Короткая выдержка «заморозила» движение капель воды 2 page

Пример панорамы — внутренний двор Шёнбрунна. Изображение создано на основе 21-го последовательного кадра.

Правила панорамной перспективы используют при рисовании картин и фресок на цилиндрических сводах и потолках, в нишах, а также на внешней поверхности цилиндрических ваз и сосудов; при создании цилиндрических и шаровых фотопанорам.

Сферическая перспектива [править | править вики-текст]

Сферическая перспектива сделаннаяобъективом «рыбий глаз».

Сферические искажения можно наблюдать на сферических зеркальных поверхностях. При этом глаза зрителя всегда находятся в центре отражения на шаре. Это позиция главной точки, которая реально не привязана ни к уровню горизонта, ни к главной вертикали. При изображении предметов в сферической перспективе все линии глубины будут иметь точку схода в главной точке и будут оставаться строго прямыми. Также строго прямыми будут главная вертикаль и линия горизонта. Все остальные линии будут по мере удаления от главной точки все более и более изгибаться, трансформируясь в окружность. Каждая линия, не проходящая через центр, будучи продлённой, является полуэллипсом.

Тональная перспектива [править | править вики-текст]

Тональная перспектива

Тональная перспектива — понятие техники живописи. Тональная перспектива — это изменение в цвете и тоне предмета, изменение его контрастных характеристик в сторону уменьшения, приглушения при удалении вглубь пространства. Принципы тональной перспективы первым обосновал Леонардо да Винчи.

Воздушная перспектива [править | править вики-текст]

Воздушная перспектива

Воздушная перспектива характеризуется исчезновением четкости и ясности очертаний предметов по мере их удаления от глаз наблюдателя. При этом дальний план характеризуется уменьшением насыщенности цвета (цвет теряет свою яркость, контрасты светотени смягчаются), таким образом — глубина кажется более тёмной, чем передний план. Воздушная перспектива связана с изменением тонов, потому она может называться также и тональной перспективой.^[5] Первые исследования закономерностей воздушной перспективы встречаются еще у Леонардо да Винчи. «Вещи на расстоянии, — писал он, — кажутся тебе двусмысленными и сомнительными; делай и ты их с такой же расплывчатостью, иначе они в твоей картине покажутся на одинаковом расстоянии… не ограничивай вещи, отдаленные от глаза, ибо на расстоянии не только эти границы, но и части тел неощутимы». Великий художник отметил, что отдаление предмета от глаза наблюдателя связано с изменением цвета предмета. Поэтому для передачи глубины пространства в картине ближайшие предметы должны быть изображены художником в их собственных цветах, удаленные приобретают синеватый оттенок, «…а самые последние предметы, в нем видимые, как, например, горы вследствие большого количества воздуха, находящегося между твоим глазом и горою, кажутся синими, почти цвета воздуха…».

Воздушная перспектива зависит от влажности и запылённости воздуха и ярко выражена во время тумана, на рассвете надводоёмом, в пустыне или степи во время ветреной погоды, когда поднимается пыль^[6].

Перцептивная перспектива [править | править вики-текст]

Академик Б. В. Раушенбах изучал, как человек воспринимает глубину в связи с бинокулярностью зрения, подвижностью точки зрения и постоянством формы предмета в подсознании^[4] и пришёл к выводу, что ближний план воспринимается в обратной перспективе, неглубокий дальний — в аксонометрической перспективе, дальний план — в прямой линейной перспективе. Эта общая перспектива, соединившая обратную, аксонометрическую и прямую линейную перспективы, называется перцептивной^[3].

9. пластика изображения и оптические системы

по отношению движения обьекта в кадре

кам стат внутрекадр монт

отьезд трф – сохранение крупности

отьезд кам – скорость, усиление эфекта

если наезд трф – скорость нашего подьезда с той же скоростью что и приблежение обьекта

чем мы управляем если наша скорость приближения превышает скорость обьекта,

Тон человеческой кожи – определяется цветом своей руки

Цветовой пьятестал

Рапид отличить от постпродавшена если посмотреть на кадр до после и перед можно увидеть зерно.

9 пластика изображения и оптические системы.

Опти́ческое волокно́ — нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.

Волоконная оптика — раздел прикладной науки и машиностроения, описывающий такие волокна. Кабели на базе оптических волокон используются в волоконно-оптической связи, позволяющей передавать информацию на бо́льшие расстояния с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи^[1]. В ряде случаев они также используются при создании датчиков.

Содержание

[убрать]

· 1 История

· 2 Материалы

· 3 Конструкция

· 4 Классификация

· 5 Производители

· 6 Применение

o 6.1 Волоконно-оптическая связь

o 6.2 Волоконно-оптический датчик

o 6.3 Другие применения оптического волокна

· 7 Примечания

· 8 См. также

· 9 Литература

· 10 Ссылки

История[править | править вики-текст]

Принцип передачи света, используемый в волоконной оптике, был впервые продемонстрирован в XIX веке, но повсеместное применение было затруднено отсутствием соответствующих технологий.

В 1934 г. американец Норман Р. Френч получил патент на оптическую телефонную систему, речевые сигналы в которой передавались при помощи света по стержням чистого стекла. В 1962 г. был создан полупроводниковый лазер и фотодиод, используемые как источник и приемник оптического сигнала. ^{[ источник не указан 520 дней ]}

Повсеместному переходу на технологии ВОЛС мешали высокие затухания в оптическом волокне, поэтому конкуренция с медными линиями была невозможна. Только к 1970 г. компании Corning удалось наладить коммерческое производство волокна с низким затуханием — до 17 дБ/км, через пару лет — до 4 дБ/км. Волокно являлось многомодовым и по нему передавалось несколько мод света. К 1983 году был освоен выпуск одномодовых волокон, по которым передавалась одна мода.

В России первые волоконно-оптические линии появились в Санкт-Петербурге. Первой подводной ВОЛС стала магистраль Санкт-Петербург — Аберслунд (Дания), проложенная АО «Совтелеком» (ныне ОАО «Ростелеком»)^{[ источник не указан 520 дней ]}.

В настоящее время в России построены заводы по производству волоконно-оптического кабеля, наиболее часто применяемое волокно в котором — Corning и Fujikura^{[ источник не указан 520 дней ]}.

Материалы[править | править вики-текст]

Стеклянные оптические волокна делаются из кварцевого стекла, но для дальнего инфракрасного диапазона могут использоваться другие материалы, такие какфторцирконат, фторалюминат и халькогенидные стекла. Как и другие стекла, эти имеют показатель преломления около 1,5.

В настоящее время развивается применение пластиковых оптических волокон. Сердечник в таком волокне изготовляют из полиметилметакрилата (PMMA), а оболочку из фторированных PMMA (фторполимеров).

Конструкция[править | править вики-текст]

Оптическое волокно, как правило, имеет круглое сечение и состоит из двух частей — сердцевины и оболочки. Для обеспечения полного внутреннего отражения абсолютный показатель преломления сердцевины несколько выше показателя преломления оболочки. Сердцевина изготавливается из чистого материала (стекла или пластика) и имеет диаметр 9 мкм. Оболочка имеет диаметр 125 мкм и состоит из материала с примесями, изменяющими показатель преломления. Например, если показатель преломления оболочки равен 1.474, то показатель преломления сердцевины — 1.479. Луч света, направленный в сердцевину, будет распространяться по ней, многократно отражаясь от оболочки.

Возможны и более сложные конструкции: в качестве сердцевины и оболочки могут применяться двумерные фотонные кристаллы, вместо ступенчатого изменения показателя преломления часто используются волокна с градиентным профилем показателя преломления, форма сердцевины может отличаться от цилиндрической. Такие конструкции обеспечивают волокнам специальные свойства: удержание поляризации распространяющегося света, снижение потерь, изменение дисперсии волокна и др.

Оптические волокна, используемые в телекоммуникациях, как правило, имеют диаметр 125±1 микрон. Диаметр сердцевины может отличаться в зависимости от типа волокна и национальных стандартов.

Классификация[править | править вики-текст]

Профиль показателя преломления различных типов оптических волокон:
слева вверху — одномодовое волокно;
слева внизу — многомодовое ступенчатое волокно;
справа — градиентное волокно с параболическим профилем

Оптические волокна могут быть одномодовыми и многомодовыми. Диаметр сердцевины одномодовых волокон составляет от 7 до 10 микрон. Благодаря малому диаметру достигается передача по волокну лишь одной моды излучения, за счёт чего исключается влияние дисперсионных искажений. В настоящее время практически все производимые волокна являются одномодовыми.^[2]

Существует три основных типа одномодовых волокон:

1. одномодовое ступенчатое волокно с несмещённой дисперсией (стандартное) (SMF или SM, англ. stepindex s ingle m ode f iber), определяется рекомендацией ITU-T G.652 и применяется в большинстве оптических систем связи;

2. одномодовое волокно со смещённой дисперсией (DSF или DS, англ. d ispersion shifted s ingle mode f iber), определяетсярекомендацией ITU-T G.653. В волокнах DSF с помощью примесей область нулевой дисперсии смещена в третье окно прозрачности, в котором наблюдается минимальное затухание;

3. одномодовое волокно с ненулевой смещённой дисперсией (NZDSF, NZDS или NZ, англ. n on- z ero d ispersion shifted s ingle mode f iber), определяетсярекомендацией ITU-T G.655.

Многомодовые волокна отличаются от одномодовых диаметром сердцевины, который составляет 50 микрон в европейском стандарте и 62.5 микрон в североамериканском и японском стандартах. Из-за большого диаметра сердцевины по многомодовому волокну распространяется несколько мод излучения — каждая под своим углом, из-за чего импульс света испытывает дисперсионные искажения и из прямоугольного превращается в колоколоподобный.

Многомодовые волокна подразделяются на ступенчатые и градиентные. В ступенчатых волокнах показатель преломления от оболочки к сердцевине изменяется скачкообразно. В градиентных волокнах это изменение происходит иначе — показатель преломления сердцевины плавно возрастает от края к центру. Это приводит к явлению рефракции в сердцевине, благодаря чему снижается влияние дисперсии на искажение оптического импульса. Профиль показателя преломления градиентного волокна может быть параболическим, треугольным, ломаным и т. д.

Полимерные (пластиковые) волокна производят диаметром 50, 62.5, 120 и 980 микрометров и оболочкой диаметром 490 и 1000 мкм.

Основное применение оптические волокна находят в качестве среды передачи на волоконно-оптических телекоммуникационных сетях различных уровней: от межконтинентальных магистралей до домашних компьютерных сетей. Применение оптических волокон для линий связи обусловлено тем, что оптическое волокно обеспечивает высокую защищенность от несанкционированного доступа, низкое затухание сигнала при передаче информации на большие расстояния и возможность оперировать с чрезвычайно высокими скоростями передачи. Уже к 2006-му году была достигнута скорость модуляции 111 ГГц^[4][5], в то время как скорости 10 и 40 Гбит/с стали уже стандартными скоростями передачи по одному каналу оптического волокна. При этом каждое волокно, используя технологиюспектрального уплотнения каналов может передавать до нескольких сотен каналов одновременно, обеспечивая общую скорость передачи информации, исчисляемую терабитами в секунду. Так, к 2008 году была достигнута скорость 10,72 Тбит/с^[6], а к 2012 — 20 Тбит/с^[7]. Последний рекорд скорости - 255 Тбит/с^[8].

Волоконно-оптический датчик [править | править вики-текст]

Оптическое волокно может быть использовано как датчик для измерения напряжения, температуры, давления и других параметров. Малый размер и фактическое отсутствие необходимости в электрической энергии дают волоконно-оптическим датчикам преимущество перед традиционными электрическими в определённых областях.

Оптическое волокно используется в гидрофонах в сейсмических или гидролокационных приборах. Созданы системы с гидрофонами, в которых на волоконный кабель приходится более 100 датчиков. Системы с гидрофоновым датчиком используются в нефтедобывающей промышленности, а также флотом некоторых стран. Немецкая компания Sennheiser разработала лазерный микрофон, основными элементами которого являются лазерный излучатель, отражающая мембрана и оптическое волокно^[9].

Волоконно-оптические датчики, измеряющие температуры и давления, разработаны для измерений в нефтяных скважинах. Они хорошо подходят для такой среды, работая при температурах, слишком высоких для полупроводниковых датчиков.

Разработаны устройства дуговой защиты с волоконно-оптическими датчиками, основными преимуществами которых перед традиционными устройствами дуговой защиты являются: высокое быстродействие, нечувствительность к электромагнитным помехам, гибкость и лёгкость монтажа, диэлектрические свойства.

Оптическое волокно применяется в лазерном гироскопе, используемом в Boeing 767^{[ источник не указан 555 дней ]} и в некоторых моделях машин (для навигации).Волоконно-оптические гироскопы применяются в космических кораблях «Союз»^[10]. Специальные оптические волокна используются в интерферометрических датчиках магнитного поля и электрического тока. Это волокна, полученные при вращении заготовки с сильным встроенным двойным лучепреломлением.

Другие применения оптического волокна [править | править вики-текст]

Диск фрисби, освещённый оптическим волокном

Оптические волокна широко используются для освещения. Они используются как световоды в медицинских и других целях, где яркий свет необходимо доставить в труднодоступную зону. В некоторых зданиях оптические волокна направляют солнечный свет с крыши в какую-нибудь часть здания. Волоконно-оптическое освещение также используется в декоративных целях, включая коммерческую рекламу, искусство и искусственные рождественские ёлки.

Оптическое волокно также используется для формирования изображения. Пучок света, передаваемый оптическим волокном, иногда используется совместно с линзами — например, в эндоскопе, который используется для просмотра объектов через маленькое отверстие.

Оптическое волокно используется при конструировании волоконного лазера.

Оптическая система (англ. opticalsystem) — 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)^[1].

Оптическая схема — графическое представление процесса изменения света в оптической системе.

Оптический прибор (англ. opticalinstrument) — конструктивным образом оформленная для выполнения конкретной задачи оптическая система, состоящая, по крайней мере, из одного из базовых оптических элементов. В состав оптического прибора могут входить источники света и приёмники излучения. В иной формулировке, Прибор называют оптическим, если хотя бы одна его основная функция выполняется оптической системой.

]

В оптических приборах не все взаимодействующие со светом детали являются оптическими, специально предназначенными для его изменения. Такими неоптическими деталями в оптических приборах являются оправы линз, корпус и т. п.

Совокупность беспорядочно разбросанных оптических деталей не образует оптической системы.

Обычно под оптическими системами подразумевают системы, преобразующие электромагнитное излучение в видимом или близких диапазонах (ультрафиолетовый,инфракрасный). В таких системах преобразование пучков света происходит за счёт преломления и отражения света, его дифракции (являющейся частным случаем явления интерференции (при необходимости учета ограничения протяженности волновых фронтов), поглощения и усиления интенсивности света (в случае использования квантовых усилителей).

Типы и разновидности оптических систем весьма разнообразны, однако обычно выделяют изображающие оптические системы, которые формируют оптическое изображение и осветительные системы, преобразующие световые пучки от источников света.

Базовые оптические элементы[править | править вики-текст]

Также называются оптическими деталями. Исторически такими элементами являлись:

· линзы;

· призмы;

· зеркала;

· светофильтры.

В XIX веке эта тетрада была дополнена поляризаторами и дифракционными элементами (дифракционная решётка, эшелон Майкельсона).

В XX веке появились:

· элементы волоконной оптики (гибкие световоды);

· интерференционные элементы (как, например, узкополосные светофильтры и интерференционные зеркала);

· элементы голографической техники (например — толстослойные фотопластинки);

· элементы нелинейной оптики, (например — кристаллы, используемые для преобразования частоты света).

Принцип действия[править | править вики-текст]

Оптическая система предназначена для пространственного преобразования поля излучения до оптической системы (в «пространстве предметов») в поле после оптической системы (в «пространстве изображений»). Такое разделение «пространств» весьма условно, поскольку эти различные с точки зрения изменения структуры поля «пространства» могут в некоторых случаях (например при использовании зеркал) совпадать в трёхмерном физическом пространстве.

Преобразование поля из пространства предметов в пространство изображений производится, как правило, путем использования надлежащим образом осуществляемого явления интерференции излучения, определяющего структуру поля в пространстве предметов.^[2].

Такая организация и достигается путём использования имеющих определённую форму оптических элементов, действие которых проявляется в явлении преломления,отражения и рассеяния излучения. Физической причиной всех этих явлений является интерференция^[2].

Во многих случаях для объяснения действия оптического элемента вполне достаточно применения понятий о сущности этих явлений, без раскрытия роли интерференции, что позволяет описывать поле излучения его формализованной геометрической моделью, основанной на интуитивно понятном представлении о «луче света» и постулате о бесконечно малости длины волны излучения и оптической однородности среды, заполняющей всё пространство, в котором действуют законы геометрической оптики.

Но в случае, когда оказывается необходимым учитывать волновые свойства излучения и принимать во внимание сравнимость размеров оптического элемента с длиной волны излучения, геометрическая оптика начинает давать ошибки, что носит название дифракции^[2], по сути своей не являющейся самостоятельным явлением, а лишь той же интерференцией.

Параксиальное приближение [править | править вики-текст]

Даже в случае возможности пренебречь влиянием дифракции, геометрическая оптика позволяет с удовлетворительной точностью предсказать ход лучей в пространстве изображений лишь для тех из них, которые падают на рабочую поверхность очередного оптического элемента под малыми углами по отношению к оси и на малом расстоянии точки падения от оси параксиальные лучи.

В противном случае наблюдаются существенные отклонения хода луча, носящие название аберраций. Их роль может быть уменьшена за счёт усложнения оптической системы (добавления компонентов), отказа от использования сферических поверхностей и их заменой на поверхности образованные кривыми, описываемыми уравнениями более высокого порядка, что связано с существенным усложнением технологии их производства, а также расширения номенклатуры оптических сред в сторону создания прозрачных сред во все более широком спектральном диапазоне и имеющих все более высокие значения показателя преломления^[2]. В этом направлении действует специальная отрасль оптико-механической промышленности, исторически связанная с производством оптического стекла, а затем и другихоптических сред как аморфных, так и кристаллических. Здесь проявили себя такие специалисты как Шотт и Аббе, а в России — Гребенщиков, Лебедев и др.

Некоторые аберрации (например, хроматическая) проявляются и в параксиальных пучках.

Потери излучения за счет отражения [править | править вики-текст]

Блики из-за переотражений в линзах объектива

Граница двух оптических сред с разными показателями преломления всегда отражает какую либо часть излучения. Так поверхность стекла с показателем преломления 1,5 в воздухе отражает примерно 4 % света. Для снижения этих потерь используется просветление оптики, основанное на возникновении интерференционных эффектов в тонких слоях прозрачных материалов, наносимых на рабочие поверхности. Так, например, для сравнительно простых объективов типа Триплет илиТессар, имеющих 6 границ стекло/воздух, потери на отражение, без использования просветления, составили бы примерно 20 %. С потерями, как таковыми, еще можно было бы мириться, но отраженный свет, повторно отражаясь от других поверхностей, попадает на изображение и искажает его. Такие блики, даже несмотря на просветление, хорошо заметны на фотографиях, снятых против света.

Поглощение излучения [править | править вики-текст]

Кроме пространственного преобразования поля излучения любой оптический элемент всегда ослабляет его интенсивность за счёт потерь, вызванных поглощением излучения материалом, из которого сделан оптический элемент. Использование оптических материалов с минимальным показателем поглощения на длине волны излучения является чрезвычайно важным в волоконной оптике, на использовании которой основано создание волоконных линий связи.

В зеркальных и зеркально-линзовых оптических системах часть излучения поглощается на металлических зеркалах.

Ослабление интенсивности излучения в ряде случаев является полезным (например в солнцезащитных очках), тем более в случае избирательного поглощения излучения цветными светофильтрами.

В настоящее время стало также возможным усиление света за счёт использования внешнего источника энергии.

Примечания[править | править вики-текст]

10 дискретная оптика, линейка обьективов. Палитра оператора.

Дискретный объектив. Или как говорит молодежь (продвинутая) фикса, наверное от слова фиксированный. Это объектив с одним постоянным фокусным расстоянием. Чем же так хороши фиксы? Конечно тем, что у них постоянная диафрагма (дырка) и тем что они как правило значительно выигрывают в светосиле. И по цене дешевле чем хороший светосильный зум с постоянной диафрагмой.

Объекти́в — оптическая система, являющаяся частью оптического прибора, обращённая к объекту наблюдения или съёмки, и формирующая его действительное или мнимое изображение^[1]. В оптике рассматривается как равнозначное собирающейлинзе, хотя может иметь иной вид, например см. «Камера-обскура». Обычно объектив состоит из набора линз (в некоторых объективах — из зеркал), рассчитанных для взаимной компенсации аберраций и собранных в единую систему внутри оправы.

· Объективы применяются в фотоаппаратах, кинокамерах и видеокамерах, фотоувеличителях, микроскопах, телескопах, различных наблюдательных и измерительных приборах (см. «Геодезия»).

· В наблюдательных оптических приборах (дальномер, бинокль, микроскоп) объективом называется (порой весьма условно) первый компонент прибора, создающий изображение, рассматриваемое через окуляр. В этом случае объектив может представлять собой и рассеивающую линзу (так построены видоискатели многихдальномерных и шкальных фотоаппаратов), а образуемое им изображение может быть мнимым.

· В зависимости от назначения и устройства, в конструкцию объектива могут входить вспомогательные элементы: диафрагма, для управления количеством проходящего света, система фокусировки, фотографический затвор, внутренние и встроенные бленды.

Характеристики объективов[править | править вики-текст]

Основные [править | править вики-текст]

· Фокусное расстояние (и возможность его изменения) — расстояние от его оптического центра до плоскости сенсора (пленки) при условии, что объектив наведен на бесконечность. Измеряется в миллиметрах;

· Кратность зума объектива с переменным фокусным расстоянием — отношение большего фокусного расстояния к меньшему;

· Угол поля зрения объектива;

· Светосила;

· Максимальное относительное отверстие (иногда неправильно называемое светосилой);

· Уровень и характер оптических искажений (аберраций);

· Разрешающая способность;

· Тип байонета или диаметр резьбы для крепления к камере — для сменных фотографических или киносъемочных объективов.

Дополнительные и уточняющие [править | править вики-текст]

· Рабочий отрезок или рабочее расстояние — для сменных объективов. Расстояние между опорной плоскостью присоединительной оправы и фокальной плоскостью объектива. В большинстве случаев определяется типом байонета, имеет важное значение для резьбовых типов крепления (так. объективы сприсоединительной резьбой М39×1 выпускались и под рабочий отрезок 28.8 мм для дальномерных камер «Leica», «ФЭД», «Зоркий», и под рабочий отрезок 45.2 мм для зеркальных камер «Зенит»).

· Минимальное относительное отверстие (максимальное число диафрагмы, например 16 или 22) — определяется конструктивными особенностями диафрагмы.

· Минимальная дистанция фокусировки (МДФ), или максимальный масштаб макросъёмки для макрообъективов (например, 55 мм, 1:1) — определяется фокусным расстоянием и конструкцией оправы^{[ источник не указан 1632 дня ]}.

· Диаметр и шаг резьбы для присоединения светофильтров.

· Графики MTF (Модуляционная передаточная функция — уточняет разрешающую способность).

· Число линз и групп линз. Большее количество линз позволяет конструкторам рассчитать объектив с лучше исправленными аберрациями, однако уменьшает светопропускание и повышает риск паразитных переотражений, снижающих контраст изображения. Кроме того, большее число поверхностей, которые надо полировать, увеличивает себестоимость производства и ужесточает требования к точности изготовления каждой детали. Именно поэтому до сих пор с успехом применяются и будут применяться такие простые оптические схемы, как Тессар.

· Наличие асферических линз.

· Вид просветления.

· Конструкция и особенности оправы и байонета. Например, «Помповая» оправа (от сходства с помповым ружьём) — изменение фокусного расстояния и наводка на резкость осуществляется одним кольцом, осевое перемещение которого меняет фокусное расстояние, а поворотом осуществляется наводка на резкость. Более традиционным является наличие двух различных органов управления.

Классификация фотографических объективов[править | править вики-текст]

Изображение, полученное объективом «рыбий глаз»

· Штатный объектив — основной (наиболее часто используемый) объектив конкретного фотографа на конкретной камере. Часто штатным называют любой нормальный объектив.

Date: 2015-07-27; view: 450; Нарушение авторских прав