ГлавнаяПленкаРазрешающая способность пленки

Разрешающая способность (в оптике). Разрешающая способность пленки


Разрешение (оптика) — WiKi

У этого термина существуют и другие значения, см. Разрешение.

Разреше́ние — способность оптического прибора воспроизводить изображение близко расположенных объектов.

Угловое разрешение

Угловое разрешение — минимальный угол между объектами, который может различить оптическая система.

Способность оптической системы различать точки изображаемой поверхности например:

Угловое разрешение: 1′ (одна угловая минута, около 0,02°) соответствует площадке размером 29 см, различимой с расстояния в 1 км или одной печатной точке текста на расстоянии 1 м.

Линейное разрешение

Линейное разрешение — минимальное расстояние между различимыми объектами в микроскопии.

Общие сведения

Разрешение оптических приборов принципиально ограничено дифракцией на объективе: видимые точки являются ничем иным, как дифракционными пятнами. Две соседние точки разрешаются, если минимум интенсивности между ними достаточно мал, чтобы его разглядеть. Для снятия зависимости от субъективности восприятия был введен эмпирический критерий разрешения Рэлея, который определяет минимальное угловое расстояние между точками

sin⁡θ=1.22λD{\displaystyle \sin \theta =1.22{\frac {\lambda }{D}}} 

где θ — угловое разрешение (минимальное угловое расстояние), λ — длина волны, D — диаметр входного зрачка оптической системы (часто он совпадает с диаметром объектива). Учитывая чрезвычайную малость угла θ, в оптической литературе вместо синуса угла обычно пишут сам угол.

Коэффициент подобран так, чтобы интенсивность в минимуме между пятнами была равна примерно 0,75-0,8 от интенсивности в их максимумах — считается, что этого достаточно для различения невооруженным глазом.

Зависимость разрешения при фотографировании от свойств оптической системы

При фотографировании с целью получения отпечатка или изображения на мониторе, суммарная разрешающая способность определяется разрешением каждого этапа воспроизведения объекта.

Способы определения разрешающей способности в фотографии

Определение разрешающей способности производится путём фотографирования специального тестового объекта (миры). Для определения разрешающей способности каждого из элементов, принимающих участие в техническом процессе получения изображения, измерения проводят в условиях, когда погрешности от остальных этапов пренебрежимо малы.

Разрешающая сила объектива

Разрешающая способность первичного материального носителя

Фотографическая эмульсия

Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела.

Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон.

Разрешающая способность фотографической плёнки или киноплёнки зависит, главным образом, от её светочувствительности и может составлять для современных плёнок от 50 до 100 лин/мм. Специальные плёнки (Микрат-200, Микрат-400) имеют разрешающую способность, обозначенную числом в названии.

Матрицы цифровых фотоаппаратов

Разрешение матриц зависит от их типа, площади и плотности фоточувствительных элементов на единицу поверхности.

Оно нелинейно зависит от светочувствительности матрицы и от заданного программой уровня шума.

Важно, что современная иностранная трактовка линий миры считает пару черная и белая полоса — за 2 линии, — в отличие от отечественных теории и практики, где каждая линия всегда считается разделенной промежутками контрастного фона толщиной, равной толщине линии.

Некоторые фирмы — производители цифровых фотоаппаратов в рекламных целях пытаются повернуть матрицу под углом в 45°, достигая определённого формального повышения разрешения при фотографировании простейших горизонтально-вертикальных мир. Но если использовать профессиональную миру, или хотя бы повернуть простую миру под тем же углом, становится очевидным, что повышение разрешения — фиктивное.

Получение конечного изображения

Разрешающая способность современных принтеров измеряется в точках на миллиметр (dpmm) или на дюйм (dpi).

Струйные принтеры

Качество печати струйных принтеров характеризуется:

  • Разрешением принтера (единица измерения DPI)
  • Цветовым разрешением системы принтер-краска-цветовые профиля ICC (цветовые поля печати). Цветовые поля печати в большей степени ограничиваются свойствами используемой краски. В случае необходимости принтер можно перевести практически на любую краску, которая подходит к типу используемых в принтере печатных головок, при этом может понадобиться перенастройка цветовых профилей.
  • Разрешением отпечатанного изображения. Обычно очень сильно отличается от разрешения принтера, так как принтеры используют ограниченное количество красок, максимум 4…8 и для получения полутонов применяется мозаичное цветосмешение, то есть один элемент изображения (аналог пикселя) состоит из множества элементов печатаемых принтером (точки — капли чернил)
  • Качеством самого процесса печати (точность перемещения материала, точность позиционирования каретки и т. п.)

Для измерения разрешающей способности струйных принтеров, в быту, принята единственная единица измерения — DPI, соответствующая количеству точек-физических капель краски на дюйм отпечатанного изображения. В действительности реальное разрешение струйного принтера (видимое качество печати) зависит от гораздо большего числа факторов:

    • Управляющая программа принтера в большинстве случаев может работать в режимах, обеспечивающих очень медленное перемещение печатающей головки и как следствие, при фиксированной частоте спрыска краски дюзами печатающей головки, получается очень высокое «математическое» разрешение отпечатанного изображения (иногда до 1440 × 1440 DPI и выше). Однако следует помнить что реальное изображение состоит не из «математических» точек (бесконечно малого диаметра), а из реальных капель краски. При непомерно высоком разрешении, более 360…600 (приблизительно) количество краски, наносимой на материал, становится чрезмерным (даже если принтер оборудован головами, создающими очень мелкую каплю). В итоге, для получения изображения заданной цветности, заливку приходится ограничивать (то есть возвращать количество капель краски в разумные пределы). Для этого используются как заранее сделанные настройки, вшиваемые в цветовые профиля ICC, так и принудительное уменьшение процента заливки.
    • При печати реального изображения дюзы постепенно блокируются внутренними факторами (попадание пузырьков воздуха вместе с краской, поступающей в дюзы печатающей головки) и внешними факторами (прилипание пыли и скопление капель краски на поверхности печатающей головки). В результате постепенного блокирования дюз появляются не пропечатанные полосы на изображении, принтер начинает «полосить». Скорость блокирования дюз зависти от типа печатающей головки и конструкции каретки. Проблема забитых дюз решается прочисткой печатающей головки.
    • Дюзы спрыскивают краску не идеально вниз, а имеют небольшой угловой разброс, зависящий от типа печатающей головки. Смещение капель вследствие разброса можно компенсировать уменьшением расстояния между печатающей головкой и печатаемым материалом, но при этом следует помнить, что слишком сильно опущенная голова может цеплять материал. Иногда это приводит к браку, при особо жёстких зацепах печатающая головка может быть повреждена.
    • Дюзы в печатающей головке располагаются вертикальными рядами. Один ряд — один цвет. Каретка печатает как при движении слева направо, так и справа налево. При движении в одну сторону головка последним кладёт один цвет, а при движении в другую сторону, последним кладёт другой цвет. Краска разных слоёв, попадая на материал, лишь частично смешивается, возникает флуктуация цвета, которая на разных цветах выглядит по разному. Где-то она почти не видна, где-то она сильно бросается в глаза. На многих принтерах есть возможность печати только при движении головки в одну сторону (to Left или to Right), обратный ход — холостой (это полностью устраняет эффект «матраса», но сильно снижает скорость печати). На некоторых принтерах установлен двойной набор головок, при этом головки расположены зеркально(пример: Жёлтый-Розовый-Голубой-Чёрный-Чёрный-Голубой-Розовый-Жёлтый), такое расположение головок исключает рассматриваемый эффект, но требует более сложной настройки — сведение головок одного цвета между собой.
Лазерные и светодиодные принтеры
Мониторы

Измеряется в точках на единицу длины изображения на поверхности монитора (в dpmm или dpi).

Разрешение оптического микроскопа R зависит от апертурного угла α:

R=1.22λ2nsin⁡α{\displaystyle R={\frac {1.22\lambda }{2n\sin \alpha }}} .

где α — апертурный угол объектива, который зависит от выходного размера линзы объектива и фокусного расстояния до образца. n — показатель преломления оптической среды, в которой находится линза. λ — длина волны света, освещающего объект или испускаемого им (для флюоресцентной микроскопии). Значение n sin α также именуется числовая апертура.

Из-за накладывающихся ограничений значений α, λ, и η, предел разрешающей способности светового микроскопа, при освещении белым светом, — приблизительно 200…300 нм. Поскольку: α лучшей линзы — приближенно 70° (sin α = 0.94…0.95), учитывая также, что самая короткая длина волны видимого света является синей (λ = 450nm; фиолетовой λ = 400…433nm), и типично высокие разрешения обеспечивают линзы масляно-иммерсионных объективов (η = 1.52…1.56; по И. Ньютону 1,56 — показатель (индекс) преломления для фиолетового), имеем:

R=0.61×450nm1.56×0.94=187nm{\displaystyle R={\frac {0.61\times 450\,{\mbox{nm}}}{1.56\times 0.94}}=187\,{\mbox{nm}}} 

Для других типов микроскопов разрешение определяется иными параметрами. Так, для растрового электронного микроскопа разрешение определяется диаметром пучка электронов и/или диаметром области взаимодействия электронов с веществом образца.

См. также

Литература

Фадеев Г. Н. Химия и цвет. 2-е изд., перераб.- М.: Просвещение, 1983.- 160 с., ил.- (Мир знаний).

Ссылки

ru-wiki.org

Разрешающая способность (оптика) | Наука

Разреше́ние или разрешающая способность — способность оптической системы измерять линейное или угловое расстояние между близкими объектами, показывать раздельно близко расположенные структурные элементы объекта, которые визуально не возможно различить.[1]

Обычно различают угловое и линейное разрешение

  • Угловое разрешение — минимальный угол между объектами, которых может различить оптическая система (см. подробнее [1] в английской википедии).
  • Линейное разрешение — минимальное расстояние между различимыми объектами в микроскопии.

    Разрешение принципиально ограничено дифракцией на объективе: видимые точки являются не чем имым, как дифракционными пятнами. Две соседние точки разрешаются, если минимум интенсивности между ними достаточно мал, чтобы его разглядеть. Для снятия зависимости от субъективности восприятия был введен эмпирический критерий разрешения Рэлея, который определяет минимальное угловое расстояние между точками как

    $ \sin \theta = 1.22 \frac{\lambda}{D} $

    где θ — угловое разрешение (минимальное угловое расстояние), λ — длина волны, D — диаметр объектива.

    Коэффициент подобран так, чтобы интенсивность в минимуме между пятнами была равна примерно 0,8 от интенсивности в их максимумах — считается, что этого достаточно для различения невооруженным глазом.

    Зависимость разрешения при фотографировании от свойств оптической системыПравить

    При фотографировании с целью получения отпечатка или изображения на мониторе, суммарная разрешающая способность определяется разрешением каждого этапа воспроизведения объекта.

    Способы определения разрешающей способности в фотографииПравить

    Определение разрешающей способности производится путём фотографирования специального тестового объекта (миры). Для определения разрешающей способности каждого из элементов, принимающих участие в техническом процессе получения изображения, измерения проводят в условиях, когда погрешности от остальных этапов пренебрежимо малы.

    Разрешающая сила объективаПравить

    Разрешающая способность первичного материального носителяПравить

    Разрешающая способность фотографической эмульсииПравить

    Разрешающая способность фотографической плёнки обычно менее 100 лин/мм. Специальные плёнки (Микрат-200, Микрат-400) имеют разрешающую способность, обозначенную цифрой в названии.

    Разрешающая способность матриц цифровых фотоаппаратовПравить

    Разрешение матриц — основного элемента фотосенсора зависит от их типа, площади и плотности фоточувствительных элементов на единицу поверхности.

    Оно нелинейно зависит от светочувствительности матрицы и от способности фотодатчика в зависимости от конкретной технологии его изготовления и применения обеспечивать минимальный уровень шума. Современная цифрография применяет фотосенсоры и электронные схемы обработки аналоговых сигналов с увеличенным диапазоном светочувствительности, в среднем с ISO 100-1600 единиц, работающих в автоматическом режиме без шумов (при визуальной оценке). Тем не менее, в любом случае, с повышением светочувствительности уровень шумов увеличивается. (Визуально его определить трудно.)

    Важно, что современная трактовка линий миры считает пару черная и белая полоса - за 2 линии, - в отличие от мир по ГОСТ, где линия - это одна чёрная линия, пробелы не считали.

    Некоторые фирмы - производители цифровых фотоаппаратов в рекламных целях пытаются повернуть матрицу под углом в 45°, достигая определённого формального повышения разрешения при фотографировании простейших горизонтально-вертикальных мир. Но если использовать профессиональную миру, или хотя бы повернуть простую миру под тем же углом, становится очевидным, что повышение разрешения - фиктивное.

    Разрешающая способность на стадии получения отпечатка/изображенияПравить

    Разрешающая способность современных принтеров измеряется в точках на миллиметр (dpm) или на дюйм (dpi).

    Разрешающая способность фотографической эмульсииПравить
    Разрешающая способность струйных принтеровПравить
    Разрешающая способность лазерных и светодиодных принтеровПравить
    Разрешение мониторовПравить

    Измеряется в точках на единицу длины изображения на поверхности монитора (в dpm или dpi).

    Разрешение R зависит от угловой апертуры α:

    $ R=\frac{1.22\lambda}{2n\sin\alpha} $.

    где α - угловая апертура объектива, которая зависит от выходного размера линзы объектива и фокусного расстояния до образца. n - коэффициент преломления оптической среды, в которой находится линза. λ - длина волны света, освещающего объект или испускаемого им (для флюоресцентной микроскопии). Значение n sin α также именуется численная апертура.

    Due to the limitations of the values α, λ, and n, the resolution limit of a light microscope using visible light is about 200 nm. This is because: α for the best lens is about 70° (sin α = 0.94), the shortest wavelength of visible light is blue (λ = 450nm), and the typical high resolution lenses are oil immersion lenses (n = 1.56):

    $ R=\frac{0.61 \times 450\,\mbox{nm}}{1.56 \times 0.94} = 187\,\mbox{nm} $

    Применение в полиграфии и дизайне при воспроизведении изображенийПравить

    Необходимая для качественного воспроизведения изображений разрешающая способность (в полиграфии, рекламе и т.д.) зависит от расстояния, на котором предполагается его рассматривание.

    ru.science.wikia.com

    Разрешающая способность материалов дистанционных съемок

    Материалы дистанционных съемок, используемых в различных научно-практических целях, обладают различной детальностью. На одних снимках деревья можно распознать по видовому составу, на других с трудом различаются кустарниковая от лесной растительности. Это связано с тем, что размер объектов земной поверхности на снимках уменьшается в тысячи и миллионы раз. Величина уменьшения их зависит от разрешающей способности съемочной системы, т.е. ее способности воспроизводить мельчайшие детали, размеры которых на снимке измеряются десятыми и сотыми долями миллиметра.

    Разрешающая способность съемочных систем (объектив, фотопленка) определяется с использованием специальных приборов - резельвометров и тест-объектов (мир). Прямоугольная штриховая мира состоит из элементов, каждый из которых содержит различное количество штрихов различной ширины, приходящихся на единицу длины (миллиметр).

    Известно, что съемочная система воспроизводит детали одинаковой яркости, но разного размера с различным контрастом. С уменьшением размера объектов падает контраст их изображения и при достижении пороговой величины объект уже не воспроизводится на снимке.

    Если проанализировать последовательно отдельные элементы миры, состоящих из черных штрихов и белых промежутков, ширина которых постоянно уменьшается, то мы увидим, что с увеличением количества штрихов и промежутков между ними контраст между темными и светлыми штрихами постепенно снижается. Если же эти отдельные элементы миры поочередно фотографировать с помощью съемочной системы (объектив, фотопленка), то при определенном сочетании черных и светлых штрихов они сольются, т.е. контраст будет равен нулю, а количество штрихов будет равно пороговой величине, которая будет соответствовать разрешающей способности фотопленки, измеряемой числом линий раздельно передаваемых на одном миллиметре изображения.

    Разрешающая способность обычных пленок составляет 35-40 лин/мм, панхроматической 90 лин/мм, пленок используемых для многозональной съемки 150-180 лин/мм. Чем выше разрешающая способность объектива камеры и фотопленки, тем выше разрешающая способность снимков.

    При практической работе важно знать размер того минимального объекта (или его детали), которые изображаются на снимке, т.е. знать разрешение снимка. Следовательно, если мы знаем, что разрешение снимка составляет 10м, это значит, что на этом снимке можно распознать объекты размером в 10м и крупнее. Следует отметить, что величина разрешаемого объекта так же зависит от его контраста и формы.

    В настоящее время разработаны съемочные системы, в которых сочетание длиннофокусных объективов (3000мм) и высокочувствительных фотопленок позволяет получать снимки с разрешением в несколько десятков сантиметров. Снимки высокого разрешения можно подвергнуть многократному увеличению без потери изобразительных и информационных свойств.

    Анализ гистограммы (рис.20) показывает, что для решения значительной части задач используются материалы космической съемки с пространственным разрешением 5м.

    Снимки высокого разрешения (5-10 м) получают с картографических спутников «Ресурс Ф-1», «Ресурс Ф-2», ресурсного спутника SРОТ и др.

    Снимки низкого разрешения (2-8 км) получают с метеорологических спутников.

    7. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ И СТЕРЕОСКОПИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СНИМКОВ

    Изучением геометрических свойств снимков с использованием их в целях измерений занимается фотограмметрия. Фотограмметрические способы обработки снимков позволяют определять пространственное положение объектов, получать их геометрические характеристики и прослеживать изменения.

    В процессе работы с плановыми снимками географ использует их не только для выявления и прослеживания линейных границ объектов но изучает и их объемные формы и пространственное положение. Для этого приходится прибегать к ряду измерений и дальнейших построений, как это делается при составлении тематических карт на топографической основе. Однако между снимком и топографической картой имеются существенные и принципиальные различия. Поэтому знание основных геометрических и фотограмметрических свойств аэрокосмических снимков необходимо каждому географу, для того, чтобы избежать грубых ошибок при работе с ними. Так как фотографические снимки обладают наиболее высокими геометрическими и изобразительными свойствами, в этой главе будут рассмотрены их геометрические и стереоскопические свойства.

    Похожие статьи:

    poznayka.org

    Леонид Коновалов: Ограниченная разрешающая способность

    Друзья, давайте я вам расскажу не в относительных терминах, а в абсолютных значениях, что из себя представляет ограниченная разрешающая способность системы "объектив-камера-пленка".

    Как вы понимаете, разрешающая способность конечного изображения будет зависеть от трех факторов:

    - разрешающая способность самого объектива,

    - разрешающая способность фотопленки,

    - светорассеяние внутри корпуса камеры.

    Рассмотрим эти факторы вначале по-отдельности.

    Итак, объектив.

    Хороший коллиматорный объектив может иметь разрешающую способность 1200 лин/мм. Коллиматор - это такое устройство в виде трубы, с помощью которого проверяют качество объективов. На одном конце трубы укрепляется исследуемый объектив, на другом конце - мира для определения разрешающей способности в воздухе.  Через коллиматорный объектив идет проекция изображения.

    Обычный объектив имеет разрешающую способность примерно 500-600 линий на миллиметр. конечно же, эта разрешающая способность сильно зависит от степени открытия диафрагмы. При полностью открытой диафрагме разрешающая способность сильно падает, из-за того, что лучи, проходящие через центр линзы и через ее края, не собираются в одном месте.

    Когда мы диафрагмируем объектив, мы отрезаем краевые лучи, и разрешающая способность объектива увеличивается. Максимум разрешающей способности (для большинства объективов) достигается при диафрагме 1:8 (1:11).

    При дальнейшем закрывании диафрагмы отверстие оказывается таким маленьким, что начинают проявляться волновые свойства света (типа дифракции), и разрешающая способность опять снижается.

    Как мы видим, рекомендация инженеров НАСА - снимать на диафрагме 1:11 - вполне обоснованна. При таких условиях объектив дает максимум разрешающей способности, даже если не 600 линий, то во всяком случае не менее 400 линий на миллиметр.

    Обратите внимание, мы говорим сейчас о разрешающей способности только объектива, и замеряем эту разрешающую способность в воздухе.

    Далее у нас идет фотопленка. Есть, конечно, фотопленки, которые дают 3000-5000 (пять тысяч) линий на миллиметр.

    Например, в Ярославской области (Переславль-Залесский) делают такие пленки. Они применяются в голографии.

    Обыкновенная позитивная кинопленка, на которую печатается кинофильм для кинотеатра (она очень маленькой чувствительности), имеет разрешающую способность примерно 550 лин/мм.

    Черно-белые пленки (общего назначения) имеют разрешающую способность 100-110 лин/мм.

    Свет, который прошел через объектив фотоаппарата, попадает на поверхность фотопленки. Эта поверхность отражает свет, свет рассеивается внутри камеры, попадает на линзы объектива с тыльной стороны и т.д.. Короче говоря, наличие воздушного промежутка между объективом и фотопленкой ухудшает качество системы "объектив-камера-пленка".

    Кстати, когда испытывается разрешающая способность только фотопленки, пленка экспонируется в приборе резольвометре таким образом, что микрообъектив вплотную прижимается к пленке, а с противоположной стороны ещё прижимается площадкой с пружиной. В резольвометре на пленку проецируется уменьшенное изображение миры. таких мир впечатывается несколько с разными экспозициями.

    Потом изображение миры рассматривается под микроскопом. Определяется номер элемента (состоящий из 5 штрихов и промежутков между ними), где ещё можно рассмотреть отдельно стоящие линии. Потом по таблице смотрится какой разрешающей способности соответствует тот или иной номер элемента.

    Так вот, мы имеем объектив с разрешающей способностью 500-600 линий/мм, пленку с разрешающей способностью 100-110 лин/мм. Что получим в результате в изображении, какую разрешающую способность?

    Ответ: примерно 70-80 лин/мм.

    Это определяется путем съемки миры через объектив фотоаппарата.

    На советских черно-белых обращаемых пленках "Свема" мне удавалось получить в конечном изображении до 90 лин/мм.

    Кстати, в эпоху Советского Союза к фотообъективу (который вы покупали в магазине отдельно) прилагался паспорт с разрешающей способностью. Например, широкоугольный объектив 35 мм имел в центре 80 лин/мм, а по краям - 56 лин/мм. Эти значения относились именно к системе "объектив-камера-пленка", а не к разрешающей способности самого объектива в воздухе. При испытаниях фотообъективов в качестве "стандартной" фотопленки применялась кинопленка КН-2. И вот характеристики разрешающей способности объектива относились именно к результату, который получался на этой черно-белой кинопленке при экспонировании ее в фотокамере.

    А теперь, если вам ещё не стало скучно, и вы дочитали до этого места, давайте посмотрим, что получается с разрешающей способностью на 16-мм кинопленке. Прокомментирую те значения разрешающей способьности, что вы видите на тестовой таблице.

    Итак, если система "кинокамера-объектив- кинопленка" дает в конечном изображении менее 25 лин/мм, то такое изображение называется браком по нерезкости. Это недопустимое значение. вы видите, что участок с линиями, где стоит число "20", хорошо читается.

    40 лин/мм - хорошее по резкости изображение.

    55-60 лин/мм - отличное резкое изображение.

    На тестовой шкале мы видим частоту линий, которые соответствую значению 70 лин/мм. Это вполне достижимые значения разрешающей способности.

    А теперь обратите внимание, что это была у нас цветная кинопленка, к тому же кинопленка непрерывно двигалась в камере, затормаживая свое движение в момент экспонирования на 0,02 с. Как вы понимаете, остаточные колебания пленки из-за ее движения ухудшают резкость картинки.

    Другое дело - фотоаппарат.

    Фотопленка стоит статично несколько секунд перед съемкой.

    Получить 60-70 лин/мм в фотокадре - вообще просто.

    А теперь проводим приблизительный подсчет.

    Размер фотокадра у нас 60 х 60 мм. И в каждом миллиметре вмещается 60-70 линий. Итого по ширине кадра может вместиться до (60 х 70) 4200 отдельно стоящих линий, отдельно стоящих элементов. Поскольку все привыкли к цифровым фотоаппаратам, произнесем эту фразу иначе: по ширине кадра вмещается до 4.200 пикселей. Если по одной стороне квадрата примерно 4 тысячи пикселей и по другой 4 тысячи, то площадь кадра по количеству различаемых элементов будет эквивалентна цифровой матрице  (4000 х 4000) с 16 000 000 пикселей.

    Другими словами, качество картинки на фотоаппарате Хассельблад должно примерно соответствовать цифровой камере с 16-ти мегапиксельной матрицей.

    Как вы думаете, много это или мало?

    Если же мы допустим, что на среднеформатном фотоаппарате на черно-белой фотопленке можно получить до 80 лин/мм, то тогда информационная емкость фотокадра достигнет значения 23-х мегапикселей.

    Достал свой цифровой фотоаппарат Canon Mark II с полноразмерной матрицей. Там 21 млн пикс.

    Теперь вы представляете, как на практике должна выглядеть "ограниченная разрешающая способность фотокамеры и объектива" Хассельблад?

    leonid-konovalov.blogspot.com

    О предельном разрешении фотографии вообще и плёнки в частности.

    Что-то меня в последнее время накрыло махровейшим фотоонанизмом! Да так, что уже которую неделю не отпускает. А вопрос то собственно обычный. Про разрешение плёнки.Стало мне думаться, что неплохо было бы всё-таки когда-нибудь свои фотографии распечатать. Да не просто распечатать, а распечатать и на стенку повесить. В размере так с полметра на полметра. А лучше метр на метр. Печать "полароидов" с инстаграма это, конечно здорово, но хочется ведь чего-то большего. Отличная техническая задача. И искусство, и есть где мыслию растечься)После долгого погружения в форумы по этому поводу имею много чего сказать. Сказать имею в основном для себя, пишу в режиме узелков на память.Сперва зайду издалека. С вопроса, сколько деталей видит человеческий глаз. Википедия утверждает, что человеческий глаз имеет угловое разрешение 1'-2'. Для расстояния наилучшего зрения в 25 см 1' соответствует точке размером ~0,07 мм или 70 микрон. Много это или мало? Ну, во-первых, это чуть меньше толщины человеческого волоса, как утверждает та же википедия. А во вторых, это соответствует разрешению ~350 dpi для отпечатка. Предположим, что у некоторых зрение чуть лучше. К примеру, у меня, кажется, расстояние наилучшего зрения 20 см. Если угловое разрешение глаза та же 1', то это соответствует разрешению печати ~400 dpi. От этой цифры и будем отталкиваться. Это несколько больше чем 300 dpi, которые обычно указывают при указании максимального размера печати фотографии при сканировании плёнки, это ещё чуть больше 254 dpi, которые разрешает Durst Theta 76 в Фотопроекте, это в два раза больше разрешения LightJet 430 из FotoLab, но это всё же несколько меньше 720 dpi для печати на струйнике, после которых накрывает восторг более махровых товарищей. Если посмотреть на отпечаток как на весьма аналоговый предмет, а на печать, как дискретный процесс (цифровая природа отсканированного изображения и печать с дискретным шагом головки струйника, например, позволяют нам так сделать), то придётся признать, что необходимо воспользоваться теоремой Котельникова и увеличить разрешение изображение для печати в два раза, или, использовать в два раза более плотную печать. С одной стороны, и 720 dpi в таком случае будут выглядеть не так плотно, с другой стороны наши 400dpi превратятся в 200 dpi, которые всё ещё считаются более чем пристойными, судя по разрешению лазерной печати.Теперь попробуем подойти с другой стороны. Мы знаем, сколько деталей видит наш глаз. Теперь нам надо понять, сколько даёт нам плёнка. Поиск по интернету даёт следующие результаты, то есть, можно полагать, что реальное разрешение плёнки достигает 140 пар линий на мм (lp/mm). Нехитрый расчёт говорит, что 1 lp/mm = ~50 dpi, а значит, предельное разрешение плёнки составляет ~7000 dpi. Что тоже вполне сочетается с наблюдениями более опытных товарищей. Однако, тут надо добавить маленький нюанс. Даже если снимать на слайд с максимальным разрешением, в безветренную погоду, с прочным штативом, предподъёмом (или с объективом с ЦЗ и камерой без зеркала), с пневматическим троссиком - это (и не только это) всё обязательные условия получения наиболее резкого негатива. Но даже с учётом всех этих условий сканировать бы будем не просто плёнку, а изображение, которое на плёнке оставил объектив. То есть, результат работы пары "объектив-плёнка". У объектива обычно есть своё разрешение, есть оно и у системы. Разрешение СФ оптики обычно составляет менее 50 lp/mm у посредственных объективов, ~70 lp/mm у хороших, ~100 lp/mm у отличных и ~150 lp/mm у выдающихся. Формулу для вычисления разрешения оптической системы можем взять опять же на википедии.Нехитрый расчёт показывает, что для объектива с разрешением 70 lp/mm разрешение системы будет составлять около 50 lp/mm, или 2500 dpi. Для выдающихся объективов имеем разрешение системы порядка 70 lp/mm, или 3500 dpi. Для получения всех деталей с плёнки сканировать её, по теореме Котельникова, следует минимум с удвоенной частотой, то есть 5000-7000 dpi. Однако деталей там будет в пару раз меньше.Теперь зайдём с другой стороны - со стороны размера отпечатка. Раньше, когда отпечатки были оптическими, никто не считал никакие dpi, потому как пользовались вполне удобным и простым термином "максимальное увеличение отпечатка". Контакты имеют увеличение 1х, ну, и так далее. Данные об увеличении разнятся. Кто-то говорит, что плёнка отлично держит пятикратное увеличение, а дальше танцы с бубнами, кто-то, что 7х, кто-то ругает объективы за 8х, кто-то разгоняет до 10х. Объективы APO-Rodagon фирмы Rodenshtock, считающимися лучшими фотопроекционными объективами, указывают оптимальное увеличение 10х (здесь и здесь). Остановимся на увеличении 8х. Для выбранного разрешения печати в 400 dpi это соответствует разрешению изображения с качеством 3200 dpi. То есть, мы крутимся вокруг одной и той же цифры в ~3000 dpi, которые способна разрешить плёнка. Если её кто-нибудь отсканирует с разрешением 6000 dpi. При этом это позволит нам сделать отпечаток размером около 40х40 см. Ну, может 50х50. Как говорят более опытные товарищи, не более 60х60.Что это значит для меня лично? А ничего плохого, в общем-то. Можно напечатать и метр на метр, можно и два на два. Просто при печати более полметра на полметра на отпечатке уже не будут появляться новые детали. Хорошо это или плохо? Это зависит от условий просмотра. Если смотреть на отпечаток 50х50 см с расстояния 40 см (для меня это вполне комфортно, ближе подходить не хочется), то глаз не разрешит более 200 dpi всё равно. При метровом полотне хочется отойти ещё дальше. А вот рассматривать отпечаток 30х30 можно и из рук. То есть, фактически средний формат обеспечивает возможность печатать кадр, который комфортно смотреть с любого расстояния ЦЕЛИКОМ. А вот если надо подойти впритык и рассмотреть детали, то тут лучше больше полметра на полметра не печатать, или печатать, но уже с большого формата. И теперь как маленький итог - ложка дёгтя в бочке пикселей. Все цифры не имеют большого смысла, так как погрешность - два локтя по карте. Разрешение глаза 1' или 2' - это разница в два раза. Тракт получения отпечатка вообще весьма тернист. Аналоговая регистрация на плёнке, потом АЦП с помощью сканера, потом печать с помощью дискретных точек. Надо ли здесь применять теорему Котельникова? Не совсем очевидно. К тому же, что даст её применение, если физически тот же Durst больше 254 dpi не напечатает. Оптика для СФ может сильно отличаться. Хорош ли конкретно мой комплект Броники, или Хассель резче? Но если и резче, то это даст лишь ~30-40% увеличения размера отпечатка в пределе, если пользоваться дорогими выдающимися объективами. С правильным подходом к получению изображения. Сканировать с разрешением 6000 dpi на барабаннике - тоже та ещё блаж. Все кадры не пересканируешь, а разрешение даже топового небарабанного сканера 4000 dpi и точка. Однако есть тот же шарп, который способен "разогнать" разрешение системы и, как следствие, увеличить размер отпечатка на те же несколько десятков процентов. Там разница в два раза, здесь в полтора, и вот уже погрешность подсчётов доходит до 5 крат. То ли 30х30 см с кадра 6х6 это предел, то ли можно печатать 1,5х1,5 м не париться. В этом смысле вывод, подтверждаемый опытом других фотографов, об отпечатке 50х50 см максимум мне вполне близок. Дальше - компромисс, но это не значит, что он никого не устроит. Осталось лишь попробовать напечатать самому картинки и посмотреть на них вживую.

    Ну, и на последок, немного цифр для поддержания холивара "плёнка vs цифра". Разрешение 3000 dpi для плёнки - это примерно 2800х4200 пикселей для узкаря, или 12Мп. Вполне честных, кстати, весьма честнее интерполированных байеровских. Ведь разрешение сканирования у нас в 4 раза больше. То есть, это соответствует 48 "цифровым" Мп. Их тоже полезно бывает делить на 4. Во первых, камера выполняет АЦП, во-вторых, цвет-то не очень корректно записывается. И тут видно, что даже д800 есть куда стремиться. Что и говорить про СФ. Качество СФ при сканировании на планшетнике только начинается, тогда как та же д800 со своими 36Мп уже вполне себе заканчивает. Об это говорит и сравнение разрешение плёнки и цифры, которое провёл Tim Parkin. В общем, циферка потихоньку подбирается. Но в СФ смысл ещё остался :)

    m1gel.livejournal.com

    Разрешающая способность (в оптике) Википедия

    У этого термина существуют и другие значения, см. Разрешение.

    Разреше́ние — способность оптического прибора воспроизводить изображение близко расположенных объектов.

    Угловое разрешение

    Угловое разрешение — минимальный угол между объектами, который может различить оптическая система.

    Способность оптической системы различать точки изображаемой поверхности например:

    Угловое разрешение: 1′ (одна угловая минута, около 0,02°) соответствует площадке размером 29 см, различимой с расстояния в 1 км или одной печатной точке текста на расстоянии 1 м.

    Линейное разрешение

    Линейное разрешение — минимальное расстояние между различимыми объектами в микроскопии.

    Общие сведения

    Разрешение оптических приборов принципиально ограничено дифракцией на объективе: видимые точки являются ничем иным, как дифракционными пятнами. Две соседние точки разрешаются, если минимум интенсивности между ними достаточно мал, чтобы его разглядеть. Для снятия зависимости от субъективности восприятия был введен эмпирический критерий разрешения Рэлея, который определяет минимальное угловое расстояние между точками

    sin⁡θ=1.22λD{\displaystyle \sin \theta =1.22{\frac {\lambda }{D}}}

    где θ — угловое разрешение (минимальное угловое расстояние), λ — длина волны, D — диаметр входного зрачка оптической системы (часто он совпадает с диаметром объектива). Учитывая чрезвычайную малость угла θ, в оптической литературе вместо синуса угла обычно пишут сам угол.

    Коэффициент подобран так, чтобы интенсивность в минимуме между пятнами была равна примерно 0,75-0,8 от интенсивности в их максимумах — считается, что этого достаточно для различения невооруженным глазом.

    Зависимость разрешения при фотографировании от свойств оптической системы

    При фотографировании с целью получения отпечатка или изображения на мониторе, суммарная разрешающая способность определяется разрешением каждого этапа воспроизведения объекта.

    Способы определения разрешающей способности в фотографии

    Определение разрешающей способности производится путём фотографирования специального тестового объекта (миры). Для определения разрешающей способности каждого из элементов, принимающих участие в техническом процессе получения изображения, измерения проводят в условиях, когда погрешности от остальных этапов пренебрежимо малы.

    Разрешающая сила объектива

    Разрешающая способность первичного материального носителя

    Фотографическая эмульсия

    Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела.

    Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон.

    Разрешающая способность фотографической плёнки или киноплёнки зависит, главным образом, от её светочувствительности и может составлять для современных плёнок от 50 до 100 лин/мм. Специальные плёнки (Микрат-200, Микрат-400) имеют разрешающую способность, обозначенную числом в названии.

    Матрицы цифровых фотоаппаратов

    Разрешение матриц зависит от их типа, площади и плотности фоточувствительных элементов на единицу поверхности.

    Оно нелинейно зависит от светочувствительности матрицы и от заданного программой уровня шума.

    Важно, что современная иностранная трактовка линий миры считает пару черная и белая полоса — за 2 линии, — в отличие от отечественных теории и практики, где каждая линия всегда считается разделенной промежутками контрастного фона толщиной, равной толщине линии.

    Некоторые фирмы — производители цифровых фотоаппаратов в рекламных целях пытаются повернуть матрицу под углом в 45°, достигая определённого формального повышения разрешения при фотографировании простейших горизонтально-вертикальных мир. Но если использовать профессиональную миру, или хотя бы повернуть простую миру под тем же углом, становится очевидным, что повышение разрешения — фиктивное.

    Получение конечного изображения

    Разрешающая способность современных принтеров измеряется в точках на миллиметр (dpmm) или на дюйм (dpi).

    Струйные принтеры

    Качество печати струйных принтеров характеризуется:

    • Разрешением принтера (единица измерения DPI)
    • Цветовым разрешением системы принтер-краска-цветовые профиля ICC (цветовые поля печати). Цветовые поля печати в большей степени ограничиваются свойствами используемой краски. В случае необходимости принтер можно перевести практически на любую краску, которая подходит к типу используемых в принтере печатных головок, при этом может понадобиться перенастройка цветовых профилей.
    • Разрешением отпечатанного изображения. Обычно очень сильно отличается от разрешения принтера, так как принтеры используют ограниченное количество красок, максимум 4…8 и для получения полутонов применяется мозаичное цветосмешение, то есть один элемент изображения (аналог пикселя) состоит из множества элементов печатаемых принтером (точки — капли чернил)
    • Качеством самого процесса печати (точность перемещения материала, точность позиционирования каретки и т. п.)

    Для измерения разрешающей способности струйных принтеров, в быту, принята единственная единица измерения — DPI, соответствующая количеству точек-физических капель краски на дюйм отпечатанного изображения. В действительности реальное разрешение струйного принтера (видимое качество печати) зависит от гораздо большего числа факторов:

      • Управляющая программа принтера в большинстве случаев может работать в режимах, обеспечивающих очень медленное перемещение печатающей головки и как следствие, при фиксированной частоте спрыска краски дюзами печатающей головки, получается очень высокое «математическое» разрешение отпечатанного изображения (иногда до 1440 × 1440 DPI и выше). Однако следует помнить что реальное изображение состоит не из «математических» точек (бесконечно малого диаметра), а из реальных капель краски. При непомерно высоком разрешении, более 360…600 (приблизительно) количество краски, наносимой на материал, становится чрезмерным (даже если принтер оборудован головами, создающими очень мелкую каплю). В итоге, для получения изображения заданной цветности, заливку приходится ограничивать (то есть возвращать количество капель краски в разумные пределы). Для этого используются как заранее сделанные настройки, вшиваемые в цветовые профиля ICC, так и принудительное уменьшение процента заливки.
      • При печати реального изображения дюзы постепенно блокируются внутренними факторами (попадание пузырьков воздуха вместе с краской, поступающей в дюзы печатающей головки) и внешними факторами (прилипание пыли и скопление капель краски на поверхности печатающей головки). В результате постепенного блокирования дюз появляются не пропечатанные полосы на изображении, принтер начинает «полосить». Скорость блокирования дюз зависти от типа печатающей головки и конструкции каретки. Проблема забитых дюз решается прочисткой печатающей головки.
      • Дюзы спрыскивают краску не идеально вниз, а имеют небольшой угловой разброс, зависящий от типа печатающей головки. Смещение капель вследствие разброса можно компенсировать уменьшением расстояния между печатающей головкой и печатаемым материалом, но при этом следует помнить, что слишком сильно опущенная голова может цеплять материал. Иногда это приводит к браку, при особо жёстких зацепах печатающая головка может быть повреждена.
      • Дюзы в печатающей головке располагаются вертикальными рядами. Один ряд — один цвет. Каретка печатает как при движении слева направо, так и справа налево. При движении в одну сторону головка последним кладёт один цвет, а при движении в другую сторону, последним кладёт другой цвет. Краска разных слоёв, попадая на материал, лишь частично смешивается, возникает флуктуация цвета, которая на разных цветах выглядит по разному. Где-то она почти не видна, где-то она сильно бросается в глаза. На многих принтерах есть возможность печати только при движении головки в одну сторону (to Left или to Right), обратный ход — холостой (это полностью устраняет эффект «матраса», но сильно снижает скорость печати). На некоторых принтерах установлен двойной набор головок, при этом головки расположены зеркально(пример: Жёлтый-Розовый-Голубой-Чёрный-Чёрный-Голубой-Розовый-Жёлтый), такое расположение головок исключает рассматриваемый эффект, но требует более сложной настройки — сведение головок одного цвета между собой.
    Лазерные и светодиодные принтеры
    Мониторы

    Измеряется в точках на единицу длины изображения на поверхности монитора (в dpmm или dpi).

    Разрешение оптического микроскопа R зависит от апертурного угла α:

    R=1.22λ2nsin⁡α{\displaystyle R={\frac {1.22\lambda }{2n\sin \alpha }}}.

    где α — апертурный угол объектива, который зависит от выходного размера линзы объектива и фокусного расстояния до образца. n — показатель преломления оптической среды, в которой находится линза. λ — длина волны света, освещающего объект или испускаемого им (для флюоресцентной микроскопии). Значение n sin α также именуется числовая апертура.

    Из-за накладывающихся ограничений значений α, λ, и η, предел разрешающей способности светового микроскопа, при освещении белым светом, — приблизительно 200…300 нм. Поскольку: α лучшей линзы — приближенно 70° (sin α = 0.94…0.95), учитывая также, что самая короткая длина волны видимого света является синей (λ = 450nm; фиолетовой λ = 400…433nm), и типично высокие разрешения обеспечивают линзы масляно-иммерсионных объективов (η = 1.52…1.56; по И. Ньютону 1,56 — показатель (индекс) преломления для фиолетового), имеем:

    R=0.61×450nm1.56×0.94=187nm{\displaystyle R={\frac {0.61\times 450\,{\mbox{nm}}}{1.56\times 0.94}}=187\,{\mbox{nm}}}

    Для других типов микроскопов разрешение определяется иными параметрами. Так, для растрового электронного микроскопа разрешение определяется диаметром пучка электронов и/или диаметром области взаимодействия электронов с веществом образца.

    См. также

    Литература

    Фадеев Г. Н. Химия и цвет. 2-е изд., перераб.- М.: Просвещение, 1983.- 160 с., ил.- (Мир знаний).

    Ссылки

    wikiredia.ru

    Разрешение (оптика) | Наука | FANDOM powered by Wikia

    Разрешение (оптика) Править

    Разреше́ние — способность оптического прибора измерять линейное или угловое расстояние между близкими объектами, показывать раздельно близко расположенные предметные точки.[1]

      Угловое разрешениеПравить

      Угловое разрешение — минимальный угол между линиями, точками, которые может различить оптическая система (см. подробнее en:Angular resolution в английской википедии).

      Линейное разрешениеПравить

      Линейное разрешение — минимальное расстояние между различимыми объектами в микроскопии. В современной микроскопии достигнут предел, когда можно рассматриват вещества на атомно-молекулярном уровне.

      Разрешение связано и принципиально ограничено дифракцией на объективе: видимые точки являются не чем имым, как дифракционными пятнами. Две соседние точки разрешаются, если обеспечен минимум интенсивности между ними, дающий возможность их разглядеть. Для снятия зависимости от субъективности восприятия был введен эмпирический критерий разрешения Рэлея, который определяет минимальное угловое расстояние между точками как

      $ \sin \theta = 1.22 \frac{\lambda}{D} $

      где θ — угловое разрешение (минимальное угловое расстояние), λ — длина волны, D — диаметр объектива.

      Коэффициент подобран так, чтобы интенсивность в минимуме между пятнами была равна примерно 0,8 от интенсивности в их максимумах — считается, что этого достаточно для различения невооруженным глазом.

      Зависимость разрешения при фотографировании от свойств оптической системыПравить

      При фотографировании с целью получения отпечатка или изображения на мониторе, суммарная разрешающая способность определяется разрешением каждого этапа воспроизведения объекта.

      Способы определения разрешающей способности в фотографииПравить

      Определение разрешающей способности производится путём фотографирования специального тестового объекта (миры). Для определения разрешающей способности каждого из элементов, принимающих участие в техническом процессе получения изображения, измерения проводят в условиях, когда погрешности от остальных этапов пренебрежимо малы. При этом применяются стандартные, базовые фотообъективы, например, с фокусным расстоянием 50мм, светосилой f=1,4.

      Разрешающая сила объективаПравить

      Разрешающая способность первичного материального носителяПравить

      Изображения с разным разрешением, выведенные для сравнения на экран

      Разрешающая способность фотографической эмульсииПравить

      Разрешающая способность фотографической плёнки обычно менее 100 лин/мм. Специальные плёнки (Микрат-200, Микрат-400) имеют разрешающую способность, обозначенную цифрой в названии.

      Разрешающая способность матриц цифровых фотоаппаратовПравить

      Разрешение матриц зависит от их типа, площади и плотности фоточувствительных элементов на единицу поверхности.

      Оно нелинейно зависит от светочувствительности матрицы и от заданного программой уровня шума.

      Важно, что современная трактовка линий миры считает пару черная и белая полоса - за 2 линии, - в отличие от мир по ГОСТ, где линия - это одна чёрная линия, пробелы не считали.

      Некоторые фирмы - производители цифровых фотоаппаратов в рекламных целях пытаются повернуть матрицу под углом в 45°, достигая определённого формального повышения разрешения при фотографировании простейших горизонтально-вертикальных мир. Но если использовать профессиональную миру, или хотя бы повернуть простую миру под тем же углом, становится очевидным, что повышение разрешения - фиктивное.

      Разрешающая способность на стадии получения отпечатка/изображенияПравить

      Разрешающая способность современных принтеров измеряется в точках на миллиметр (dpm) или на дюйм (dpi).

      Разрешающая способность фотографической эмульсииПравить
      Разрешающая способность струйных принтеровПравить
      Разрешающая способность лазерных и светодиодных принтеровПравить
      Разрешение мониторовПравить

      Измеряется в точках на единицу длины изображения на поверхности монитора (в dpm или dpi).

      Разрешение R зависит от угловой апертуры α:

      $ R=\frac{1.22\lambda}{2n\sin\alpha} $.

      где α - угловая апертура объектива, которая зависит от выходного размера линзы объектива и фокусного расстояния до образца. n - показатель преломления оптической среды, в которой находится линза. λ - длина волны света, освещающего объект или испускаемого им (для флюоресцентной микроскопии). Значение n sin α также именуется численная апертура.

      1. ↑ http://www.diclib.com/cgi-bin/d1.cgi?l=ru&base=bse&page=showid&id=59272
      ca:Resolució angular

      de:Auflösungsvermögen en:Optical resolution es:Resolución óptica fa:وضوح فضایی fr:Pouvoir de résolution it:Risoluzione angolare ko:분해능 sl:Ločljivost mikroskopa sv:Optisk upplösning zh:瑞利準則

      ru.science.wikia.com
sitytreid | Все права защищены © 2018 | Карта сайта