 | Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )
|
| Оптическая аберрация |
|---|
 Расфокусировать
|
В оптике , расфокусировки является аберрацией , в котором изображение просто из фокуса . Эта аберрация знакома каждому, кто пользовался фотоаппаратом, видеокамерой, микроскопом, телескопом или биноклем. Оптический, расфокусировка относится к переводу фокуса вдоль оптической оси от поверхности обнаружения. В общем, расфокусировка уменьшает резкость и контрастность в изображении. То, что должно быть резким, высококонтрастным краем сцены, превращается в постепенные переходы. Мелкие детали в кадре размываются или даже становятся невидимыми. Почти все оптические устройства формирования изображения включают в себя ту или иную форму регулировки фокуса, чтобы минимизировать расфокусировку и максимизировать качество изображения.
В оптике и фотографии [ править ]
Степень размытия изображения при заданной величине смещения фокуса обратно пропорциональна диафрагменному числу объектива . Низкие значения диафрагмы, например от f / 1,4 до f / 2,8, очень чувствительны к расфокусировке и имеют очень малую глубину резкости . Высокие значения диафрагмы в диапазоне от f / 16 до f / 32 хорошо переносят расфокусировку и, следовательно, имеют большую глубину резкости. Предельным случаем для числа f является камера-обскура , работающая, возможно, от f / 100 до f / 1000, и в этом случае все объекты находятся в фокусе практически независимо от их расстояния до апертуры- обскуры.. Наказанием за достижение такой экстремальной глубины резкости является очень тусклое освещение на пленке или датчике изображения , ограниченное разрешение из-за дифракции и очень долгое время экспозиции , что создает возможность ухудшения изображения из-за размытия движения .
Величина допустимой расфокусировки зависит от разрешения среды изображения. Чип или пленка с низким разрешением более устойчивы к расфокусировке и другим аберрациям. Чтобы в полной мере воспользоваться средой с более высоким разрешением, необходимо минимизировать расфокусировку и другие аберрации.
Расфокусировка моделируется в формате полинома Цернике как , где - коэффициент расфокусировки в длинах волн света. Это соответствует разности оптических путей в форме параболы между двумя сферическими волновыми фронтами , которые касаются своих вершин и имеют разные радиусы кривизны .
Для некоторых приложений, таких как фазово-контрастная электронная микроскопия , расфокусированные изображения могут содержать полезную информацию. Несколько изображений, записанных с различными значениями расфокусировки, можно использовать для изучения того, как интенсивность электронной волны изменяется в трехмерном пространстве, и на основе этой информации можно сделать вывод о фазе волны. Это основа неинтерферометрического восстановления фазы . Примеры алгоритмов поиска фазы, которые используют расфокусированные изображения, включают алгоритм Гершберга – Сакстона и различные методы, основанные на уравнении переноса интенсивности .
В видении [ править ]
В обычном разговоре термин « размытость» может использоваться для описания любого ухудшения зрения. Однако в клинических условиях размытое зрение означает субъективное переживание или восприятие оптического расфокусировки в глазу , называемое ошибкой рефракции . Размытие может выглядеть по-разному в зависимости от количества и типа ошибки рефракции. Ниже приведены некоторые примеры нечетких изображений, которые могут возникнуть в результате аномалий рефракции:
Степень нечеткости зрения можно оценить, измерив остроту зрения с помощью диаграммы зрения . Расплывчатое зрение часто корректируют, фокусируя свет на сетчатке с помощью корректирующих линз . Эти исправления иногда имеют нежелательные эффекты, включая увеличение или уменьшение, искажение, цветовые полосы и изменение восприятия глубины. Во время осмотра глаза измеряется острота зрения пациента без коррекции, с текущей коррекцией и после рефракции . Это позволяет окулисту или офтальмологу («офтальмологу») определить, насколько аномалии рефракции влияют на качество зрения пациента. Snellen острота6/6 или 20/20, или десятичное значение 1,0, считается острым зрением для среднего человека (у молодых людей это значение может быть почти вдвое больше). Острота с наилучшей коррекцией ниже этого значения указывает на то, что существует еще одно ограничение зрения, выходящее за рамки коррекции ошибки рефракции.
Диск размытия [ править ]
Оптическая дефокусировка может быть результатом неправильных корректирующих линз или недостаточной аккомодации , как, например, при пресбиопии из-за стареющего глаза. Как было сказано выше, световые лучи от точечного источника не фокусируются в одной точке сетчатки, а распределяются в небольшом световом диске, называемом диском размытия . Его размер зависит от размера зрачка и степени расфокусировки и рассчитывается по формуле
( d = диаметр в градусах, угол обзора, p = размер зрачка в мм, D = расфокусировка в диоптриях). [1]
В теории линейных систем точечное изображение (т.е. диск размытия) называется функцией рассеяния точки (PSF). Изображение сетчатки получается путем свертки сфокусированного изображения с PSF.
См. Также [ править ]
- Боке
- Форма от расфокусировки
Ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме размытых изображений . |
- Смит, Уоррен Дж., Современная оптическая инженерия , McGraw – Hill, 2000, глава 11, ISBN 0-07-136360-2
- ^ Страсбургер, Ганс; Бах, Михаил; Генрих, Свен П. (2018). «Размытие без размытия - мини-учебник» . i-Восприятие . 9 (2): 204166951876585. DOI : 10,1177 / 2041669518765850 . PMC 5946648 . PMID 29770182 .
