Azimio ni uwezo wa mfumo wa kupiga picha kutoa maelezo ya kitu, na inategemea vipengele kama vile aina ya mwanga iliyotumika, saizi ya pikseli ya kitambuzi na uwezo wa macho. Kadiri maelezo ya mada yanavyopungua, ndivyo mwonekano unaohitajika wa lenzi unavyoongezeka.
Utangulizi wa mchakato wa utatuzi
Ubora wa picha ya kamera inategemea kitambuzi. Kwa ufupi, kihisi cha taswira ya dijiti ni chipu ndani ya mwili wa kamera iliyo na mamilioni ya madoa ambayo yanaweza kuathiriwa na mwanga. Ukubwa wa kihisi cha kamera huamua ni mwanga kiasi gani unaweza kutumika kutengeneza picha. Kadiri kihisi kinavyokuwa kikubwa ndivyo ubora wa picha unavyoboreka kadri maelezo zaidi yanavyokusanywa. Kwa kawaida kamera za kidijitali hutangaza sokoni kwa ukubwa wa vitambuzi vya 16mm, Super 35mm, na wakati mwingine hadi 65mm.
Kadiri ukubwa wa kitambuzi unavyoongezeka, kina cha uga kitapungua kwa shimo fulani, kwani kifaa kingine kikubwa kinakuhitaji kusogelea zaidi.kitu au tumia urefu wa focal mrefu zaidi kujaza fremu. Ili kudumisha kina sawa cha uwanja, mpiga picha lazima atumie tundu ndogo zaidi.
Kina hiki kidogo cha uga kinaweza kuhitajika, haswa ili kufikia ukungu wa usuli kwa picha, lakini upigaji picha wa mlalo unahitaji kina zaidi, ambacho ni rahisi kunasa kwa ukubwa unaonyumbulika wa kamera ndogo.
Kugawanya idadi ya pikseli za mlalo au wima kwenye kihisi kutaonyesha ni nafasi ngapi ambayo kila moja inachukuwa kwenye kitu, na kunaweza kutumiwa kutathmini nguvu ya utatuzi wa lenzi na kutatua matatizo ya mteja kuhusu saizi ya pikseli ya picha ya dijiti ya kifaa. Kama sehemu ya kuanzia, ni muhimu kuelewa ni nini kinachoweza kudhibiti azimio la mfumo.
Kauli hii inaweza kuonyeshwa kwa mfano wa jozi ya miraba kwenye mandharinyuma nyeupe. Ikiwa miraba kwenye kihisi cha kamera imechorwa kwa saizi za jirani, basi itaonekana kama mstatili mmoja mkubwa kwenye picha (1a) badala ya miraba miwili tofauti (1b). Ili kutofautisha mraba, nafasi fulani inahitajika kati yao, angalau saizi moja. Umbali huu wa chini ni azimio la juu la mfumo. Kikomo kamili kinatambuliwa na saizi ya pikseli kwenye kihisi, pamoja na idadi yao.
Kupima sifa za lenzi
Uhusiano kati ya miraba nyeusi na nyeupe inayopishana inafafanuliwa kuwa jozi ya mstari. Kwa kawaida, azimio imedhamiriwa na frequency,kipimo kwa jozi za mstari kwa millimeter - lp/mm. Kwa bahati mbaya, azimio la lensi katika cm sio nambari kamili. Kwa azimio fulani, uwezo wa kuona miraba miwili kama vitu tofauti itategemea kiwango cha kijivu. Kadiri utengano wa kiwango cha kijivu kati yao na nafasi, ni thabiti zaidi katika uwezo wa kutatua miraba hii. Mgawanyiko huu wa mizani ya kijivu unajulikana kama utofautishaji wa masafa.
Marudio ya anga hutolewa kwa lp/mm. Kwa sababu hii, kuhesabu azimio katika suala la lp/mm ni muhimu sana wakati wa kulinganisha lenzi na kuamua chaguo bora kwa vitambuzi na programu fulani. Ya kwanza ni pale ambapo hesabu ya azimio la mfumo huanza. Kuanzia na sensor, ni rahisi kuamua ni vipimo gani vya lensi zinahitajika ili kukidhi mahitaji ya kifaa au programu zingine. Masafa ya juu zaidi yanayoruhusiwa na kihisi, Nyquist, ni pikseli mbili au jozi ya laini moja.
Uzimio wa lenzi ya ufafanuzi, pia huitwa azimio la nafasi ya picha ya mfumo, inaweza kubainishwa kwa kuzidisha ukubwa katika Μm na 2 ili kuunda jozi na kugawanya kwa 1000 ili kubadilisha hadi mm:
lp/mm=1000/ (pikseli 2 X)
Vihisi vilivyo na pikseli kubwa zaidi vitakuwa na vikomo vya mwonekano wa chini. Sensa zilizo na pikseli ndogo zitafanya vyema zaidi kulingana na fomula ya mwonekano wa lenzi iliyo hapo juu.
Sehemu ya kihisi inayotumika
Unaweza kukokotoa upeo wa juu wa mwonekano wa kipengee kiwekutazama. Ili kufanya hivyo, inahitajika kutofautisha kati ya viashiria kama uwiano kati ya saizi ya sensor, uwanja wa maoni na idadi ya saizi kwenye sensor. Ukubwa wa mwisho hurejelea vigezo vya eneo amilifu la kihisi cha kamera, kwa kawaida huamuliwa na ukubwa wa umbizo lake.
Hata hivyo, uwiano kamili utatofautiana kulingana na uwiano wa kipengele, na ukubwa wa kawaida wa vitambuzi unapaswa kutumika tu kama mwongozo, hasa kwa lenzi za simu na vikuzaji vya juu. Ukubwa wa kihisi unaweza kuhesabiwa moja kwa moja kutoka saizi ya pikseli na idadi amilifu ya saizi ili kufanya jaribio la azimio la lenzi.
Jedwali linaonyesha kikomo cha Nyquist kinachohusishwa na saizi za pikseli zinazopatikana kwenye baadhi ya vitambuzi vinavyotumika sana.
| Ukubwa wa pikseli (µm) | Kikomo cha Nyquist kilichojumuishwa (lp / mm) |
| 1, 67 | 299, 4 |
| 2, 2 | 227, 3 |
| 3, 45 | 144, 9 |
| 4, 54 | 110, 1 |
| 5, 5 | 90, 9 |
Ukubwa wa pikseli unapopungua, kikomo kinachohusiana cha Nyquist katika lp/mm huongezeka kwa uwiano. Kuamua doa ya chini kabisa inayoweza kutatuliwa ambayo inaweza kuonekana kwenye kitu, uwiano wa uwanja wa mtazamo na ukubwa wa sensor lazima uhesabiwe. Hii pia inajulikana kama nyongeza ya msingi.(PMAG) mifumo.
Uhusiano unaohusishwa na mfumo wa PMAG unaruhusu kuongeza ubora wa nafasi ya picha. Kwa kawaida, wakati wa kuunda programu, haijabainishwa katika lp/mm, bali katika mikroni (µm) au sehemu za inchi. Unaweza haraka kurukia mwonekano wa mwisho wa kitu kwa kutumia fomula iliyo hapo juu ili kurahisisha kuchagua mwonekano wa lenzi z. Ni muhimu pia kukumbuka kuwa kuna mambo mengi ya ziada, na kizuizi kilicho hapo juu hakina makosa kidogo kuliko ugumu wa kuzingatia mambo mengi na kuhesabu kwa kutumia milinganyo.
Kokotoa urefu wa umakini
Ubora wa picha ni idadi ya pikseli ndani yake. Imeteuliwa kwa vipimo viwili, kwa mfano, 640X480. Mahesabu yanaweza kufanywa tofauti kwa kila mwelekeo, lakini kwa unyenyekevu hii mara nyingi hupunguzwa hadi moja. Ili kufanya vipimo sahihi kwenye picha, unahitaji kutumia angalau pikseli mbili kwa kila eneo dogo zaidi unalotaka kugundua. Ukubwa wa sensor inahusu kiashiria cha kimwili na, kama sheria, haijaonyeshwa kwenye data ya pasipoti. Njia bora ya kubainisha ukubwa wa kitambuzi ni kuangalia vigezo vya pikseli juu yake na kuzidisha kwa uwiano wa kipengele, katika hali ambayo nguvu ya utatuzi ya lenzi hutatua matatizo ya risasi mbaya.
Kwa mfano, kamera ya Basler acA1300-30um ina saizi ya pikseli 3.75 x 3.75um na mwonekano wa pikseli 1296 x 966. Ukubwa wa kitambuzi ni 3.75 µm x 1296 kwa 3.75 µm x 966=4.86 x 3.62 mm.
Muundo wa vitambuzi hurejelea saizi halisi na haitegemei saizi ya pikseli. Mpangilio huu unatumika kwaamua ni lenzi gani kamera inaoana nayo. Ili zilingane, umbizo la lenzi lazima liwe kubwa kuliko au sawa na saizi ya kihisi. Ikiwa lenzi iliyo na uwiano mdogo zaidi itatumiwa, picha itaathiriwa na vignetting. Hii husababisha maeneo ya kitambuzi nje ya ukingo wa umbizo la lenzi kuwa giza.
Pixels na uteuzi wa kamera
Ili kuona vitu kwenye picha, lazima kuwe na nafasi ya kutosha kati yao ili visiunganishwe na saizi za jirani, vinginevyo haviwezi kutofautishwa. Ikiwa vitu ni saizi moja kila moja, mgawanyiko kati yao lazima pia iwe angalau kitu kimoja, ni shukrani kwa hili kwamba jozi ya mistari huundwa, ambayo kwa kweli ina saizi mbili kwa saizi. Hii ni mojawapo ya sababu kwa nini si sahihi kupima ubora wa kamera na lenzi katika megapixels.
Kwa kweli ni rahisi kuelezea uwezo wa msuluhisho wa mfumo kulingana na masafa ya jozi ya laini. Inafuata kwamba kadiri saizi ya pikseli inavyopungua, mwonekano huongezeka kwa sababu unaweza kuweka vipengee vidogo kwenye vipengele vidogo vya dijiti, kuwa na nafasi ndogo kati yao, na bado kutatua umbali kati ya mada unazopiga.
Huu ni muundo uliorahisishwa wa jinsi kihisi cha kamera hutambua vitu bila kuzingatia kelele au vigezo vingine, na ndiyo hali inayofaa.
Chati za utofautishaji za MTF
Lenzi nyingi si mifumo kamili ya macho. Mwanga unaopita kwenye lenzi hupitia kiwango fulani cha uharibifu. Swali ni jinsi ya kutathmini hiiuharibifu? Kabla ya kujibu swali hili, ni muhimu kufafanua dhana ya "modulation". Mwisho ni kipimo cha leni tofauti kwa masafa fulani. Mtu anaweza kujaribu kuchanganua picha za ulimwengu halisi zilizopigwa kupitia lenzi ili kubaini urekebishaji au utofautishaji kwa maelezo ya ukubwa au masafa tofauti (nafasi), lakini hii haiwezekani sana.
Badala yake, ni rahisi zaidi kupima urekebishaji au utofautishaji kwa jozi za mistari nyeupe na nyeusi inayopishana. Wanaitwa kimiani ya mstatili. Muda wa mistari katika wavu wa wimbi la mstatili ni mzunguko (v), ambapo urekebishaji au utofautishaji wa lenzi na mwonekano hupimwa kwa cm.
Kiwango cha juu zaidi cha mwanga kitatoka kwenye mikanda ya mwanga, na kiwango cha chini zaidi kutoka kwa mikanda ya giza. Nuru ikipimwa kulingana na mwangaza (L), urekebishaji unaweza kubainishwa kulingana na mlinganyo ufuatao:
modulation=(Lmax - Lmin) / (Lmax + Lmin), wapi: Lmax ndio upeo wa juu zaidi wa mwangaza wa mistari nyeupe katika wavu, na Lmin ndio kiwango cha chini zaidi cha mwangaza cha giza.
Wakati urekebishaji unapofafanuliwa katika maneno ya mwanga, mara nyingi hujulikana kama utofautishaji wa Michelson kwa sababu inachukua uwiano wa mwanga kutoka kwa bendi za mwanga na giza ili kupima utofautishaji.
Kwa mfano, kuna wavu wa wimbi la mraba la mawimbi fulani (v) na urekebishaji, na utofautishaji asilia kati ya maeneo meusi na mepesi inayoakisiwa kutoka kwa wavu huu kupitia lenzi. Urekebishaji wa picha na hivyo utofautishaji wa lenzi hupimwa kwa masafa fulanipau (v).
Kitendakazi cha uhamishaji wa moduli (MTF) kinafafanuliwa kama urekebishaji M i ya picha ikigawanywa na urekebishaji wa kichocheo (kitu) M o, kama inavyoonyeshwa katika mlinganyo ufuatao.
|
MTF (v)=M i / M 0 |
gridi za majaribio za USF huchapishwa kwenye karatasi 98% ya leza angavu. Tona ya kichapishi cha laser nyeusi ina mwonekano wa takriban 10%. Kwa hivyo thamani ya M 0 ni 88%. Lakini kwa kuwa filamu ina upeo mdogo wa mabadiliko ikilinganishwa na jicho la mwanadamu, ni salama kudhani kuwa M 0 kimsingi ni 100% au 1. Kwa hivyo fomula iliyo hapo juu inalingana na yafuatayo zaidi. mlinganyo rahisi:
|
MTF (v)=Mi |
Kwa hivyo lenzi ya MTF ya masafa fulani ya wavu (v) ni urekebishaji wa wavu uliopimwa (Mi) unapopigwa picha kupitia lenzi kwenye filamu.
Ubora wa hadubini
Ubora wa lengo la hadubini ndio umbali mfupi zaidi kati ya sehemu mbili tofauti katika sehemu yake ya mwonekano ya macho ambayo bado inaweza kutofautishwa kama vitu tofauti.
Ikiwa pointi mbili ziko karibu zaidi kuliko azimio lako, zitaonekana kuwa na utata na misimamo yao itakuwa si sahihi. Hadubini inaweza kutoa ukuzaji wa hali ya juu, lakini ikiwa lenzi ni za ubora duni, mwonekano duni utakaotokea utashusha ubora wa picha.
Chini ni mlinganyo wa Abbe, ambapo azimionguvu ya lengo la hadubini z ni nguvu ya utatuzi iliyo sawa na urefu wa wimbi la mwanga unaotumiwa kugawanywa na 2 (kipenyo cha nambari cha lengo).
Vipengele kadhaa huathiri mwonekano wa darubini. Hadubini ya macho iliyowekwa katika ukuzaji wa juu inaweza kutoa picha ambayo haina ukungu, ilhali bado iko katika ubora wa juu zaidi wa lenzi.
Mtundu wa dijitali wa lenzi huathiri mwonekano. Nguvu ya utatuzi ya lengo la hadubini ni nambari inayoonyesha uwezo wa lenzi kukusanya mwanga na kutatua sehemu kwa umbali usiobadilika kutoka kwa lengo. Hatua ndogo zaidi inayoweza kutatuliwa na lenzi ni sawia na urefu wa wimbi la nuru iliyokusanywa iliyogawanywa na nambari ya aperture ya nambari. Kwa hivyo, nambari kubwa zaidi inalingana na uwezo mkubwa zaidi wa lenzi wa kutambua nukta bora katika uwanja wa kutazama. Tundu la nambari la lenzi pia linategemea kiasi cha urekebishaji wa mtengano wa macho.
Azimio la lenzi ya darubini
Kama faneli nyepesi, darubini inaweza kukusanya mwanga kulingana na eneo la shimo, mali hii ndiyo lenzi kuu.
Kipenyo cha mboni yenye giza ya jicho la mwanadamu ni chini ya sentimita 1, na kipenyo cha darubini kubwa zaidi ya macho ni sentimeta 1,000 (mita 10), hivyo kwamba darubini kubwa zaidi ni mara milioni moja katika mkusanyiko. eneo kuliko jicho la mwanadamu.
Ndio maana darubini huona vitu hafifu kuliko binadamu. Na uwe na vifaa vinavyokusanya mwanga kwa kutumia vitambuzi vya kielektroniki kwa saa nyingi.
Kuna aina kuu mbili za darubini: viunga vinavyotegemea lenzi na viakisi vinavyotegemea kioo. Darubini kubwa ni viakisi kwa sababu si lazima vioo viwe wazi. Vioo vya darubini ni kati ya miundo sahihi zaidi. Hitilafu inayoruhusiwa kwenye uso ni takriban 1/1000 upana wa nywele za binadamu - kupitia shimo la mita 10.
Vioo vilitengenezwa kwa slaba kubwa nene za glasi ili kuvizuia visilegee. Vioo vya leo ni nyembamba na vinaweza kubadilika, lakini vinadhibitiwa na kompyuta au kugawanywa kwa njia nyingine na kuunganishwa na udhibiti wa kompyuta. Mbali na kazi ya kutafuta vitu hafifu, lengo la mwanaastronomia pia ni kuona maelezo yao mazuri. Kiwango ambacho maelezo yanaweza kutambuliwa inaitwa azimio:
- Picha za mafumbo=ubora duni.
- Picha safi=ubora mzuri.
Kutokana na asili ya wimbi la mwanga na matukio yanayoitwa diffraction, kipenyo cha kioo cha darubini au lenzi huzuia azimio lake la mwisho kuhusiana na kipenyo cha darubini. Azimio hapa linamaanisha maelezo madogo zaidi ya angular ambayo yanaweza kutambuliwa. Thamani ndogo zinalingana na maelezo bora ya picha.
Darubini za redio lazima ziwe kubwa sana ili kutoa mwonekano mzuri. Mazingira ya dunia nipicha za darubini zenye misukosuko na ukungu. Wanaastronomia wa nchi kavu ni mara chache sana wanaweza kufikia kiwango cha juu kabisa cha ubora wa kifaa. Athari ya misukosuko ya anga kwenye nyota inaitwa maono. Msukosuko huu husababisha nyota "kumeta". Ili kuepuka ukungu huu wa angahewa, wanaastronomia hurusha darubini angani au kuziweka kwenye milima mirefu iliyo na hali thabiti ya anga.
Mifano ya kukokotoa vigezo
Data ya kubainisha ubora wa lenzi ya Canon:
- Ukubwa wa pikseli=3.45 µm x 3.45 µm.
- Pixels (H x V)=2448 x 2050.
- Sehemu inayohitajika ya kutazamwa (mlalo)=100 mm.
- Kikomo cha azimio la vitambuzi: 1000/2x3, 45=145 lp / mm.
- Vipimo vya Sensor:3.45x2448/1000=8.45 mm3, 45x2050/1000=7.07 mm.
- PMAG:8, 45/100=0.0845 mm.
- Kupima mwonekano wa lenzi: 145 x 0.0845=12.25 lp/mm.
Kwa kweli, hesabu hizi ni ngumu sana, lakini zitakusaidia kuunda picha kulingana na saizi ya kihisi, umbizo la pikseli, umbali wa kufanya kazi na sehemu ya mwonekano katika mm. Kukokotoa thamani hizi kutabainisha lenzi bora kwa picha na programu yako.
Matatizo ya macho ya kisasa
Kwa bahati mbaya, kuongeza ukubwa wa kitambuzi mara mbili huleta matatizo ya ziada kwa lenzi. Moja ya vigezo kuu vinavyoathiri gharama ya lenzi ya picha ni umbizo. Kubuni lenzi kwa sensor kubwa ya umbizo kunahitajivipengele vingi vya mtu binafsi vya macho, ambavyo vinapaswa kuwa vikubwa na uhamishaji wa mfumo kuwa mgumu zaidi.
Lenzi iliyoundwa kwa ajili ya kihisi 1 inaweza kugharimu mara tano zaidi ya ile lenzi iliyoundwa kwa kihisi cha ½ , hata kama haiwezi kutumia vipimo sawa na mwonekano mdogo wa pikseli. Kijenzi cha gharama lazima zizingatiwe kabla ya jinsi ya kufanya hivyo. ili kubainisha nguvu ya utatuzi ya lenzi.
Upigaji picha wa macho leo unakabiliwa na changamoto nyingi kuliko miaka kumi iliyopita. Vihisi ambavyo vinatumiwa navyo vina mahitaji ya ubora wa juu zaidi, na ukubwa wa umbizo huendeshwa kwa wakati mmoja ndogo na kubwa zaidi, huku saizi ya pikseli ikiendelea kupungua.
Hapo awali, vifaa vya macho havikuwekea kikomo mfumo wa upigaji picha, ndivyo ilivyo leo. Ambapo saizi ya pikseli ya kawaida ni karibu 9 µm, saizi ya kawaida zaidi ni karibu 3 µm. Ongezeko hili la msongamano wa nukta 81 limesababisha madhara makubwa kwenye macho, na ingawa vifaa vingi ni vyema, uteuzi wa lenzi sasa ni muhimu zaidi kuliko hapo awali.
