§ 35. Оптические и геометрические условия фототрансформирования

Для правильного фототрансформирования снимков необходимо, чтобы был выполнен ряд условий, обеспечивающих резкость и гео­метрическую корректность формируемого на экране изображения.

89

§ 35.1. Оптические условия фототрансформирования

Оптические условия фототрансформирования обеспечивают полу­чение на экране фототрансформатора резкого изображения.

Аэрофотосъемочные объективы рассчитывают для установки их на «бесконечность» и формирование изображения в главной фокаль­ной плоскости. Так как высота фотографирования многократно превы­шает гиперфокальное расстояние (§ 6, формула 1.6), то проектирую­щие лучи после прохождения через объектив всегда дают на негативе резкое изображение. В фототрансформаторе расстояния между объек­тивом, экраном и негативом малы, и в его конструкции должны быть предусмотрены средства для обеспечения резкости в плоскости экрана. /

Получение на экране фототрансформатора резкого изображения требуат соблюдения двух оптических условий, одно из которых оп­ределяется основной формулой оптики (1.1), а второе утанавливает взаимное положение плоскостей негатива, объектива и экрана.

Первое оптическое условие требует, чтобы основная формула оп­тики (1.1) оставалась справедливой для пары соответственных точек негатива и экрана, лежащих на главном оптическом луче. Заменяя в ней фокусное расстояние объектива фотоаппарата / на фокусное рас_: стояние объектива фототрансформатора F, будем иметь

— = — + —, (4.3)

F D d

где Dud- расстояния вдоль главного оптического луча от главной плоскости объектива до экрана и негатива соответственно.

Положив D = F + D'ud = F + d'H подставив эти значения в (4.3), получим:

JL - ¹ 1 ,

F~F + D'*F + d''

После приведения к общему знаменателю получим формулу Ньюто­на, используемую в конструкциях многих фотограмметрических прибо­ров для автоматического решения основной формулы оптики:

F¹ = D'd'. (4.4)

Для выполнения первого оптического условия в фототрансформа­торах используют так называемые масштабные инверсоры.

В дальнейшем будут полезны некоторые соотношения, вытекаю­щие из основной формулы оптики. Для их получения приведем выра­жение (4.3) к общему знаменателю:

Dd = Fd + FD.

90

Выразим D и d через фокусное расстояние фототрансформатора и коэффициент увеличения k_t, равный отношению D/d\

(4.5)

D = F(\ + k_t)₉ d = F(\ + \/k_t)

Выполнение первого оптического условия (4.3) или (4.4) обеспе­чивает получение резкого изображения в случае, если плоскости нега­тива (Р), объектива (К) и экрана (£) параллельны между собой. В дей­ствительности эти плоскости не параллельными точки а и & на экране оказываются размытыми (рис. 4.2). Для получения резкого- изображе­ния при наклонных плоскостях необходимо выполнить второе опти­ческое условие, известное в фотограмметрии как условие Чапского (или Шеймпфлюга), согласно которому для оптического сопряжения двух плоскостей пространства необходимо, чтобы линия их пересе­чения лежала в главной плоскости объектива R (рис. 4.3).

Таким образом, для получения на экране Е резкого изображения необходимо обеспечить выполнение основной формулы оптики в виде условия (4.3) или (4.4) вдоль главного оптического луча eSe° и пере­сечение плоскостей объектива, экрана и негатива по одной прямой.

Для выполнения второго оптического условия в фототрансформа­торах применяются так называемые перспективные инверсоры.

Обратим внимание, что главная точка схода i (рис. 4.3) есть про­екция бесконечно удаленных точек предметной плоскости (§ 16), и в соответствии с законами оптики лежит в главной фокальной плоско­сти объектива. В этом случае отрезок ik, являющийся кратчайшим расстоянием между главной фокальной плоскостью и главной плоско-

Рис. 4.2. Первое оптическое условие Рис. 4.3. Второе оптическое условие

обеспечивает резкость при парал- обеспечивает резкость при наклон-

лельных плоскостях ных плоскостях

91

стью объектива Su^ecTb не что иное как фокусное расстояние F объ­ектива фототрансформатора.