- •Практикум по акс часть 1 для студентов ГиДз курс 2
- •Лаб.Работа1. Построение оптического изображения
- •Геометрическая оптика.
- •Физическая оптика
- •Линза и система линз
- •Построение оптического изображения
- •Лаб. Работа2. Параметры и характеристики объективов
- •Главное фокусное расстояние объектива.
- •2. Диапазон относительных отверстий
- •3. Светосила
- •4. Угол поля зрения
- •5. Разрешающая спообность (сила) объектива.
- •Лаб. Работа3. Изучение аналогового негативно-позитивного процесса
- •1. Строение галоидосеребряных фотографических материалов.
- •2. Образование скрытого изображения.
- •3. Процесс проявления.
- •3.1. Состав проявляющего раствора.
- •3.2. Факторы, влияющие на процесс проявления.
- •4. Фиксирование проявленного изображения.
- •Экспозиция. Треугольник экспозиции: диафрагма, выдержка, светочувствительность (iso)
- •Лаб. Работа4. Светотехнические единицы
- •Лаб. Работа5. Изучение цфк
- •1. Принцип получения цифрового изображения
- •2. Устройство цифрового фотоаппарата
- •3. Светоприемное устройство (устройства фиксации изображения)
- •4. Процессор
- •5. Аналого-цифровой преобразователь
- •6. Карты памяти
- •Лаб. Работа6. Градационные характеристики светочувствительных приемников.
- •1. Сенситометрическая аппаратура. Сенситометр фср-41.
- •1.1. Вычисление экспозиций в сенситометре
- •1.2. Получение сенситограмм
- •2. Сенситометрическая аппаратура. Денситометр дп-1.
- •3.Определение основных сенситометрических параметров фотоматериала.
- •3.1. Сенситометрический бланк
- •3.2. Построение характеристической кривой
- •3.3. Определение плотности вуали d0.
- •3.4. Определение числа светочувствительности
- •3.5. Определение коэффициента контрастности γ
- •3.6. Определение фотографической широты Lф
- •Лаб. Работа7. Определение динамического диапазона цфк
- •Характеристики цфк и изображений, полученных ими
- •1. Формат хранения изображений
- •2.Формат матрицы и размер пикселя
- •3. Оптическое разрешение и разрешающая способность
- •4. Шумы матриц
- •5. Чувствительность матрицы
- •6. Динамический диапазон матрицы
- •7. Глубина цвета
- •Лаб. Работа8. Определение разрешающей способности фотопленки
- •1.Тест-объект
- •2. Резольвометр рп-2м
- •3. Проведение испытаний.
- •3.1. Подготовка резольвометра к работе.
- •3.2. Порядок работы на приборе.
- •3.3. Порядок резольвометрических измерений.
- •Лаб. Работа9. Разрешающая способность изображения, полученного цфк.
- •Лаб. Работа10. Влияние контраста объекта и светочувствительности цфк на разрешающую способность изображения.
3. Оптическое разрешение и разрешающая способность
В традиционной фотографии разрешение определяется максимальным количеством раздельно передаваемых штрихов, приходящихся на 1 мм изображения. В цифровой фотографии разрешение определяется количеством точек в изображении. Чем выше разрешение, тем меньшие детали объекта способна передать фотокамера.На разрешающую способность цифрового изображениявлияют характеристики оптики, свойства ЭОП, программные преобразования, производимые процессором ЦФК. Определяется стандартно - путем съемки тест-объектов, как предельная пространственная частота, воспроизводимая ЦФК.
Для матриц вводятся понятия «оптическое разрешение» и «интерполяционное разрешение».
Оптическое разрешение матрицыхарактеризует шаг дискретизации фиксируемого изображения. Оптическое разрешение выражается в пикселях на дюйм,ppi(pixelsperinch).
Оптическое разрешение фотоматрицы задают двумя способами:
- ее размером в пикселях по горизонтали и по вертикали;
- общим количеством пикселей, которые она содержит. Например: изображение 1600х1200 пикселей или 1.92 млн. пикселей.
Увеличение оптического разрешения достигают или увеличением размеров ПЗС-матрицы, или уменьшением размеров ячейки.
Большинство любительских фотоаппаратов имеют разрешение 8-10 млн пикселов. Для сравнения, оптическое разрешение человеческого глаза составляет порядка 120 млн пикселов, традиционные 35-мм слайды, по разным оценкам, содержат от 10-20 млн элементов изображения.
Интерполяционное разрешение– это программное повышение оптического разрешения. Оно не повышает степень детализации изображения, а лишь понижает его зернистость. При интерполяции ПЗС-матрица считывает графическую информацию на пределе своего оптического разрешения. После этого каждый пиксель изображения разбивается на несколько более мелких пикселей, которым присваиваются усредненные значения цвета соседних, реально считанных пикселей.
4. Шумы матриц
Темновой токскладывается из электронов, попавших в яму при полном отсутствии светового потока, является следствием термоэлектронной эмиссии и возникает в ПЗС-элементепри подаче потенциала на электрод, под которым формируется потенциальная яма. Если световой поток слаб, то величина фототока может быть меньше, чем величина темнового тока. Именно это ограничивает порог чувствительности. Зависимость темнового тока от температуры сенсора: при нагревании матрицы на 90С её темновой ток возрастает в два раза. Название «темновой» обусловлено тем, что данный паразитный заряд образуется «просочившимися» в яму электронами, созданными не фотоэффектом, а термоэлектронной эмиссией, при его накоплении световые лучи не падали на поверхность сенсора.
Тепловой шум -явление обусловлено хаотичным движением носителей заряда в толще полупроводника, которое не прекращается и при отключении потенциала, подаваемого на электрод. Блуждая в материале матрицы, электроны либо дырки, в конце концов, притягиваются потенциальной ямой и оседают в нейпри закрытом затворе и при отсутствии потенциала. При считывании сигнала паразитные заряды добавляются к заряду пикселя, искажая его истинное значение. При "длинной" выдержке их становится больше.
В каждом ПЗС-элементе уровни темнового тока и теплового шума не такие, как в соседних пикселях. Поэтому степень искажения фототоков паразитными зарядами распределена по матрице хаотическим образом. Это ведёт к появлению у каждого отдельного сенсора присущего только ему шума фиксированного распределения, выражающегося в виде раскиданных по всему кадру пикселей постороннего цвета. Особенно сильно наблюдаются шумы в тенях.
Физический размер матрицы и размер каждого пикселя в отдельности значительно влияют на кол-во шумов. Чем больше физический размерматрицы, тем больше ее площадь и тем больше света на нее попадает, в результате чего полезный сигнал матрицы будет сильнее и соотношение сигнал / шум будет лучше. Это позволяет получать более яркую, качественную картинку с естественными цветами. Так же при большом размере каждого отдельного пикселя, слой изоляции, разделяющий пиксели друг от друга, толще и меньше зарядов ее пробивает, т.е. токов утечки меньше, а соответственно шумов меньше.
Аналогом шумов ПЗС-матрицы у пленок является зернистость.