Блог

Я выполняю калибровку промышленной AVT-камеры. Это нормально, когда я фокусируюсь на плоскости, где я буду проводить измерения с диафрагмой f / 4, затем закрываю диафрагму до f / 16, калибрую внутренние параметры камеры, а затем открываю диафрагму до f / 4? Изменится ли калибровка при изменении диафрагмы? Я знаю, что ни один из параметров (фокусное расстояние, основная точка, объектив) не должен физически меняться, но нет ли эффекта?

Я не меняю фокус (фокусное расстояние). Мне нужно изменить диафрагму из-за большей глубины резкости во время калибровки и более быстрой камеры во время измерений.

Я думаю, короткий ответ: нет, это не так.

Калибровка должна быть одинаковой (в экспериментальных пределах) при разных диафрагмах. Диафрагма влияет только на глубину резкости и количество света, попадающего в камеру. Фокусное расстояние, основная точка, искажения объектива и т. Д. Не Меняются, Хотя на вашу способность точно их измерить может повлиять качество получаемого изображения.

Возможно, большая диафрагма теоретически могла бы лучше передать искажения объектива, хотя чтение этой статьи заставляет меня сомневаться в собственных словах, но если вы выполняете калибровку с широкой диафрагмой, а затем снимаете с меньшей диафрагмой, это не должно быть проблемой. Только если ваш объектив серьезно искажен, это будет проблемой (ИМХО). В статье, на которую дана ссылка, говорится следующее:

Размер ограничителя не влияет на искажение, так как главный луч не изменяет свой маршрут, когда диафрагма становится меньше или больше.

Предположительно, было бы несложно выполнить калибровку камеры при разных настройках диафрагмы и посмотреть, будут ли результаты схожими. Конечно, я не знаю способа вывести настройку диафрагмы из калибровочной матрицы камеры, что подразумевает, что сама эта информация не фиксируется.

Это зависит от вашего объектива и от того, какие именно значения вы калибруете.
Если вы просто устанавливаете заднее фокусное расстояние, то проблем нет. Или если вы проводите измерения только в центре поля зрения.

Не зная фокусного расстояния, максимальной диафрагмы и общего качества объектива, невозможно дать конкретный ответ. Например, если самая широкая диафрагма равна f / 1.4, то объектив должен хорошо работать при f / 4. Но если f / 4 — самая широкая диафрагма, скорее всего, вы увидите много аберраций.

Вообще говоря, если вы начинаете с самой широкой диафрагмы объектива камеры и останавливаетесь, разрешающая способность в центре поля зрения увеличивается примерно на 2 ступени, а разрешающая способность на периферии поля улучшается примерно на 4 ступени.

Кроме того, если вы продолжите останавливаться, качество изображения не улучшится (только увеличенная глубина резкости и более тусклое изображение — как правильно указано в предыдущем ответе). В конце концов, по мере того, как физический диаметр диафрагмы становится маленьким, разрешающая способность по всему полю будет уменьшаться из-за дифракции.

Например, на «полнокадровой» (формат 35 x 24 мм) цифровой камере с хорошим объективом f / 22 заметно менее четкий, чем, скажем, f / 8.

К сожалению, геометрический (гауссовский) анализ не может предсказать поведение реальных объективов по двум причинам: аберрации и искажения.

Аберрации — это недостатки в дизайне, материалах и / или производстве, которые можно исправить с помощью дополнительных элементов, лучшего стекла, более жестких производственных допусков и т. Д. — Но Только в определенной степени и только по цене. Идеальные объективы существуют только в теории; реальные объективы всегда показывают наилучшие результаты (т. Е. Наибольшую разрешающую способность) для параксиальных лучей (проходящих вблизи оптической оси).

Не на все аберрации одинаково влияет остановка. Наибольшее улучшение: сферическая более высокого порядка Значительное улучшение: сферическая, наклонная сферическая и кома Некоторые улучшения: астигматизм, кривизна поля, осевая хроматика Не затрагивается: боковая хроматика

Геометрическое искажение (Petzval) (технически не является аберрацией) также не зависит от остановки.

Дифракция, с другой стороны, является фундаментальным законом оптики — вам просто нужно жить с этим. Дифракция изменяется обратно пропорционально физическому диаметру диафрагмы: чем меньше диаметр, тем больше угловой размер диска Эйри. Как мы все знаем, f-число — это фокусное расстояние, деленное на диаметр, поэтому f / 16 — это гораздо меньшее отверстие для объектива f = 50 мм, чем для объектива f = 150 мм.

Традиционные методы измерения дифракции и искажений по диаметрам проецируемого изображения (пленки или сенсора), а не по разрешающей способности объекта, как правило, занижают производительность более длинных объективов и глубину резкости больших форматов. Но диаграммы MTF рассказывают реальную историю о первом: самый эффективный объектив в каталоге любого производителя — это длинный объектив или телеобъектив.

занижают производительность объективов с большим фокусным расстоянием.

Из-за дифракции точечные отверстия, которые не имеют аберраций (и искажений, если они правильно спроектированы), не являются четкими.

Меньшие диаметры диафрагмы всегда имеют большую дифракцию (т.е. Больший диск Эйри), но дифракция имеет значение только тогда, когда диск Эйри больше, чем окружность рассеяния объектива. Чем лучше подобрана линза, тем ближе она к тому, чтобы быть «ограниченной дифракцией» — технический термин, обозначающий идеальную оптическую систему.

Дополнительная информация: https://www.diyphotography.net/what-actually-happens-when-you-stop-down-a-lens /