Як храматычныя аберацыі і скажэнні ўплываюць на імаму

1.храматычная аберацыя

1.1 Што такое храматычная аберацыя

Храматычная аберацыя абумоўлена розніцай у прапускальнай здольнасці матэрыялу. Натуральнае святло складаецца з вобласці бачнага святла з дыяпазонам даўжынь хваль ад 390 да 770 нм, а астатняе - гэта спектр, які чалавечае вока не бачыць. Паколькі матэрыялы маюць розныя паказчыкі праламлення для розных даўжынь хваль каляровага святла, кожны каляровы святло мае рознае становішча і павелічэнне малюнка, што прыводзіць да храматычнасці становішча.

1.2 Як храматычная аберацыя ўплывае на якасць выявы

(1) З-за рознай даўжыні хвалі і каэфіцыента праламлення розных колераў святла аб'ект-кропку нельга добра сфакусаваць у АДНУ дасканалую кропку выявы, таму фота будзе размытым.

(2) Акрамя таго, з-за рознага павелічэння розных колераў, на краі кропак выявы будуць "вясёлкавыя лініі".

1.3 Як храматычная аберацыя ўплывае на 3D-мадэль

Калі кропкі выявы маюць «вясёлкавыя лініі», гэта паўплывае на тое, каб праграмнае забеспячэнне для 3D-мадэлявання адпавядала адной і той жа кропцы. Для аднаго і таго ж аб'екта супастаўленне трох колераў можа выклікаць памылку з-за «ліній вясёлкі». Калі гэтая памылка назапашваецца дастаткова вялікай, гэта выкліча «стратыфікацыю».

1.4 Як ліквідаваць храматычную аберацыю

Выкарыстанне рознага паказчыка праламлення і рознай дысперсіі камбінацыі шкла можа ліквідаваць храматычную аберацыю. Напрыклад, выкарыстоўвайце шкло з нізкім паказчыкам праламлення і нізкай дысперсіяй у якасці выпуклых лінзаў і шкло з высокім паказчыкам праламлення і высокай дысперсіі ў якасці ўвагнутых лінзаў.

Такая камбінаваная лінза мае меншую фокусную адлегласць на сярэдняй даўжыні хвалі і вялікую фокусную адлегласць на доўгіх і кароткіх прамянях. Рэгулюючы сферычную крывізну лінзы, фокусныя адлегласці сіняга і чырвонага святла могуць быць дакладна роўнымі, што ў асноўным выключае храматычную аберацыю.

Другасны спектр

Але цалкам ліквідаваць храматычную аберацыю немагчыма. Пасля выкарыстання камбінаванага аб'ектыва засталася храматычная аберацыя называецца «другасным спектрам». Чым больш фокусная адлегласць аб'ектыва, тым больш застаецца храматычнай аберацыі. Такім чынам, для аэраздымкі, якая патрабуе высокадакладных вымярэнняў, другасны спектр нельга ігнараваць.

Тэарэтычна, калі светлую паласу можна падзяліць на сіне-зялёны і зялёна-чырвоны інтэрвалы, а да гэтых двух інтэрвалаў прымяніць ахраматычныя метады, другасны спектр можна ў асноўным ліквідаваць. Аднак шляхам разлікаў было даказана, што калі ахраматычна для зялёнага і чырвонага святла, храматычная аберацыя сіняга святла становіцца вялікай; калі ахраматычна для сіняга святла і зялёнага святла, храматычная аберацыя чырвонага святла становіцца вялікай. Здаецца, што гэта складаная праблема і няма адказу, упарты другасны спектр немагчыма цалкам ліквідаваць.

Апахроматычны（АПА）тэхн

На шчасце, тэарэтычныя разлікі знайшлі спосаб для APO, які заключаецца ў пошуку спецыяльнага матэрыялу аптычнай лінзы, адносная дысперсія сіняга святла да чырвонага святла вельмі нізкая, а ад сіняга святла да зялёнага святла вельмі высокая.

Флюарыт з'яўляецца такім асаблівым матэрыялам, яго дысперсія вельмі нізкая, а частка адноснай дысперсіі блізкая да многіх аптычных шклоў. Флюарыт мае адносна нізкі паказчык праламлення, мала раствараецца ў вадзе і мае слабую тэхналагічнасць і хімічную стабільнасць, але дзякуючы сваім выдатным ахроматычным уласцівасцям ён становіцца каштоўным аптычным матэрыялам.

У прыродзе вельмі мала чыстага флюарыту, які можна выкарыстоўваць для аптычных матэрыялаў, у спалучэнні з іх высокай цаной і цяжкасцю ў апрацоўцы, флюарытавыя лінзы сталі сінонімам лінзаў высокага класа. Розныя вытворцы лінзаў не пашкадавалі сіл, каб знайсці заменнікі флюарыту. Адным з іх з'яўляецца фтор-кароннае шкло, такімі заменнікамі з'яўляюцца шкло AD, ED шкло і UD шкло.

У касых камерах Rainpoo выкарыстоўваецца ED-шкло з вельмі нізкай дысперсіяй у якасці аб'ектыва камеры, каб аберацыі і скажэнні былі вельмі малымі. Не толькі зніжаецца верагоднасць расслаення, але і значна палепшаны эфект 3D-мадэлі, што значна паляпшае эфект кутоў будынка і фасада.

2、 Скажэнне

2.1 Што такое скажэнне

Скажэнне аб'ектыва - гэта на самай справе агульны тэрмін для скажэння ў перспектыве, гэта значыць скажэння, выкліканага перспектывай. Такое скажэнне вельмі дрэнна паўплывае на дакладнасць фотаграмметрыі. У рэшце рэшт, мэта фотаграмметрыі - прайграваць, а не перабольшваць, таму патрабуецца, каб фатаграфіі максімальна адлюстроўвалі сапраўдную інфармацыю аб маштабах аб'ектаў зямлі.

Але паколькі гэта неад'емная характарыстыка лінзы (выпуклая лінза збліжае святло, а ўвагнутая лінза разводзіць святло), сувязь, выражаная ў аптычным дызайне, такая: умова тангенса для ліквідацыі скажэння і ўмова сінуса для ліквідацыі комы дыяфрагмы не можа быць задаволена пры у той жа час, так што скажэнні і аптычныя храматычныя аберацыі Тое ж самае нельга ліквідаваць цалкам, толькі палепшыць.

На малюнку вышэй, існуе прапарцыйная сувязь паміж вышынёй выявы і вышынёй аб'екта, а суадносіны паміж імі з'яўляецца павелічэннем.

У ідэальнай сістэме візуалізацыі адлегласць паміж плоскасцю аб'екта і аб'ектывам застаецца фіксаваным, а павелічэнне - гэта пэўная велічыня, таму паміж выявай і аб'ектам існуе толькі прапарцыйная сувязь, скажэнняў няма.

Аднак у рэальнай сістэме візуалізацыі, паколькі сферычная аберацыя галоўнага прамяня змяняецца з павелічэннем вугла поля, павелічэнне больш не з'яўляецца канстантай у плоскасці выявы пары спалучаных аб'ектаў, гэта значыць павелічэнне ў цэнтр выявы і павелічэнне краю супярэчлівыя, малюнак губляе падабенства з аб'ектам. Гэты дэфект, які дэфармуе малюнак, называецца скажэннем.

2.2 Як скажэнне ўплывае на дакладнасць

Па-першае, памылка AT (паветранай трыангуляцыі) паўплывае на памылку шчыльнага воблака кропак і, такім чынам, на адносную памылку 3D-мадэлі. Такім чынам, сярэдні квадрат (RMS of Reprojection Error) з'яўляецца адным з важных паказчыкаў, якія аб'ектыўна адлюстроўваюць канчатковую дакладнасць мадэлявання. Правяраючы значэнне RMS, можна проста судзіць аб дакладнасці 3D-мадэлі. Чым меншае значэнне RMS, тым вышэй дакладнасць мадэлі.

2.3 Якія фактары ўплываюць на скажэнне аб'ектыва

фокусная адлегласць
Увогуле, чым больш фокусная адлегласць аб'ектыва з фіксаваным фокусам, тым меншае скажэнне; чым карацей фокусная адлегласць, тым большае скажэнне. Нягледзячы на тое, што скажэнне аб'ектыва з звышвялікай фокуснай адлегласцю (тэле-аб'ектыва) ужо вельмі невялікае, насамрэч, каб улічыць вышыню палёту і іншыя параметры, фокусная адлегласць аб'ектыва аэраздымачнай камеры не можа быць так доўга.Напрыклад, наступны малюнак - тэлеаб'ектыў Sony 400 мм. Вы можаце заўважыць, што скажэнні аб'ектыва вельмі малыя, амаль кантраляваныя ў межах 0,5%. Але праблема ў тым, што калі вы выкарыстоўваеце гэты аб'ектыў для збору фатаграфій з дазволам 1 см, а вышыня палёту ўжо складае 820 м. Дазволіць беспілотніку лётаць на такой вышыні зусім нерэальна.

Апрацоўка аб'ектыва

Апрацоўка лінзаў з'яўляецца самым складаным і найбольш дакладным этапам у працэсе вытворчасці лінзаў, які ўключае не менш за 8 працэсаў. Папярэдняя апрацоўка ўключае ў сябе нітратны матэрыял - фальцаванне ствала - пясок, падвешанае шліфаванне, а пасля - нанясенне ядзернага пакрыцця - адгезія - чарніла . Дакладнасць апрацоўкі і асяроддзе апрацоўкі непасрэдна вызначаюць канчатковую дакладнасць аптычных лінзаў.

Нізкая дакладнасць апрацоўкі фатальна адбіваецца на скажэнні малюнка, што наўпрост прыводзіць да нераўнамернага скажэння аб'ектыва, якое немагчыма параметраваць або выправіць, што сур'ёзна паўплывае на дакладнасць 3D-мадэлі.

Ўстаноўка аб'ектыва

На малюнку 1 паказаны нахіл лінзы ў працэсе ўстаноўкі лінзы;

На малюнку 2 паказана, што лінза не з'яўляецца канцэнтрычнай падчас працэсу ўстаноўкі лінзы;

На малюнку 3 паказаны правільны мантаж.

У трох вышэйзгаданых выпадках метады ўстаноўкі ў першых двух выпадках - гэта "няправільная" зборка, якая разбурыць выпраўленую структуру, што прывядзе да розных праблем, такіх як размытасць, няроўны экран і рассейванне. Таму пры апрацоўцы і зборцы па-ранейшаму патрабуецца строгі кантроль дакладнасці.

Працэс зборкі аб'ектыва

Працэс зборкі аб'ектыва адносіцца да працэсу агульнага модуля аб'ектыва і датчыка малюнка. Такія параметры, як становішча галоўнай кропкі элемента арыентацыі і тангенцыяльнае скажэнне ў параметрах каліброўкі камеры, апісваюць праблемы, выкліканыя памылкай зборкі.

Наогул кажучы, невялікі дыяпазон памылак зборкі можна дапускаць (вядома, чым вышэй дакладнасць зборкі, тым лепш). Пакуль параметры каліброўкі дакладныя, скажэнне выявы можна разлічыць больш дакладна, а затым скажэнне выявы можна выдаліць. Вібрацыя таксама можа выклікаць злёгку перамяшчэнне аб'ектыва і змяніць параметры скажэння аб'ектыва. Вось чаму традыцыйную камеру аэрафотаздымкі неабходна выправіць і адкалібраваць праз некаторы час.

2.3 Касая лінза камеры Rainpoo

Двайны Gauβ структура

Касая фатаграфія мае шмат патрабаванняў да аб'ектыва, каб мець невялікі памер, лёгкі вага, нізкі ўзровень скажэнняў і храматычных аберацый, высокую колераперадачу і высокую раздзяляльнасць. Пры распрацоўцы структуры аб'ектыва лінза Rainpoo выкарыстоўвае падвойную структуру Gauβ, як паказана на малюнку:
Структура дзеліцца на пярэднюю частку лінзы, дыяфрагму і заднюю частку лінзы. Пярэдняя і задняя частка могуць здавацца «сіметрычнымі» адносна дыяфрагмы. Такая структура дазваляе некаторым храматычным аберацыям, якія ўтвараюцца ў пярэдняй і задняй частцы, нівеліраваць адна адну, таму яна мае вялікія перавагі ў каліброўцы і рэгуляванні памеру лінзы на позняй стадыі.

Асферычнае люстэрка

Для касой камеры, інтэграванай з пяццю аб'ектывамі, калі кожная лінза павялічыцца ўдвая, камера будзе важыць у пяць разоў; калі кожная лінза павялічыцца ў два разы, то касая камера павялічыцца як мінімум у два разы. Такім чынам, пры праектаванні, каб атрымаць высокі ўзровень якасці карцінкі, гарантуючы, што аберацыя і аб'ём як мага меншыя, неабходна выкарыстоўваць асферычныя лінзы.

Асферычныя лінзы могуць перафакусаваць святло, рассеянае праз сферычную паверхню, назад у фокус, не толькі можа атрымаць больш высокую раздзяляльнасць, зрабіць высокую ступень узнаўлення колеру, але таксама можа завяршыць карэкцыю аберацыі з дапамогай невялікай колькасці лінзаў, паменшыць колькасць лінзаў, якія трэба зрабіць камера лягчэй і менш.

Карэкцыя скажэнняў тэхн

Памылка ў працэсе зборкі прывядзе да павелічэння тангенцыяльнага скажэння аб'ектыва. Памяншэнне гэтай памылкі зборкі - гэта працэс карэкцыі скажэнняў. На наступным малюнку паказана прынцыповая схема тангенцыяльнага скажэння лінзы. Увогуле, зрушэнне скажэнняў сіметрычнае адносна ніжняга левага——верхняга правага вугла, што сведчыць аб тым, што лінза мае перпендыкулярны да напрамку кут павароту, што выклікана памылкамі зборкі.

Такім чынам, каб забяспечыць высокую дакладнасць і якасць малюнкаў, Rainpoo правёў шэраг строгіх праверак дызайну, апрацоўкі і зборкі:

На ранняй стадыі праектавання, каб забяспечыць кааксіяльнасць зборкі лінзаў, наколькі гэта магчыма, каб усе плоскасці ўстаноўкі аб'ектыва апрацоўваліся адным заціскам;

② Выкарыстанне імпартных токарных інструментаў з сплаву на высокадакладных такарных станках, каб гарантаваць, што дакладнасць апрацоўкі дасягае ўзроўню IT6, асабліва для таго, каб допуск на сувосесць быў 0,01 мм;

③Кожны аб'ектыў абсталяваны наборам высокадакладных вальфрамавых сталёвых заглушек на ўнутранай кругавой паверхні (кожны памер змяшчае не менш за 3 розных стандартаў допуску), кожная частка строга правяраецца, і такія допускі становішча, як паралельнасць і перпендыкулярнасць, вызначаюцца з дапамогай трохкаардынатны вымяральны прыбор;

④Пасля вырабу кожнага аб'ектыва яго неабходна праверыць, у тым ліку праекцыйную здольнасць і тэсты дыяграм, а таксама розныя паказчыкі, такія як разрозненне і колераперадача лінзы.