Комментарии 38
Думал я многое знаю о фотографии, но после этой статьи понял, что не знал почти ничего :)
Спасибо за очень интересный материал! Хабр — торт!
Спасибо, очень приятно слышать :). Я задумал эту статью еще несколько лет назад, но долго откладывал ее написание. А тут увидел довольно унылый материал на Хабре на тему объективов и это меня подтолкнуло все же ее доделать и опубликовать. Тем более что завтра я ложусь на небольшую но операцию и хотелось по максимуму хвосты перед этим подтянуть :)
Унылый материал? Вот почему вы ко мне прицепились и продолжаете поливать помоями, на этот раз заочно. Неудивительно, что в вашей карме соотношение отрицательных отзывов к положительным 3 к 1. Злой вы человек.
Радует, что честно написали, что не оптик: "довольно интересная история, но, увы, находящаяся далеко за пределами моих познаний чтобы я мог ее содержательно рассказать". Откуда же у вас такая самоуверенность в чужой области? Вряд ли вы делали вживую что-то сложнее, чем диафрагмирование объектива сердечком, это чувствуется по тексту.
Вы сами открыли конфликт. Каждый может прочитать наши статьи, проглядеть комментарии и самостоятельно сделать вывод, кто есть кто.
P.S. В вашей статье ряд фактических ошибок, вы скомпилировали её из разных по качеству источников. Можно начать перечислять их, доказывая ошибочность ссылками на профильные книги, рецензируемые научные статьи и прочие источники классом выше, чем Википедия. Надо?
Я прямо и открыто написал в комментариях к вашей статье что там написан набор стандартных и довольно заезженных утверждений которые публиковались уже много раз. Остаюсь при своем мнении. И мне не очень понятно как я могу "поливать помоями" кого либо не упоминая ни вас ни вашу статью.
Конфликт открыли вы неадекватно отреагировав на критику и перейдя на личности. Вам есть что сказать по теме статьи? Пишите в комментариях, они именно для этого здесь и существуют. Вместо этого вы занимаетесь какой то хренью.
конечно надо, а как еще? список ошибок, можно без ссылок, главное - с разбором и правильными вариантами. будьте любезны
К сожалению, без ссылок это "мнение против мнения". Ссылки на статьи из интернета тоже имеют малый вес, ибо нет гарантии, что автор не ошибается сам. По крайней мере, в оптических статьях в сети довольно много неточностей (не прямо уж грубых ошибок, они всё же редки, а именно неточностей).
К терминам и формулировкам придираться не буду (за исключением случаев, когда неверный термин приводит к ошибке в понимании).
Ссылаться буду на одну из настольных книг советских и российских оптиков - "Теорию оптических приборов" профессора В.Н. Чуриловского. Скачать можно здесь.
Однако привычное нам из школьного курса сведение объектива к "тонкой линзе" на самом деле не отвечает на массу практических вопросов.
Тонкая линза (точное название - идеальная оптическая система) - математическая модель, разработанная Гауссом (тем самым) для упрощённого расчёта хода в линзах (до Гаусса всегда считали преломления по поверхностям реальных радиусов). Эта модель способна ответить на все вопросы, связанные с габаритным расчётом оптических систем, включая иммерсионную, телецентрическую, сверхширокоугольную оптику и даже первоначальный расчёт аберраций - если уметь ею пользоваться (особенно полной моделью, с двумя главными плоскостями Н и Н', а также главными и узловыми точками.). Предлагаю открыть вышеупомянутую книгу, пролистать (прокрутить колёсиком) её по диагонали и убедиться, что все объяснения даже для сложных оптических систем не выходят за пределы модели тонкой линзы. До появления мощных компьютеров всю оптику так и считали, заменяя реальные линзы тонкими. Это называется "габаритный расчёт".
Использование диафрагм также входит в раздел идеальной оптической системы а-ка тонкой линзы, в раздел об ограничении пучков реальными габаритами оптических элементов (третью статью пишу как раз об этом, о трёх типах диафрагм и четырёх причинах виньетирования).
Вы ввели общественность в заблуждение, написав, что модель тонкой линзы не позволяет вести оптических расчёты нестандартных объективов.
В своей статье я привёл упрощённую (школьную) модель тонкой линзы, которая закрывает 100% всех потребностей в оптических прикидках для тех, кто не занимается оптикой профессионально. Если вы используете готовые объективы, душнить полной моделью нет смысла.
Например как удается создавать объективы с ортографической проекцией применяемые в системах технического зрения?... попробуйте-ка это объяснить оперируя исключительно в терминах "тонкой линзы
Пусть это попробует профессор Чуриловский. Уверен, у него получится.
Спойлер: получилось. Рисунок "б"
Очень красивую визуализацию телецентрического хода лучей можно посмотреть на ютубе.
Но можно сослаться и на более авторитетного человека - на вас :) Ибо между вашим тезисом о неприменимости тонкой линзы и рисунками телецентрических объективов вы используете для объяснения... исключительно модель тонкой линзы (за исключением упоминания модели пинхол-камеры, которую при этом ни до, ни после не используете для объяснений).
А теперь о хорошем. Вам удалось объяснить построение телецентрического изображения, не вводя понятия главного луча. Получилось дольше и сложнее, но тем не менее, задача решена, моё почтение, без шуток :) Это напоминает олимпиадные задачи типа "найти площадь криволинейной фигуры, не используя понятия интеграла".
К сожалению, без ссылок это "мнение против мнения". Ссылки на статьи из интернета тоже имеют малый вес, ибо нет гарантии, что автор не ошибается сам. По крайней мере, в оптических статьях в сети довольно много неточностей (не прямо уж грубых ошибок, они всё же редки, а именно неточностей).
К терминам и формулировкам придираться не буду
Если вам нужна "ссылка на авторитетный источник" чтобы доказать что-то вместо того чтобы показать ошибку самостоятельно, то это уже практически всегда "спор о терминах и формулировках"
особенно полной моделью, с двумя главными плоскостями Н и Н'
В частности ваша "полная модель" в подавляющем большинстве источников называется "моделью (идеальной) толстой линзы" и об этом в статье я рассказываю буквально в следующем абзаце. То есть вы как обычно берете какое-то свое определение а затем возмущаетесь тем что "я ввожу общественность в заблуждение", ага. Если вы возьмете например учебник "Мешков И. Н., Чириков Б. В. Электромагнитное поле" то там это разделение проведено вполне недвусмысленно
§ 89. ЭЛЕМЕНТЫ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ. ТОНКАЯ ЛИНЗА
§ 90. ТОЛСТАЯ ЛИНЗА
Вы желаете использовать другой учебник, с другими определениями? Ради бога, но не надо из этого раздувать истерику требуя чтобы использовали именно ваше, тем более что я делаю прямую отсылку к школьной программе где никакого разделения на две главные плоскости нет.
Использование диафрагм также входит в раздел идеальной оптической системы а-ка тонкой линзы
При этом что характерно в вашей собственной статье про объективы про влияние диафрагмы на объектив не сказано практически ничего, хотя от этого зависит даже то какая будет перспектива у объектива. В этом собственно и состояла одна из моих претензий к вашей статье.
Ответ предлагается найти, используя модель идеальной оптической системы (а-ка тонкой линзы). Попробуйте решить без гугла:)
Этот ответ в буквальном смысле есть в моей статье, введите в поле поиска "номинально она имеет бесконечно большое фокусное расстояние" и убедитесь в этом
Кстати, предлагаю хитрую загадку, какие встречаются в олимпиадах по оптике:
В статье описан бителецентрический объектив и его преимущества. Чему равно фокусное расстояние такого объектива?
Ответ предлагается найти, используя модель идеальной оптической системы (а-ка тонкой линзы). Попробуйте решить без гугла:)
"Тонкая линза" влияет на лучи света проходящие через нее по трем простым правилам:
Линза переводит пучок прямых проходящих через одну точку в пучок прямых тоже проходящих через одну точку
Лучи проходящие через центр линзы никогда не меняются
Лучи проходящие через любую фокальную точку переходят при прохождении главной плоскости в лучи параллельные оси линзы
Последнее утверждение некорректно, т.к. следуя ему, невозможно построить ход лучей в отрицательной линзе (да и в положительной тоже, если луч в пространстве предметов не проходит через передний фокус линзы) Посмотрите на вашу же картинку "Изображение, строимое тонкой вогнутой линзой", там ни один луч не проходит через точки фокусов.
Корректные правила построения изображения в тонкой линзе звучат (с некоторыми упрощениями) так:
Луч, идущий параллельно оптической оси (либо его продолжение), после прохождения линзы проходит через её задний* фокус.
Луч, проходящий через центр линзы, не преломляется.
Изображение лежит в точке пересечения лучей, вышедших из одной точки предмета.
Линейные размеры изображения при этом пропорциональны линейным размерам самого объекта, но меньше (или больше) оригинала в
раз.
Это формула линейного увеличения. Она верна только в случае, когда предмет бесконечно тонкий и лежит в плоскости, перпендикулярной оптической оси. Во всех остальных случаях формула некорректна. Наклоните предмет относительно оси, и размеры изображения перестанут подчиняться формуле. Смотрите, как деформируется изображение:
Корректные правила построения изображения в тонкой линзе звучат (с некоторыми упрощениями) так:
Да, это корректное уточнение, спасибо за уточнение, я поправлю статью
Это формула линейного увеличения. Она верна только в случае, когда предмет бесконечно тонкий и лежит в плоскости, перпендикулярной оптической оси.
То что рассматривается именно этот случае в статье написано. Необходимости в чем-то кроме линейного увеличения для целей статьи просто нет.
...лучи света в них падают на сенсор почти перпендикулярно, что является существенным бонусом для современных цифровых сенсоров, которые плохо улавливают свет, падающий на них под углом.
Это утверждение ошибочно. Производители сенсоров ребята неглупые, они знают, что классический (нетелецентрический) объектив (коих на рынке 99%) строит изображение так, что на края сенсоров лучи падают под наклоном. Так что для компенсации этого явления они вводят сдвиг микролинз (microlens shift) и пишут в спецификациях параметр оптимального угла падения главного луча (peak response incidence angle) как информацию для расчётчиков оптических систем под их сенсоры:
Проще говоря, микролинзы при перемещении от центра к краю постепенно сдвигаются так, чтобы оптимально улавливать именно лучи, падающие на сенсор под углом. Затемнение на краях кадра появляется по совсем другим причинам.
Телецентрический (в пространстве изображений) объектив корректно работает только с сенсором, созданным для телецентрической оптики. При работе с обычным сенсором светотехнические преимущества такого объектива уменьшаются, а то и вовсе исчезают.
Телецентрические объективы - это специализированная группа оптики, используемая не для необычных фотографий, а для решения технических задач (конкретно - оптических измерений с нивелированием ошибки из-за погрешности масштаба изображений в пределах глубины резкости). Соответственно, их предназначение - именно на уровне оптической схемы (в тонких линзах) принципиально устранить ошибку масштаба. Освещение сенсора под прямым углом идёт лишь как приятный бонус.
В этот момент читатель наверное задумается - если эти линзы обладают такими необыкновенными свойствами, то почему он никогда не встречал их в жизни?
Эти объективы решают узкую группу задач и обладают не только достоинствами, но и недостатками, о которых вы пишете (виньетирование) и не пишете (бителецентрический объектив имеет только одну плоскость наводки и может работать лишь в пределах своей глубины резкости). Соответственно, выпускаются малыми партиями, потому очень дороги. Никто не мешает прицепить телецентрический объектив к фотокамере и делать интересные макрофото, но коммерческий выпуск такого типа фотообъективов в силу их специфики не окупится - из-за особенностей технологии производства линз, стоимость оптики сильно зависит от величины партии. Так что причина не в оптике, а в экономике.
Проще говоря, микролинзы при перемещении от центра к краю постепенно сдвигаются так, чтобы оптимально улавливать именно лучи, падающие на сенсор под углом.
Это хорошее уточнение и дополнение.
Телецентрический (в пространстве изображений) объектив корректно работает только с сенсором, созданным для телецентрической оптики
Верно. Но у него есть одно большое достоинство - все телецентрические объективы одинаковы и один сенсор подходит к самым разным объективам тогда как если подстраивать сенсор к конкретному объективу, то и работать он будет идеально только с этим конкретным объективом. Исходя из этого Olympus создала под цифровую фотографию целую систему объективов Four Thirds с изначально заложенным в нее требованием image-side telecentic.
бителецентрический объектив имеет только одну плоскость наводки и может работать лишь в пределах своей глубины резкости
Если Вы имеете в виду что бителецентрический объектив нельзя перефокусировать то это не так.
Рад, что вы признали своё несовершенство и к третьему комментарию стали общаться корректно:)
Отвечу на претензию по существу:
...в вашей собственной статье про объективы про влияние диафрагмы на объектив не сказано практически ничего, хотя от этого зависит даже то какая будет перспектива у объектива. В этом собственно и состояла одна из моих претензий к вашей статье.
В оптическом образовании всегда сначала даётся идеальная линза и формулы отрезков, а только потом на этой базе объясняются диафрагмы (апертурная, полевая и виньетирующая). Обратите внимание, у меня в самом начале заявлен цикл статей, и порядок выдачи информации в них продуман, как и наполненность.
Логика такая: вы вот много внимания уделили телецентрическому объективу, но при этом вряд ли на всей хабре найдётся и пяток людей, которые с ним работали, так что писать о нём (ровно как и о многих других необычных оптических системах) я не буду. Я публикую не научно-популярную статью, а краткий курс, написанный на базе часто встречаемых оптических задач в области CV. Информация туда отобрана по принципу Парето.
Но приятно, что в итоге получилось пообщаться конструктивно. За сим считаю конфликт исчерпанным и откланиваюсь :)
Отличная статья. Спасибо!
З.Ы. камера смартфона удивила. Теперь бы ещё узнать, как именно сферические аберрации компенсируются
Проще всего софтово.
Сферические аберрации невозможно весьма проблематично исправить софтово. Хроматические - те да, в цифровых фото стали нередко убирать программно.
Рыбоглазить же запросто софтом можно
Фишай это дисторсия объектива, сферическая аберрация это когда края линзы и центр имеют немного разное фокусное расстояние. Поскольку единой точки фокуса нет то изображение невозможно сфокусировать на открытой апертуре, оно остаётся размытым даже в фокусе. А дисторсию да, нередко компенсируют программно..
Все аберрации компенсируются по большей части подбором комбинаций линз, их радиусов, расстояний между линз и марок стёкол - потому в объективах много линз. Реже и в специфических системах - свойствами самих систем (симметрией систем, положением апертурной диафрагмы и т.д.)
Для полной тортовости статьи не хватает упоминания тилт-шифта, но про это на Хабре уже подробно писали.
Отличная статья, но было бы еще лучше, если бы не было издевательств в виде упоминания синих объектов на картинке, где из синего только линия, показывающая местоположение линзы...
"А значит мы можем проверить нашу теорию на практике вырезав в черной бумаге небольшое отверстие какой-нибудь интересной формы и закрыв им переднюю линзу объектива
На выходе с таким фильтром можно сделать например такую фотографию
Берём насадку-"слайд" для лазерной указки, смотрим сквозь неё не несколько точечных источников света, получаем похожий эффект. Но там это способом, аналогичным голографии, достигнуто.
Ух, статья чудо как хороша, о многом даже не догадывался или понимал неправильно.
Пришла такая идея в голову: современные светосильные объективы с молниеносным приводом диафрагмы вполне бы могли симулировать APD во время съемки.
На практике это возможно, думаю, даже DIY:
Берем современную БЗК камеру с переходником под старую оптику. Например, беззеркалку Canon с переходником под EF оптику.
Врезаемся в SPI интерфейс между камерой и объективом.
Выдержка вроде где то там пробегает по интерфейсу, диафрагму знаем, рассчитать не так сложно. Единственное что, фокус прокатин на выдержках не короче 1/250.
Олимпус (ныне OM-systems) просто обожает всякие фичи впиливать в камеры, типа увеличение разрешения за счёт микросдвига матрицы и т.п.
Для Кэнонов же есть альтернативный софт, который записывается прямо на флешку и позволяет гибко управлять всеми параметрами съёмки (для старых камер - Canon CHDK, для новых - Magic Lantern).
Безусловно, торт! Одна из лучших статей за этот год, по моему мнению.
немного душно, чтобы уместиться и в вертикальном и в горизонтальном положении? кадра
Очень интересный материал, но очень сложно читать из-за тотального отсутствия обособления деепричастных и других оборотов запятыми.
Хотелось бы дополнить такую замечательную статью этой ссылкой:
https://ciechanow.ski/cameras-and-lenses/
Там множество интерактивных демонстраций оптических принципов, в которых можно менять параметры и сразу видеть, как меняется результат.
Sony запатентовала, и вроде даже делает попытки создать вогнутую матрицу. По идее она должна сократить количество аберраций. Только когда это всё появится в реальных продуктах..
спасибо очень интересно! всегда хотел сделать свой объектив, много интересного в этой области узнал от вас!
А про ортографическую проекцию где?
обскура частного сол.затмения через дуршлаки
Ортографическая проекция в фотографии и прочие интересные фокусы с объективами