Зависимость дисторсии от положения апертурной диафрагмы
Дисторсия исправляется на этапе разработки оптической системы подбором линз и других элементов и/или путём обработки изображения на компьютере (например, в цифровой фотографии и кинематографе).
Дисторсия исправляется на этапе разработки оптической системы подбором линз и других элементов и/или путём обработки изображения на компьютере (например, в цифровых фотографиях и кинематографе). В объективах симметричной конструкции дисторсия проявляется в наименьшей степени.
Рассмотрим некую оптическую систему. Пусть ось абсцисс (x) совпадает с оптической осью системы. Плоскости α и β перпендикулярны оптической оси. Плоскость α лежит до оптической системы, а плоскость β — после. На плоскости β формируется изображение. Луч света, направленный параллельно оптической оси, при пересечении с плоскостью α образует точку A, проходит через оптическую систему (при этом изменяет направление) и при пересечении с плоскостью β образует точку B. Положение точки A зададим вектором
а точки B — аналогичным вектором
лежат соответственно в плоскостях α и β, начинаются из точек пересечения своих плоскостей с оптической осью.
Для идеальной оптической системы координаты точки B (y;z) будут определяться через координаты точки A (y;z) по следующей формуле:
— коэффициент линейного увеличения, безразмерная величина.
При наличии дисторсии третьего порядка (а для асимметричных оптических систем дисторсии бывают только нечётных порядков: 3‑го, 5‑го, 7‑го и т. п.) в формулу добавляют дополнительное слагаемое:
имеет тот же знак, что и
Для дисторсии высших порядков (
) в формулу добавляют по одному слагаемому на каждую дисторсию нечётного порядка (
При наличии дисторсий высших порядков искажения формы могут иметь более сложный вид, но на практике (например, в фотографии) этот случай встречается редко.
Если требуется учитывать влияние других аберраций, то в выражение для
добавляются другие слагаемые, зависящие не только от
, но и от координат луча во входном зрачке.
Рассмотрим некую оптическую систему. Пусть ось абсцисс (x) совпадает с оптической осью системы. Плоскости α и β перпендикулярны оптической оси. Плоскость α лежит до оптической системы, а плоскость β — после. На плоскости β формируется изображение. Луч света, направленный параллельно оптической оси, при пересечении с плоскостью α образует точку A, проходит через оптическую систему (при этом изменяет направление) и при пересечении с плоскостью β образует точку B. Положение точки A зададим вектором :
а точки B — аналогичным вектором . Векторы и лежат соответственно в плоскостях α и β, начинаются из точек пересечения своих плоскостей с оптической осью.
где — коэффициент линейного увеличения, безразмерная величина.
Если имеет тот же знак, что и , возникнет «подушка», в противном случае — «бочка».
Для дисторсии высших порядков ( при ) в формулу добавляют по одному слагаемому на каждую дисторсию нечётного порядка (, , и т. п.):
Величины зависят:
Если требуется учитывать влияние других аберраций, то в выражение для добавляются другие слагаемые, зависящие не только от , но и от координат луча во входном зрачке.
Дисторсия в фотографии – это оптический эффект, при котором искривляются линии на фотографии
Дисторсия бывает в основном двух типов – бочкообразная (выпуклая, Barrel distortion) и подушкообразная (вогнутая, Pincushion distortion). Обычно дисторсию называют по простому ‘бочкой‘ и ‘подушкой‘. Но бывает и сложная или комплексная дисторсия (complex distortion), при которой искажения в разных областях изображения имеют разный тип и интенсивность. Комплексную дисторсию довольно сложно исправить с помощью графических редакторов, так как там дисторсия может идти ‘волнами’. Профессиональные фотографы комплексную дисторсию ласково именуют ‘верблюдом’, иногда ‘двугорбым верблюдом‘, так как такая дисторсия часто дает своеобразные визуальные горбы и впадины на изображении. В зарубежной литературе можно встретить и другие интересные имена для дисторсии.
Разные типы дисторсии
Объективы класса ‘Рыбий Глаз‘ (Fish Eye) имеют очень сильную бочкообразную дисторсию, использование этих объективов позволяет создавать необычные фотографии, в которых дисторсия часто играет ключевую роль для создания нужного визуального эффекта. Обычно никто не корректирует дисторсию с объективов Fish Eye. Ниже пример снимка на объектив Зенитар 16mm F2.8 MC Рыбий Глаз.
Пример фотографии с объектива Зенитар 16mm F2.8 MC Рыбий Глаз. Видны изогнутые прямые линии домов.
Рыбий глаз является широкоугольным объективом, потому его часто используют в помещениях с ограниченным пространством.
Фотографии людей на рыбий глаз. Съемка шахматного турнира.
Из-за того, что дисторсия в основном присуща широкоугольным объективам, а сами широкоугольные объективы особым способом передают перспективу изображения, то эффект дисторсии и особая передача перспективы могут придавать фотографиям необычный вид:
Снимок на супер широкоугольный объектив
Особенно сложно снимать людей на сверх широкоугольные объективы:
Съемок на супер широкоугольный объектив без исправления дисторсии
Если у вас нет специализированного объектива класса Рыбий Глаз или супер-широкоугольного объектива, то эффект сильной дисторсии можно легко имитировать практически любой программой-обработчиком. Ниже я специально усилил бочкообразную дисторсию для создания визуального эффекта.
Специально усиленная дисторсия для создания эффекта объема
Обычно дисторсию легко откорректировать с помощью ПО, практически все редакторы имеют возможность компенсировать эффект дисторсии объектива, достаточно найти ползунок Distortion и покрутить его туда-сюда. Правда, при компенсации бочкообразной дисторсии обычно приходится обрезать часть кадра, так как в поле изображения попадает пустое пространство. Много камер имеют функцию автоматической коррекции дисторсии, при этом камера учитывая параметры объектива и максимально эффективно может откалибровать исходный снимок.
Корректировка дисторсии в Lightroom. Усиление подушкообразной дисторсии. Усиление бочкообразной дисторсии. Оригинал.
Подушкообразной дисторсией обычно страдают теле объективы, но уровень дисторсии у них достаточно низкий, чтобы визуально заметить недостаток на изображении. Из-за наличия подушкообразной дисторсии у теле объективов, говорят, что объективы делают изображение ‘плоским’, так как подушкообразность визуально уменьшает объем.
На большинстве снимков заметить дисторсию довольно сложно, но есть моменты, когда дисторсия очень сильно мешает. При исправлении дисторсии в RAW конвертере не всегда можно добиться нужно результата. В общем случае, современные стандартные объективы имеют хорошо исправленную дисторсию. Дисторсию сложно заметить если на фотографии отсутствуют прямые линии.
Оптическая дисторсия – это искривление прямых линий на фотографиях. Дисторсия создает интересные визуальные эффекты, которые могут навредить фотографии, но могут и помочь создать необычный снимок. Исправить легкую дисторсию с помощью ПО не представляет труда.
Помощь проекту. Спасибо за внимание. Аркадий Шаповал.
Дисторсия оптических систем с осевой симметрией
В результате дисторсии в действительности прямые линии на изображении становятся кривыми, кроме линий, лежащих в одной плоскости с оптической осью. Например, изображение квадрата (см. рисунок), центр которого пересекает оптическая ось, имеет
В отдельных случаях искажения формы могут иметь и более сложный вид.
Применение апертурной или виньетирующей диафрагмы не влияет на дисторсию, поскольку такая диафрагма не изменяет коэффициент увеличения оптической системы.
Дисторсия может быть выражена количественно через так называемую относительную дисторсию
на оптической оси равен
. Отклонение от
, обычно, достигает максимума по краю поля зрения. Поэтому для характеристики дисторсии оптической системы обычно за величину
принимают коэффициент увеличения по краю.
Для одной и той же системы дисторсия зависит:
Как правило, если дисторсия мала или отсутствует при одном расстоянии, она будет мала и при другом.
Зависимость дисторсии от длины волны проявляется в виде эффекта, сходного с хроматизмом увеличения. Этот эффект может считаться хроматической аберрацией, поэтому, строго говоря, дисторсия снижает разрешающую способность, хотя влияние дисперсии обычно невелико.
В зрительных трубах и биноклях дисторсия может быть исключена практически полностью.
Дверные глазки, представляющие собой широкоугольные зрительные трубы, намеренно изготавливаются с большой бочкообразной дисторсией. Это позволяет увеличивать объект, расположенный по центру (лицо), с сохранением широкого угла зрения.
ДИСТОРСИЯ (от лат. distorsio — искривление) — 1) искривление изображения в оптических системах из-за неравномерного увеличения предметов объективом от его середины к краям. При этом резкость изображения не нарушается.
2) В медицине — растяжение или частичный надрыв связок (напр., дисторсия голеностопного сустава при подвертывании стопы). Проявления: отек околосуставных тканей, болезненность, ограничение движений.
Большой Энциклопедический словарь.
.
Смотреть что такое «ДИСТОРСИЯ» в других словарях
Кривизна́ по́ля изображе́ния — аберрация, в результате которой изображение плоского объекта, перпендикулярного к оптической оси объектива, лежит на поверхности, вогнутой либо выпуклой к объективу. Эта аберрация вызывает неравномерную резкость по полю изображения. Поэтому, когда центральная часть изображения фокусирована резко, то его края будут лежать не в фокусе и изобразятся нерезко. Если установку на резкость производить по краям изображения, то его центральная часть будет нерезкой.
Астигмати́зм — аберрация, при которой изображение точки, находящейся вне оси, и образуемое узким пучком лучей, представляет собой два отрезка прямой, расположенных перпендикулярно друг другу на разных расстояниях от плоскости безаберрационного фокуса (плоскости Гаусса). Астигматизм возникает вследствие того, что лучи наклонного пучка имеют различные точки сходимости — точки меридионального или сагиттального фокусов бесконечно тонкого наклонного пучка.
Углово́е по́ле объекти́ва в простра́нстве предме́тов — плоский угол между двумя лучами, проходящими через центр входного зрачка объектива к наиболее удалённым от оптической оси точкам объекта в пространстве предметов, отображающимся на противоположных краях кадрового окна (полевой диафрагмы). При фиксированных размерах кадрового окна угловое поле обратно пропорционально фокусному расстоянию.
Ко́матическая аберрация или Ко́ма (от др.-греч. κόμη — волосы) — одна из пяти аберраций Зейделя оптических систем, приводящая к нарушению гомоцентричности широких световых пучков, входящих в систему под углом к оптической оси.
Аберра́ция оптической системы — ошибка или погрешность изображения в оптической системе, вызываемая отклонением луча от того направления, по которому он должен был бы идти в идеальной оптической системе. Аберрацию характеризуют различного вида нарушения гомоцентричности в структуре пучков лучей, выходящих из оптической системы.
Оптическая ось в геометрическом смысле — прямая, проходящая через центры кривизны сферических поверхностей, составляющих центрированную оптическую систему (линзу, фотографический объектив). Часто является осью симметрии в оптической системе.
Хромати́ческая аберра́ция — разновидность аберрации оптической системы, обусловленная зависимостью показателя преломления среды от длины волны проходящего через неё излучения (то есть, дисперсией света). Из-за паразитной дисперсии фокусные расстояния не совпадают для лучей света с разными длинами волн (лучей разных цветов).
Сфери́ческая аберра́ция — аберрация оптических систем из-за несовпадения фокусов для лучей света, проходящих на разных расстояниях от оптической оси. Приводит к нарушению гомоцентричности пучков лучей от точечного источника, без нарушения симметрии строения этих пучков (в отличие от комы и астигматизма). Различают сферическую аберрацию третьего, пятого и высшего порядков.
Относительное отверстие объектива — оптическая мера светопропускания объектива. Различают геометрическое и эффективное относительные отверстия. Геометрическим отверстием считается отношение диаметра входного зрачка объектива к его заднему фокусному расстоянию. Эффективное относительное отверстие всегда меньше, чем геометрическое, поскольку учитывает потери света при его прохождении через стекло и рассеянии на границах с воздухом и деталях оправы.
Светоси́ла — величина, характеризующая соотношение освещённости действительного изображения, даваемого оптической системой в фокальной плоскости, и яркости отображаемого объекта. Светосила пропорциональна квадрату относительного отверстия оптической системы и определяет её световую эффективность.
Афока́льная опти́ческая систе́ма, телескопи́ческая опти́ческая систе́ма — оптическая система (фокусное расстояние которой неограниченно большое), преобразующая параллельный световой пучок в параллельный же, но с другим углом наклона оптической оси. Предназначена главным образом для наблюдения удалённых объектов.
Виньети́рование (фр. vignette — заставка) — явление частичного ограничения (затемнения) наклонных пучков света оправой или диафрагмами оптической системы. Результатом является снижение яркости изображения к краям поля зрения системы. В фотографических, киносъёмочных, телевизионных и проекционных объективах это проявляется в виде повышенной яркости центральной части кадра по отношению к его углам.
Асфери́ческими называют линзы, одна или обе поверхности которых не являются сферическими.
Аплана́т (от греч. а — отрицательная частица и plane — блуждание, отклонение, ошибка) — объектив, в котором исправлены сферическая и хроматическая аберрации, кома и дисторсия, а астигматизм исправлен для сравнительно небольшого углового поля. Апланат состоит из двух ахроматических линз, между которыми расположена диафрагма.
Увеличе́ние, опти́ческое увеличе́ние — отношение линейных или угловых размеров изображения и предмета.
Разреша́ющая си́ла объекти́ва — характеристики фотографического объектива, отображающие его свойства по передаче чёткого изображения.
Анастигма́т — объектив, в котором исправлены практически все аберрации, в том числе астигматизм и кривизна поля изображения. Анастигматами могут считаться объективы любых конструкций и типов, удовлетворяющие этим условиям. Большинство анастигматов дают хорошее качество изображения по всему полю при больших значениях относительного отверстия, обеспечивая высокую светосилу.
Оптическая система (англ. optical system) — совокупность оптических элементов (преломляющих, отражающих, дифракционных и т. п.), созданная для преобразования световых пучков (в геометрической оптике), радиоволн (в радиооптике), заряженных частиц (в электронной и ионной оптике).
Контро́ль перспекти́вы, или корре́кция перспекти́вы, — специальные приёмы фотосъёмки, фотопечати или обработки в графических редакторах с целью устранения на снимке перспективного схождения линий, параллельных в реальности. Чаще всего коррекция перспективы относится к устранению «завала» при архитектурной и интерьерной съёмке широкоугольными объективами. Реже подразумевается устранение схождения горизонтальных линий.
Принцип Шаймпфлюга — закон оптики, используемый в фотографии для достижения «бесконечной глубины резкости» без диафрагмирования объектива. Использование принципа возможно только в карданных камерах, допускающих подвижки объектива и кассетной части, или при съёмке шифт-объективами, позволяющими наклонять оптическую ось.
Телеобъекти́в (жарг. Телеви́к) — разновидность длиннофокусного объектива, оптическая конструкция которого позволяет сделать оправу и весь объектив короче, чем его фокусное расстояние. Большинство компактных длиннофокусных объективов построены по такому принципу, поэтому в повседневном обиходе словом «телеобъектив» обозначается любая оптика с фокусным расстоянием, превышающим нормальное.
Ма́крообъекти́в — специализированный фотографический объектив, предназначенный для макросъёмки.
Фо́кусное расстоя́ние — физическая характеристика оптической системы, определяющая её основные свойства и, главным образом, увеличение и угловое поле.
Пятно (кружок) рассеяния (англ. circle of confusion — кружок рассеяния) — искажённое изображение точки, образуемое реальной оптической системой. Возникает вследствие дифракции света на оправах компонентов оптической системы (дифракционный предел), а также вследствие остаточных аберраций.
Диафра́гма объекти́ва (от греч. διάφραγμα — перегородка) в оптических приборах — разновидность апертурной диафрагмы, позволяющая регулировать относительное отверстие объектива изменением диаметра проходящих через него пучков света. Такая регулировка используется для управления светопропусканием и глубиной резкости.
Опти́ческое изображе́ние — картина, получаемая в результате прохождения через оптическую систему световых лучей, отражённых от объекта, или излучённых им. Оптическое изображение воспроизводит контуры и детали этого объекта в виде распределения освещённости.
Опти́ческая си́ла — величина, характеризующая преломляющую способность осесимметричных линз и центрированных оптических систем из таких линз.
Макросъёмка (от др.-греч. μακρός — «большой», «крупный», — и съёмка) — вид кино- и фотосъёмки, при котором изображаемые объекты снимаются в масштабе 1:1 или крупнее (по другой версии — в масштабе 1:10 или крупнее).
Глубина резко изображаемого пространства, Глубина резкости (ГРИП) — расстояние вдоль оптической оси объектива между двумя плоскостями в пространстве предметов, в пределах которого объекты отображаются в сопряжённой фокальной плоскости субъективно резко. Непосредственно зависит от важнейших характеристик оптической системы: главного фокусного расстояния и относительного отверстия, а также от дистанции фокусировки.
Диафрагма (от греч. διάφραγμα — перегородка) — непрозрачная преграда, ограничивающая поперечное сечение световых пучков в оптических системах.
Ма́трица или светочувстви́тельная ма́трица — специализированная аналоговая или цифро-аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных элементов — фотодиодов.
Световой пучок — оптическое излучение, распространяющееся по направлению от (или по направлению к) некоторой ограниченной области пространства, называемой центром (вершиной, фокусом) светового пучка.
Норма́льный объекти́в — съёмочный объектив постоянного фокусного расстояния, обеспечивающий на полученном изображении наиболее естественную перспективу, близкую к восприятию пространства человеческим зрением. Объективы с более коротким фокусным расстоянием считаются короткофокусными или широкоугольными, а с более длинным — длиннофокусными.
Окуля́р — элемент оптической системы, обращённый к глазу наблюдателя, часть оптического прибора (видоискателя, дальномера, бинокля, микроскопа, телескопа и так далее), предназначенная для рассматривания изображения, формируемого объективом или главным зеркалом прибора.
Шевелёнка (англ. Motion blur, также «смаз», «стряхивание», «сдёргивание» разг.) — фотографический дефект, нечёткость изображения (смазанность, зачастую с двумя или несколькими более чёткими фазами), вызванная движением объекта съёмки или камеры в момент экспонирования.
Апохрома́т — оптическая конструкция, у которой исправлены сферическая аберрация и хроматические аберрации для трёх и более цветов. Как правило, является усложнённым ахроматом с линзами из стекла специальных сортов (например, курцфлинт) и некоторых кристаллов (флюорит, квасцы).
distortio — искривление) один из видов аберраций в оптических системах:
ஐ «В любом случае данное возможное обстоятельство неопасно для литературы, потому что все упрощения, преобразования, дисторсии и девиации, каким литературный мир подвергается относительно мира реального, обеспечивают смысловое выражение авторских замыслов и знаковых (сигнальных) импульсов, а образующиеся пробелы заполняются насмешкой, иронией, одобрением и т.п., то есть то, что с чисто логических позиций кажется только ошибкой и дефектом, с художественной точки зрения часто оказывается основным достоинством текста». — Фантастика и футурология
ஐ «Опять же, известно лишь, что на зимовьях, в тяжелых условиях психологического стресса, дело доходит не только до психических срывов и аберраций у таких людей, которые в предварительных испытаниях подобных тенденций не проявляли и не давали повода подозревать их в этом, но может доходить до полной дисторсии внутригрупповых отношений». — Фантастика и футурология
Мир Лема — словарь и путеводитель.
.
.
Делаем Карту слов лучше вместе
Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать
Карту слов. Я отлично
умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!
Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.
Вопрос: ржавление — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?
Синонимы к слову «дисторсия»
Дисторсия у объективов, близких к симметричным, обычно, мала, даже если коэффициент линейного увеличения не равен -1. Этот случай чаще всего встречается на практике.
У анастигматов (особых объективов), не обладающих симметрией, исправление дисторсии возможно в связи с тем, что паразитное отклонение лучей при дисторсии почти не приводит к снижению разрешающей способности и намного менее заметно, чем сопоставимое отклонение лучей при других аберрациях.
Объективы с исправленной дисторсией называются ортоскопическими.
В некоторых случаях к исправлению дисторсии предъявляются повышенные требования. Так, в объективах для аэрофотосъёмки относительная дисторсия составляет .
Иногда, величина дисторсии не имеет значения. Объективы с неисправленной дисторсией называются дисторзирующими и применяются, например, для метеорологических наблюдений.
Дисторсия вводится намеренно в некоторые широкоугольные объективы для компенсации искажений перспективы и других недостатков.
Дисторсия полностью отсутствует у симметричных объективов. Коэффициент линейного увеличения равен -1, то есть изображение перевёрнуто, и его размер равен размеру предмета. Это может использоваться при макросъёмке. Под симметрией объектива подразумевается зеркальная симметрия относительно плоскости апертурной диафрагмы, перпендикулярной оптической оси.
Величина относительной дисторсии у нормального объектива обычно составляет . У длиннофокусных объективов дисторсия, обычно, меньше, чем у нормальных, а у широкоугольных — больше.
Виды дисторсии: исходный объект; изображение при положительной и отрицательной дисторсии
Величина измеряется в процентах.
Коэффициент увеличения на оптической оси равен . Отклонение от , обычно, достигает максимума по краю поля зрения. Поэтому для характеристики дисторсии оптической системы обычно за величину принимают коэффициент увеличения по краю.
У анастигматов (объективов с исправленным астигматизмом), не обладающих симметрией, исправление дисторсии также возможно благодаря тому, что паразитное отклонение лучей почти не приводит к снижению разрешающей способности и намного менее заметно, чем сопоставимое отклонение лучей при других аберрациях.
В некоторых случаях к исправлению дисторсии предъявляются повышенные требования. Так, в объективах для аэрофотосъёмки относительная дисторсия не должна превышать .
В художественной фотографии дисторсия рыбьего глаза используется, как выразительное средство, подчёркивающее масштабность снимаемой сцены или создающее необычную искривлённую форму протяжённых объектов. В некоторых случаях таким образом подчёркивается происхождение изображения, созданного современной оптикой.
Дисторсия “подушкой” – положительна (увеличивает расстояние от оптического центра), “бочкой” – отрицательна (уменьшает расстояние от оптического центра).
(от лат. distorsio — искривление), 1) искривление изображения в оптич. системах из-за неравномерного увеличения предметов объективом от его середины к краям (рис.). При этом резкость изображения не нарушается. 2) В медицине — растяжение или частичный надрыв связок (напр., Д. голеностопного сустава при подвёртывании стопы). Проявления: отёк околосуставных тканей, болезненность, ограничение движений.
Естествознание. Энциклопедический словарь.
