Что такое бобовое виньетирование

astro-talks

форум для любителей астрономии

Виньетирование

Модератор: Ernest

Виньетирование

Сообщение Ernest » 06 дек 2009, 10:03

Виньетирование – дефект оптического изображения, при котором яркость изображения непостоянна (обычно падает к краю) по полю зрения из-за срезания части лучей внеосевых пучков света.

Есть и более тонкие эффекты, вызывающие потемнение изображения к краю – падение освещенности в наклонных пучках (natural vignetting), аберрационное и пиксельное виньетирование, дисторсия изображения, зависимость светопотерь от угла падения световых лучей на оптические поверхности.

Используя формулы светотехники нетрудно показать, что даже в отсутствие каких либо преград на пути внеосевых пучков освещенность плоскости изображения будет падать пропорционально четверной степени косинуса полевого угла. Для широкоугольных объективов этот эффект имеет существенных вклад. См. табличку:

Аберрационное виньетирование – это различие в геометрии формы апертурной диафрагмы и соотв. входного зрачка из-за еще нескомпенсированных в половине объектива аберраций типа комы и дисторсии. Этот эффект широко использовался М.М.Русиновым при разработке широкоугольных объективов для частичной компенсации падения освещенности в наклонных пучках.

В дисторзирующих объективах (вроде «рыбьего глаза») потемнение к краю компенсируется введением значительной отрицательной (бочкообразной) дисторсии.

Пиксельное виньетирование – уменьшение квантовой эффективности современных фотоприемников при наклонном падении световых пучков.

Практически важными для любителей астрономии являются случаи виньетирования при съемке фотокамерами Луны, Солнца и планет за окуляром (из-за не согласования по размерам и положению выходного зрачка телескопа и входного зрачка фотообъектива), при расчете размера диагонального зеркала в схеме Ньютона, отсекателей паразитной засветке в Кассегренах, при планировании размеров изображения в условиях использования дополнительной оптики вроде линзы Барлоу, компенсатора комы и т.п. Назад к оглавлению статей

Источник

Что такое бобовое виньетирование

Ограничения пучков в оптических системах связаны с конечностью физических размеров оптических элементов. Эти ограничения обозначаются на схемах и чертежах в виде диафрагм, роль которых могут играть оправы линз, а также отдельно стоящие диафрагмы.

В принципе диафрагмы могут рассматриваться не только для реальных, но и для нулевых лучей (то есть в параксиальной области). Как правило, в первом приближении анализ габаритов пучков производится в параксиальной области, но впоследствии расчеты обязательно уточняют с использованием реальных лучей.

7.2.1. Апертурная диафрагма

Ограничение размера пучков – результат совместного действия всех имеющихся в оптической системе диафрагм. Однако можно выделить одну (наименьшую) диафрагму, и считать, что остальные не ограничивают ход лучей. Такая диафрагма называется апертурной (рис.7.2.1).

Апертура (лат. – отверстие) – это понятие, которое в геометрической оптике определяет размер пучка лучей.

Рис.7.2.1. Апертурная диафрагма.

Апертурная диафрагма – это диафрагма, которая ограничивает размер осевого пучка (идущего из осевой точки предмета).

Рассмотрим апертурную диафрагму и предшествующую ей часть оптической системы:

Если апертурная диафрагма находится в пространстве предметов, то входным зрачком является сама апертурная диафрагма.

Выходной зрачок – это параксиальное изображение апертурной диафрагмы в пространстве изображений, сформированное последующей частью оптической системы в прямом ходе лучей.

Если апертурная диафрагма находится в пространстве изображений, то выходным зрачком является сама апертурная диафрагма.

Входной зрачок, выходной зрачок и апертурная диафрагма сопряжены. Апертурный луч внутри системы проходит через край апертурной диафрагмы, в пространстве предметов – через край входного зрачка, а в пространстве изображений – через край выходного зрачка.

Главный луч – это луч, идущий из внеосевой точки предмета и проходящий через центр апертурной диафрагмы.

По законам параксиальной оптики главный луч также проходит через центр входного зрачка в пространстве предметов и через центр выходного зрачка в пространстве изображений (рис.7.2.2).

Рис.7.2.2. Внеосевой пучок.

Верхний луч внеосевого пучка – это луч, проходящий через верхний край апертурной диафрагмы и соответствующие ему сопряженные точки входного и выходного зрачков.

Нижний луч внеосевого пучка – это луч, проходящий через нижний край апертурной диафрагмы и соответствующие ему сопряженные точки входного и выходного зрачков.

Чтобы определить, какая из диафрагм оптической системы является апертурной, надо найти изображение всех диафрагм в пространстве предметов в обратном ходе по законам параксиальной оптики.

Апертурная диафрагма – это диафрагма, изображение которой видно под наименьшим углом из осевой точки предмета.

Если предмет находится на бесконечности, то апертурная диафрагма – это диафрагма, изображение которой имеет наименьшие линейные размеры.

Определению положений и размеров зрачков и построению хода апертурного и главного луча посвящена лабораторная работа «Ограничение пучков лучей в оптических системах».

Решение задач на построение хода апертурного и главного лучей, нахождение апертурной диафрагмы и определение положения и размера зрачков рассматривается в практическом занятии «Расчет положений зрачков на основании данных об апертурной диафрагме для различных типов оптических систем».

7.2.2. Полевая диафрагма

Поле – это часть плоскости предметов, которая изображается оптической системой. В параксиальной оптике размер поля неограничен. В реальной оптической системе поле ограничивается полевой диафрагмой.

Полевая диафрагма – это диафрагма, ограничивающая размеры поля.

Полевая диафрагма располагается либо на поверхности предмета, либо на поверхности изображения, либо в плоскости промежуточного изображения. Изображения полевой диафрагмы через соответствующие части оптической системы называются входными и выходными люками (окнами) (рис.7.2.3).

Рис.7.2.3. Полевая диафрагма.

7.2.3. Виньетирование

Рис.7.2.4. Виньетирование.

В общем случае область диафрагмы выглядит так, как показано на рис.7.2.5, из которого видно, что пучок срезается сверху на величину , и снизу на величину . Эти величины могут быть равны друг другу, тогда виньетирование симметрично. Если – виньетирование несимметрично.

Рис.7.2.5. Виньетирование (плоскость апертурной диафрагмы).

Коэффициент виньетирования – это отношение размеров срезаемой части диафрагмы к ее радиусу. Коэффициенты виньетирования сверху и снизу вычисляются следующим образом:

(7.2.1)

Внеосевой пучок лучей в случае виньетирования показан на рис.7.2.6.

Рис.7.2.6. Виньетированный пучок лучей.

Источник

Виньетирование

Если пучки лучей ограничиваются только апертурной диафрагмой, то они полностью заполняют зрачок, как показано на рис.7.2.3. Если внеосевые пучки дополнительно ограничиваются помимо апертурной другими диафрагмами, то зрачок заполняется не полностью (рис.7.2.4). Это дополнительное ограничение или срезание пучков называется виньетированием.

В общем случае область диафрагмы выглядит так, как показано на рис.7.2.5, из которого видно, что пучок срезается сверху на величину , и снизу на величину . Эти величины могут быть равны друг другу, тогда виньетирование симметрично. Если – виньетирование несимметрично.

Рис.7.2.5. Виньетирование (плоскость апертурной диафрагмы).

Коэффициент виньетирования – это отношение размеров срезаемой части диафрагмы к ее радиусу. Коэффициенты виньетирования сверху и снизу вычисляются следующим образом:

Внеосевой пучок лучей в случае виньетирования показан на рис.7.2.6.

Рис.7.2.6. Виньетированный пучок лучей

Достоинства виньетирования:

Недостатки виньетирования:

· уменьшает размеры пучков, следовательно, уменьшает энергию пучка, что приводит к неравномерному распределению освещенности внеосевых зон изображения,

· в дифракционно-ограниченных оптических системах качество изображения определяется дифракцией, причем чем меньше результирующая апертура (размер пучка), тем больше влияние дифракции, то есть ухудшается качество изображения.

Дата добавления: 2015-06-17 ; просмотров: 1010 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Часто задаваемые вопросы начинающих фотографов и ответы на них.

Что такое Рrime lens?

Prime Lens – это объектив с фиксированным фокусным расстоянием (фикс.). Такой объектив не может приближаться, или отдалятся от объекта съемки. Очень часто, объективы такого типа стоят дешевле, чем зум-объективы, фотографии, сделанные ними, получаются более качественными. Многие профессиональные фотографы предпочитают использовать именно такие объективы. Фиксы обычно имеют максимальное относительное отверстие.

Что такое виньетирование?

В фотографии и оптике, виньетированием называется снижение яркости и насыщенности изображения по бокам, в то время, как в центре, яркость и насыщенность изображения не меняется. Слово виньетка, изначально обозначало декорирование границ в книге. Позже, начало использоваться для фотографического портрета, который четко виден в центре, и постепенно исчезает на краях. Аналогичный эффект возникает при съемке проецируемых изображений или фильмов с проекционного экрана.
Виньетирование, часто бывает случайным и нежелательным эффектом, обусловленное настройками камеры, или дефектом объектива. Тем не менее, иногда, этот эффект используется намеренно, для того, что б привлечь внимание к центру кадра. Фотограф может использовать специальные фильтры, создающие эффект виньетирование, или добавить его в процессе пост-обработки изображения.

Понимание диафрагмы и глубины резкости

Диафрагма – это устройство в объективе фотокамеры, с помощью которого регулируется размер относительного отверстия. Диафрагма позволяет регулировать уровень освещенности и определяет глубину резкости. Обычно, объектив имеет значение диафрагмы f/1.4, f/1.8, f/2.8, F / 4, f/5.6, F / 8, f/11, f/16. При значении f/1.4 в результате получаем размытое изображение с небольшой детализацией объекта съемки. При значении f/16, получаем абсолютно четкое изображение.
Значение диафрагмы полностью зависит от того, какую камеру вы используете. Изменить значение диафрагмы можно через меню камеры, это может быть сделано только в ручном режиме, или в режиме с приоритетом диафрагмы. В других режимах, камера сама устанавливает нужное значение диафрагме, не принимая во внимание глубину резкости. Многие фотографы снимают в режиме приоритета диафрагмы, так как это позволяет им самостоятельно контролировать глубину резкости, и дает возможность выбрать подходящую скорость затвора камеры.

Что такое красные глаза?

Красные глаза возникают, когда используется вспышка в условиях низкой освещенности и отражается от сетчатки глаз. Дело в том, что в условиях низкой освещенности, радужная оболочка глаза широко открыта, на глаз попадет яркий свет вспышки, который отражается еще до того, как затвор камеры закроется. Из-за того, что сетчатка глаза красного цвета, на фотографии получаются красные круги. В хорошей камере, есть режим подавления эффекта красных глаз. В этом случае вспышка срабатывает два раз, первый раз перед снимком, а второй раз во время съемки. Эффект красных глаз происходит и при фотографировании животных, но глаза у них получаются белыми, а не красными.

Использование зум-объективов

Зум-объектив сочетает в себе несколько фокусных расстояний в одном объективе, и может быть использован для создания интересных и необычных эффектов. Приближение, непосредственно, во время съемки создает эффект мягкого фильтра, предмет, как будто появляется в кадре из пустоты. Такой эффект делает фотографии интереснее и динамичнее. Лучше всего эффект будет работать если применить долгую выдержку. Изображение будет четким в центре, и несколько размытым по краям. Чем дольше выдержка, тем сильнее эффект. При создании снимков такого рода, лучше всего использовать штатив, он предотвратит нежелательное дрожание камеры.
«Всё в одном», зум-объектив обеспечивает максимальную гибкость съемки, но цена такого объектива значительно больше, чем цена объектива с фиксированным фокусным расстоянием. Хотя, если учитывать то, что объективов с фиксированным фокусным расстоянием вам понадобится несколько, для разных съемок, то в итоге, купить один зум-объектив окажется выгоднее. К тому же постоянно меняя фиксы, вы увеличиваете риск попадания грязи на объектив и в фотоаппарат.

Источник

Что такое бобовое виньетирование

Впечатления от различных окуляров при наблюдении Луны на телескопе Sky-Watcher BKP150750EQ5

Explore Scientific 24 мм 68 градусов + линза Барлоу НПЗ PAG 3-5x (5x) – 4.8 мм (156х)

6 мм 66 градусов + линза Барлоу Sky-Watcher 2х с Т-адаптером – 3 мм (250х)

Explore Scientific 11мм 82 градуса + линза Барлоу Sky-Watcher 2х с Т-адаптером + разгонная втулка 1х – 3.6 мм (208х)

Baader Hyperion 3.5 мм 68 градусов (214х)

Baader Hyperion 3.5 мм 68 градусов + линза Барлоу Sky-Watcher 2х с Т-адаптером – 1.75 мм (428х)

У телескопа вымыты зеркала, отъюстирован.
Снимки сделаны на мобильник Samsung Galaxy Note 2.

Explore Scientific 24 мм 68 градусов + линза Барлоу НПЗ PAG 3-5x (5x) – 4.8 мм (156х)
Небольшое виньетирование на краю поля зрения
Выходной зрачок ловить трудно – заметно «бобовое виньетирование».
край поля зрения – красноватый
изображение по полю четкое до края, на самом краю заметен хроматизм

6 мм 66 градусов + линза Барлоу Sky-Watcher 2х с Т-адаптером – 3 мм (250х)

Заметная бочкообразная дистория
изображение заметно тусклее, чем с ES24\68+5x – оно и понятно, фокусное расстояние меньше.
бобовое виньетирование
картинка четкая до края
край поля зрения – бесцветный
на краю – хроматизм.
По Юпитеру – изображение более размытое и мутное, чем через окуляр Baader Hyperion 3.5\68

Explore Scientific 11мм 82 градуса + линза Барлоу Sky-Watcher 2х с Т-адаптером + разгонная втулка 1х – 3.6 мм (208х)

Источник