют точное положение центров реперных кружков на каждом из полученных изображений путем определения среднего арифметического координат точек, входящих в реперные кружки, в системе координат, центр которой лежит в точке с координатами 0;0 цифрового изображения, определяют точное положение центров мир как среднее арифметическое координат центров реперных кружков, разрешающую способность определяют в каждой точке изображения по разрешающей способности той миры, минимальная ширина темного кольца которой еще различается в данной точке изображения, используя критерий различимости кольца миры в точке изображения, заключающийся в том, что среднеквадратичное отклонение яркостей точек, лежащих на отрезке, ориентированном вдоль радиус-вектора, соединяющего эту точку с центром миры, в 3 раза превышает среднеквадратичное отклонение яркостей точек, лежащих на отрезке такой же длины, ориентированном перпендикулярно радиус-вектору, при этом длина каждого из отрезков составляет 4 ширины темного кольца на изображении, а центры отрезков совпадают и находятся в данной точке изображения, ширину темного кольца на изображении миры определяют по формуле d_из=d_м·А_из/А_м , где d_из и d_м — ширина темного кольца на изображении миры и на мире соответственно; А_из и А_м — расстояния между центрами реперных кружков на изображении миры и на мире соответственно, разрешающую способность миры определяют по ширине темного кольца на изображении миры по формуле R=1/d_из.

2. Набор кольцевых мир, состоящий из 10 кольцевых мир, каждая из которых представляет собой систему концентрических темных колец на светлом фоне, при этом ширина темного кольца в пределах одной миры неизменна, отличающийся тем, что дополнительно содержит 20 кольцевых мир, при этом каждая из мир полностью заполняет площадь прямоугольника с соотношением сторон 2:3, одинаковую для всех мир, ширина темного кольца убывает от каждой предыдущей миры, начиная с первой, к последующей по закону геометрической прогрессии со знаменателем К, при этом К выбирается в диапазоне 0,91-0,95, ширина темного кольца первой миры не менее 2 мм, в центре каждой миры имеется белое пятно диаметром не менее 4 мм, также в структуре каждой миры имеются два реперных кружка диаметром не менее 4 мм любого цвета, кроме оттенков серого, центры которых расположены напротив друг друга на окружности, диаметр которой составляет не более 0,8 от меньшей стороны прямоугольника, площадь которого занимает мира.

Итоги

Мы рассмотрели различные способы определения разрешения фотообъективов. Я предлагаю перевести проект на более высокий уровень улучшив методы тестирования использованием программного продукта Imatest.

Что для этого требуется? Деньги.
Я свои средства вкладываю в проект постоянно, но этого не хватает.

Помогите проекту помочь вам. Если каждый читатель скинет хотя бы по 300р этого с лихвой хватит на все необходимые программы (я пока не раскрываю остальных программ дабы мои методики тестирования не копировали).

Что получите вы, заплатив 300-500р (сумма любая, которую не жалко на хорошее дело).
Возможность прислать свой объектив и бесплатно получить результаты его тестов. Оплатите только доставку туда-сюда. Если вы из С-Петербурга или можете объектив переправить в СПб дугим способом, кроме Почты России — вообще все бесплатно.
К своему платежу припишите, пожалуйста, Ваш Ник (условное имя) по которому я буду знать как вас опознавать в дальнейшем.

Также если вы будете в дальнейшем покупать объективы через меня, то получить тестовые результаты еще удобнее. Все будет в распечатанном виде в комплекте с объективом в посылке.

Если сумма вдруг :- ( ) превысит требуемую или наоборот катастрофически недоберет до необходимой, то будут приобретены редкие и ценные книги по фотооптике, отсканированы и высланы всем поучаствовавшим. На Amazon такие книги стоят от 9тыс.руб. В интернете их само собой нет. Вы их обретете за 300р.

Вобщем друзья, надеюсь на вашу поддержку! (на 20.04.2013 баланс 3150 руб)

Планируется собрать как минимум на версию Imatest Studio ~ 9000 руб

Яндекс.Деньги

PayPal

Во время платежа в примечании сделать пометку: Пожертвование на развитие сайта evtifeev.com от (Ник на сайте или просто ваше Фамилия Имя).

Webmoney:

(рубли) R337187134084

(доллары) Z188972807771

Банковский счёт

Получатель: Евтифеев Дмитрий Сергеевич
№ счета получателя: 40817810738800123300
Банк получателя: ЗАО КБ «Ситибанк» в г. Санкт-Петербурге
Корр. счет: 30101810100000000765 в ГРКЦ ГУ ЦБ РФ по Санкт-Петербургу
БИК 044030765
ИНН 7710401987
КПП 783502001
ОКПО 43459430

Назначение платежа: Частный перевод от (Ник на сайте или просто ваше Фамилия Имя)

Для чего нужен ваш Ник: Ваш Ник я запишу и впоследствии Вы получите все бонусы о которых я говорил и многие другие.

А пока в разработке вот такая таблица Информация о советских объективах.
Для нее в частности и нужен тестовый комплекс.
Также в тест пойдут объективы Zeiss и Canon.