Этот курс изначально создавался для программистов нейросетей, которые уже имеют опыт работы с объективами. При трансляции его на хабру я много что дополнил и расширил, но всё равно, для всех статей курса, кроме первой, предполагается некоторый опыт работы с оптическими системами, который служит базой. Нельзя создавать хорошие системы технического зрения и не знать хотя бы основ оптики. То есть, конечно, можно, но результат будет примерно как IT-сервис от человека, ничего не понимающего в программировании...)
Последняя статья будет ещё сложнее, но её целевая аудитория - те, кто серьёзно занимается задачами технического зрения. Я её уже написал, сейчас идёт тестовая вычитка от знакомых специалистов разных направлений. Когда соберу обратную связь и доредактирую статью - выложу. Будет в течение месяца.
Как я понимаю, у вас сразу по ТЗ была комплексная задача, где нужно было поставить клиенту готовое коробочное решение "под ключ".
Вы успешно решили все задачи, от выбора сенсора до проектирования и изготовления корпуса.
Вопрос: сколько человек всего участвовало в проекте? Сейчас никто не держит под такие задачи отдельно конструктора-механика, электронщика, оптика, и несколько программистов под разные стеки. Интересно, интересно, насколько комплексные компетенции сейчас запрашивает рынок (актуально, чтобы "радовать" студентов).
Из своего опыта: сейчас даже гораздо более сложные изделия (от оптических приборов до токоограничивающих реакторов) делают по 2-4 человека, каждый из которых имеет компетенции сразу в нескольких областях.
Педагогические позиции авторов многих известных нам учебников математического анализа напоминают установки средневековых схоластов в диспутах и научных турнирах. Учащийся представляется таким авторам опытным противником, выискивающим слабые места в позиции учителя. Задача же педагога сводится к опровержению всех возможных возражений. В противоположность этому мы рассматриваем учащегося как друга, готового поверить педагогу и заинтересованного в первую очередь в том, чтобы побыстрее получить возможность использовать те новые приёмы, которым его научили.
Я.Б. Зельдович, И.М. Яглом. «Высшая математика для начинающих физиков и техников»
Выскажусь как инженер, то есть представитель профессии, которая по задумке должна использовать теоретические знания, такие, как высшая математика, для решения практических задач.
На практике преподавание высшей математики (не одного только матанализа) поставлено настолько плохо, что студенты имеют полное право забыть "эту дичь" сразу после зачёта. Никто никогда им не показывает ни единого мостика между выкладками вышмата и их практической специальностью. Соответственно, для них вышмат - какая-то чушь, которую почему-то надо выучить. В пределе это сводится к фразе "Я, б** что, обязан знать, что такое первая производная?!", которую как-то при мне произнёс уже не студент, а ведущий инженер-механик. Отличный диагноз высшей школе.
Вторая проблема описана в цитате. Теоретики (в плохом смысле) настолько зафиксировались на строгости доказательств, что нарушают принцип Парето и ради 20% редко встречаемых ситуаций неадекватно усложняют оставшиеся 80%. В пределе это выглядит так:
На уроке физики сидят восьмиклассники. Тема - скорость. Но вместо формулы V=S/t мы начинаем грузить их релятивистской физикой, добавляя выкладки из общей теории относительности с зависимостью массы от скорости, времени от скорости и т.д., и т.п. В итоге дети релятивистскую физику не поймут, но и не научатся более простому приближению, которое достаточно для решения 99% задач, которые встретятся им на практике.
Просто сравним два определения. Какое из них проще и понятнее?
Производная функции — это предел отношения приращения функции к приращению её аргумента при стремлении приращения аргумента к нулю.
Говорят, Ландау (который часто вступал в конфликт с преподавателями математики) хотел реформировать систему преподавания математики для физиков, но автокатастрофа помешала ему это сделать. Но проблема - бессмысленное усложнения ради ничего - осталась.
Если усложнять что-то просто "потому что так правильно" - это путь к тому, что ни поймут ни один из вариантов: ни строго-правильный, ни простой.
Здесь, на хабре, я написал курс оптики для технического зрения. В нём всё крутится вокруг школьной теории тонкой линзы, несмотря на то, что никакая реальная линза не соответствует тонкой, а сама правильная модель тонкой линзы вместо одной школьной плоскости состоит из двух главных плоскостей и четырёх базовых точек. Так правильно. Только вот объяснять через такую сложную модель - дикость.
Объяснять надо максимально просто, чтобы показать суть - даже если это упускает детали. Потом, при необходимости, можно добрать более сложную теорию, объясняющую нюансы.
В формуле 7х50 первое число - видимое увеличение. Второе - диаметр входного зрачка (в бинокле он равен диаметру первой линзы).
Соответственно, выходной зрачок БЕЗ глаза - 50/7 = 7,14 мм.
Но суть в том, что на такой входной зрачок невозможно нормально посчитать оптическую систему - аберрации окажутся слишком большими. Потому ставят зрачок 3-4 мм и смотрят, чтобы при дефокусировке качество сильно не уплывало.
Бывают окуляры, у которых входной зрачок формально большой, но при децентрировке качество резко падает до неприемлемого. В итоге ими можно пользоваться только на неподвижном приборе типа телескопа или микроскопа.
в сумерках зрачок глаза увеличивается, и в пределе может доходить до 8-9 мм
Насколько я помню, диаметр зрачка глаза 8 мм бывает разве что у детей и подростков лет до 12-14. Потом с возрастом он неуклонно снижается. 9 мм ни в одной книге не встречал. А производители иногда не чураются и больше писать.
Ещё мы помним про сумеречное число у биноклей, что в них изображение светлее, чем при наблюдении глазом. Ситуация со зрачком глаза даже 6 мм, на мой взгляд, встречается достаточно редко.
кодирующая диафрагма
Логика в том, что апертурная и полевая диафрагмы в объективе есть всегда, виньетирующие - практически всегда. А кодирующая - сами сказали, зверь специфический и новый, и работает она по принципу проекции (то есть как трафарет), чем несколько выбивается из логики диафрагм, непосредственно влияющих на формирование изображения.
Думаю, специфических диафрагм для решения специфических задач можно много добавить, но я решил не множить сущности. В черновике статьи был интересный факт про щелевую диафрагму спектрометра, но я подумал-подумал и просто его удалил:)
В зрительной трубе по схеме Кеплера, например, входной и выходной зрачок могут играть роль апертурной диафрагмы в равной степени
Вся статья крутится вокруг классических объективов, и я специально не включал в неё всё, что не относится к таким объективам напрямую - чтобы не добавлять лишнюю информацию. Я много работал с неоптиками и давно понял, что оптимально писать по принципу Паретто: 80% то, что часто встречается и просто объясняется, а 20% то, что не укладывается в упрощённую теорию. Лучше и вовсе не писать, чтобы не путать специалистов из других направлений.
В классическом объективе диаметры линз рассчитываются относительно одного-единственного положения апертурной диафрагмы.
Ещё упущено влияние формы апертурной диафрагмы на вид пятна при дефокусировке
Я намерено не включал в статью то, что не относится напрямую к техническому зрению. Потому ничего, что связано с художественной фотографией, я не добавлял. Да я и не фотограф :)
Процент расходов на ФОТ (зарплаты) в выручке/прибыли компании. Грубо говоря, какой долей прибыли руководство делится с работниками (относительно этого же процента в других странах и экономиках).
Вот, сфотографировал пример. Это фокальный узел телескопа, откуда вынут окуляр (то есть чёрная труба - пустая). В трубе висит изображение миры из коллиматора, который направлен встречно телескопу.
В пространстве, конечно, это смотрится лучше за счёт бинокулярного зрения. Мира "висит" примерно на сантиметровой глубине от внешнего среза чёрной трубки и выглядит ярче всякой голограммы. Но, в отличие от голограммы, мира видна только в узком пространственном конусе, куда выходят лучи, формирующие это изображение.
Негатив вызывает именно неумение интервьюеров оценивать кто перед ними. Не должен человек с опытом в 10+ лет рассказывать про типы данных в ЯП, на котором он пишет половину жизни.
Почему? Посмотрите с такого ракурса:
Как тут уже заметили, просто писать код - уровень мидла. Если сеньоров нанимают на должность сеньоров, где они будут проводить код ревью и объяснять джунам их ошибки, то сами сеньоры обязаны уметь объяснять любые темы, связанные с работой, простыми словами, а не "топ левел солюшн фича и иннер джой это короче такой джойн из энтитис на шардах" (это почти реальная цитата с собеса).
Мой друг, очень опытный программист и педагог, проводит собеседования в одну иностранную компанию на должность, прямо связанную с преподаванием (и это указано в вакансии). На собеседованиях приходят сеньоры из VK, Сбер и прочих топовых компаний и встречаются с такими вопросами "Смотрите, я ничего не знаю о программировании. Объясните мне, пожалуйста, что такое цикл / сортировка / ООП / [подставить базу из сферы, куда собеседуется человек]". Но оценивается не что говорит кандидат (очевидно, что все это знают), а как он говорит, как объясняет, насколько это будет понятно реальному трени или джуну.
Так что иногда "глупыми" вопросами проверяется не знание, а нечто другое.
Даже вне Москвы / СПб у инженеров не самых массовых специальностей зарплаты уже близкие к айтишным. Зарплата инженера-оптика 200-250-300 чистыми в регионах сейчас реальность (с тимлидством, но всё же). У знакомых электронщиков похожие суммы. Ещё выше Perycalypsis писал про 300-400 у схемотехника в Москве. Известные события сильно качнули рынок инженерных зарплат вверх.
Разница в том, что:
таких вакансий мало, нужно искать (в айти пока ещё найти такие цифры легче), часто - по профессиональному нетворкингу;
удалёнки нет;
надо быть специалистом выше среднего, чтобы подаваться на такие позиции.
Зато нет давления гигантской волны молодых и голодных джунов, грозящихся завтра стать мидлами. Высокий порог входа, отсутствие курсов и популярности специальностей, низкие зарплаты на старте и незнание, что там можно большие деньги получать.
А на деле много где можно большие деньги зарабатывать, просто IT самое распиаренное, да и путь в нём к высоким зарплатам всё-таки заметно быстрее и легче.
"На современных сенсорах IP-камер вся экспозиция лежит на цифровом затворе, и регулируемая диафрагма может понадобиться разве что для регулирования глубины резкости"
Не вводите людей в заблуждение :) Полно сенсоров, которые не могут отработать серьёзную яркость сцены, и приходится закрывать диафрагму, физически ограничивая световой поток на сенсор. Достаточно в летний ясный день вынести камеру на улицу, и некоторые уже не отрабатывают без диафрагмы. Лично был свидетелем, когда отвалилось управление диафрагмой, и пришлось на коленке городить светофильтр из тёмного полупрозрачного пластика, чтобы можно было дальше работать с объективом.
От закрытия диафрагмы в общем виде качество изображения увеличивается (до определённого предела) за счёт снижения влияния аберраций широких пучков, а также по мелочи астигматизма и кривизны изображения. Этот эффект отлично известен оптикам и фотографам. Просто в своих тестах вы либо использовали дешёвые объективы, изначальная резкость которых настолько низка, что этот эффект слабо заметен, либо разрешающая способность объективов и матриц сильно отличалась друг от друга (это часто бывает, обычно объектив может разрешить больше, чем матрица).
Не называйте наличие диафрагмы в объективах "архаичной технологией", это выглядит по-дилетантски хотя бы потому, что при всём развитии приёмников последних лет диафрагмы в объективы почему-то продолжают ставить.
Если злоумышленник попал в поле зрения и направил луч указки в объектив - он также засветит матрицу. Потому как с точки зрения оптической науки лазерный луч от указки идёт по пути т.н. главного луча, который проходит через центр апертурной диафрагмы и неизменно приходит на матрицу. Разве что фокусировка будет уже не перпендикулярна сенсору, что уменьшит термическое воздействие (пропорционально косинусу 4й степени отклонения от перпендикуляра).
Разница в пропускании хорошо просветлённого и непросветлённого стекла - порядка 4-5% (в зависимости от марки стекла, типа и качества покрытия и т.д.). Объективы просветляются на несколько длин волн (широкополосное просветление), фактически, разницы между длинами волн спектра при просветлении нет - 1-2%, не более. Посмотрите графики AR-покрытий по спектру.
Хроматизм положения не влияет на перефокусировку, перетяжка лазера многократно длиннее общей суммы хроматизма положения (микроны против миллиметров).
При повреждении лазерным излучением чувствительность фотодиодов не важна, т.к. идёт чисто термическое повреждение в зоне фокусировки, а чувствительность - это всего лишь КПД фототока.
"В итоге суммарно указки с синим и красным светом оказываются раз в пять-десять менее опасными для матриц, чем зелёный." - нет, они практически одинаковые.
Update от 2025: переформатировал шесть лекций в четыре.
Этот курс изначально создавался для программистов нейросетей, которые уже имеют опыт работы с объективами. При трансляции его на хабру я много что дополнил и расширил, но всё равно, для всех статей курса, кроме первой, предполагается некоторый опыт работы с оптическими системами, который служит базой. Нельзя создавать хорошие системы технического зрения и не знать хотя бы основ оптики. То есть, конечно, можно, но результат будет примерно как IT-сервис от человека, ничего не понимающего в программировании...)
Последняя статья будет ещё сложнее, но её целевая аудитория - те, кто серьёзно занимается задачами технического зрения. Я её уже написал, сейчас идёт тестовая вычитка от знакомых специалистов разных направлений. Когда соберу обратную связь и доредактирую статью - выложу. Будет в течение месяца.
Благодарю :) Такие статьи достаточно долго писать, приятно видеть, что они не уходят в пустоту)
Косвенный ущерб от простоя дорогого научного оборудования, время которого зарезервировано для работы конкретного аспиранта ха месяц вперёд.
Не знаю, как сейчас, но раньше любой астроном мог получить какое-то время на работу с телескопом Хаббл. Сколько стоит 5+минутный простой Хаббла?
Как я понимаю, у вас сразу по ТЗ была комплексная задача, где нужно было поставить клиенту готовое коробочное решение "под ключ".
Вы успешно решили все задачи, от выбора сенсора до проектирования и изготовления корпуса.
Вопрос: сколько человек всего участвовало в проекте? Сейчас никто не держит под такие задачи отдельно конструктора-механика, электронщика, оптика, и несколько программистов под разные стеки. Интересно, интересно, насколько комплексные компетенции сейчас запрашивает рынок (актуально, чтобы "радовать" студентов).
Из своего опыта: сейчас даже гораздо более сложные изделия (от оптических приборов до токоограничивающих реакторов) делают по 2-4 человека, каждый из которых имеет компетенции сразу в нескольких областях.
Выскажусь как инженер, то есть представитель профессии, которая по задумке должна использовать теоретические знания, такие, как высшая математика, для решения практических задач.
На практике преподавание высшей математики (не одного только матанализа) поставлено настолько плохо, что студенты имеют полное право забыть "эту дичь" сразу после зачёта. Никто никогда им не показывает ни единого мостика между выкладками вышмата и их практической специальностью. Соответственно, для них вышмат - какая-то чушь, которую почему-то надо выучить. В пределе это сводится к фразе "Я, б** что, обязан знать, что такое первая производная?!", которую как-то при мне произнёс уже не студент, а ведущий инженер-механик. Отличный диагноз высшей школе.
Вторая проблема описана в цитате. Теоретики (в плохом смысле) настолько зафиксировались на строгости доказательств, что нарушают принцип Парето и ради 20% редко встречаемых ситуаций неадекватно усложняют оставшиеся 80%. В пределе это выглядит так:
На уроке физики сидят восьмиклассники. Тема - скорость. Но вместо формулы V=S/t мы начинаем грузить их релятивистской физикой, добавляя выкладки из общей теории относительности с зависимостью массы от скорости, времени от скорости и т.д., и т.п. В итоге дети релятивистскую физику не поймут, но и не научатся более простому приближению, которое достаточно для решения 99% задач, которые встретятся им на практике.
Просто сравним два определения. Какое из них проще и понятнее?
Говорят, Ландау (который часто вступал в конфликт с преподавателями математики) хотел реформировать систему преподавания математики для физиков, но автокатастрофа помешала ему это сделать. Но проблема - бессмысленное усложнения ради ничего - осталась.
Если усложнять что-то просто "потому что так правильно" - это путь к тому, что ни поймут ни один из вариантов: ни строго-правильный, ни простой.
Здесь, на хабре, я написал курс оптики для технического зрения. В нём всё крутится вокруг школьной теории тонкой линзы, несмотря на то, что никакая реальная линза не соответствует тонкой, а сама правильная модель тонкой линзы вместо одной школьной плоскости состоит из двух главных плоскостей и четырёх базовых точек. Так правильно. Только вот объяснять через такую сложную модель - дикость.
Объяснять надо максимально просто, чтобы показать суть - даже если это упускает детали. Потом, при необходимости, можно добрать более сложную теорию, объясняющую нюансы.
Пожалуйста:)
Надеюсь до конца года доделать четвёртую статью (туда тоже надо добавить дополнительный материал, но меньше, чем в эту) и таки завершить курс.
Спасибо :)
В формуле 7х50 первое число - видимое увеличение. Второе - диаметр входного зрачка (в бинокле он равен диаметру первой линзы).
Соответственно, выходной зрачок БЕЗ глаза - 50/7 = 7,14 мм.
Но суть в том, что на такой входной зрачок невозможно нормально посчитать оптическую систему - аберрации окажутся слишком большими. Потому ставят зрачок 3-4 мм и смотрят, чтобы при дефокусировке качество сильно не уплывало.
Бывают окуляры, у которых входной зрачок формально большой, но при децентрировке качество резко падает до неприемлемого. В итоге ими можно пользоваться только на неподвижном приборе типа телескопа или микроскопа.
Спасибо :)
Насколько я помню, диаметр зрачка глаза 8 мм бывает разве что у детей и подростков лет до 12-14. Потом с возрастом он неуклонно снижается. 9 мм ни в одной книге не встречал. А производители иногда не чураются и больше писать.
Ещё мы помним про сумеречное число у биноклей, что в них изображение светлее, чем при наблюдении глазом. Ситуация со зрачком глаза даже 6 мм, на мой взгляд, встречается достаточно редко.
Логика в том, что апертурная и полевая диафрагмы в объективе есть всегда, виньетирующие - практически всегда. А кодирующая - сами сказали, зверь специфический и новый, и работает она по принципу проекции (то есть как трафарет), чем несколько выбивается из логики диафрагм, непосредственно влияющих на формирование изображения.
Думаю, специфических диафрагм для решения специфических задач можно много добавить, но я решил не множить сущности. В черновике статьи был интересный факт про щелевую диафрагму спектрометра, но я подумал-подумал и просто его удалил:)
Вся статья крутится вокруг классических объективов, и я специально не включал в неё всё, что не относится к таким объективам напрямую - чтобы не добавлять лишнюю информацию. Я много работал с неоптиками и давно понял, что оптимально писать по принципу Паретто: 80% то, что часто встречается и просто объясняется, а 20% то, что не укладывается в упрощённую теорию. Лучше и вовсе не писать, чтобы не путать специалистов из других направлений.
В классическом объективе диаметры линз рассчитываются относительно одного-единственного положения апертурной диафрагмы.
Я намерено не включал в статью то, что не относится напрямую к техническому зрению. Потому ничего, что связано с художественной фотографией, я не добавлял. Да я и не фотограф :)
Пожалуйста :)
Расскажите, как. Думаю, людям будет интересно.
Процент расходов на ФОТ (зарплаты) в выручке/прибыли компании. Грубо говоря, какой долей прибыли руководство делится с работниками (относительно этого же процента в других странах и экономиках).
Вы про Бюро1440?
Вот, сфотографировал пример. Это фокальный узел телескопа, откуда вынут окуляр (то есть чёрная труба - пустая). В трубе висит изображение миры из коллиматора, который направлен встречно телескопу.
В пространстве, конечно, это смотрится лучше за счёт бинокулярного зрения. Мира "висит" примерно на сантиметровой глубине от внешнего среза чёрной трубки и выглядит ярче всякой голограммы. Но, в отличие от голограммы, мира видна только в узком пространственном конусе, куда выходят лучи, формирующие это изображение.
Почему? Посмотрите с такого ракурса:
Как тут уже заметили, просто писать код - уровень мидла. Если сеньоров нанимают на должность сеньоров, где они будут проводить код ревью и объяснять джунам их ошибки, то сами сеньоры обязаны уметь объяснять любые темы, связанные с работой, простыми словами, а не "топ левел солюшн фича и иннер джой это короче такой джойн из энтитис на шардах" (это почти реальная цитата с собеса).
Мой друг, очень опытный программист и педагог, проводит собеседования в одну иностранную компанию на должность, прямо связанную с преподаванием (и это указано в вакансии). На собеседованиях приходят сеньоры из VK, Сбер и прочих топовых компаний и встречаются с такими вопросами "Смотрите, я ничего не знаю о программировании. Объясните мне, пожалуйста, что такое цикл / сортировка / ООП / [подставить базу из сферы, куда собеседуется человек]". Но оценивается не что говорит кандидат (очевидно, что все это знают), а как он говорит, как объясняет, насколько это будет понятно реальному трени или джуну.
Так что иногда "глупыми" вопросами проверяется не знание, а нечто другое.
Даже вне Москвы / СПб у инженеров не самых массовых специальностей зарплаты уже близкие к айтишным. Зарплата инженера-оптика 200-250-300 чистыми в регионах сейчас реальность (с тимлидством, но всё же). У знакомых электронщиков похожие суммы. Ещё выше Perycalypsis писал про 300-400 у схемотехника в Москве. Известные события сильно качнули рынок инженерных зарплат вверх.
Разница в том, что:
таких вакансий мало, нужно искать (в айти пока ещё найти такие цифры легче), часто - по профессиональному нетворкингу;
удалёнки нет;
надо быть специалистом выше среднего, чтобы подаваться на такие позиции.
Зато нет давления гигантской волны молодых и голодных джунов, грозящихся завтра стать мидлами. Высокий порог входа, отсутствие курсов и популярности специальностей, низкие зарплаты на старте и незнание, что там можно большие деньги получать.
А на деле много где можно большие деньги зарабатывать, просто IT самое распиаренное, да и путь в нём к высоким зарплатам всё-таки заметно быстрее и легче.
"На современных сенсорах IP-камер вся экспозиция лежит на цифровом затворе, и регулируемая диафрагма может понадобиться разве что для регулирования глубины резкости"
Не вводите людей в заблуждение :) Полно сенсоров, которые не могут отработать серьёзную яркость сцены, и приходится закрывать диафрагму, физически ограничивая световой поток на сенсор. Достаточно в летний ясный день вынести камеру на улицу, и некоторые уже не отрабатывают без диафрагмы. Лично был свидетелем, когда отвалилось управление диафрагмой, и пришлось на коленке городить светофильтр из тёмного полупрозрачного пластика, чтобы можно было дальше работать с объективом.
От закрытия диафрагмы в общем виде качество изображения увеличивается (до определённого предела) за счёт снижения влияния аберраций широких пучков, а также по мелочи астигматизма и кривизны изображения. Этот эффект отлично известен оптикам и фотографам. Просто в своих тестах вы либо использовали дешёвые объективы, изначальная резкость которых настолько низка, что этот эффект слабо заметен, либо разрешающая способность объективов и матриц сильно отличалась друг от друга (это часто бывает, обычно объектив может разрешить больше, чем матрица).
Не называйте наличие диафрагмы в объективах "архаичной технологией", это выглядит по-дилетантски хотя бы потому, что при всём развитии приёмников последних лет диафрагмы в объективы почему-то продолжают ставить.
Именно так :)
Если злоумышленник попал в поле зрения и направил луч указки в объектив - он также засветит матрицу. Потому как с точки зрения оптической науки лазерный луч от указки идёт по пути т.н. главного луча, который проходит через центр апертурной диафрагмы и неизменно приходит на матрицу. Разве что фокусировка будет уже не перпендикулярна сенсору, что уменьшит термическое воздействие (пропорционально косинусу 4й степени отклонения от перпендикуляра).
У вас как-то всё перепутано...
Разница в пропускании хорошо просветлённого и непросветлённого стекла - порядка 4-5% (в зависимости от марки стекла, типа и качества покрытия и т.д.). Объективы просветляются на несколько длин волн (широкополосное просветление), фактически, разницы между длинами волн спектра при просветлении нет - 1-2%, не более. Посмотрите графики AR-покрытий по спектру.
Хроматизм положения не влияет на перефокусировку, перетяжка лазера многократно длиннее общей суммы хроматизма положения (микроны против миллиметров).
При повреждении лазерным излучением чувствительность фотодиодов не важна, т.к. идёт чисто термическое повреждение в зоне фокусировки, а чувствительность - это всего лишь КПД фототока.
"В итоге суммарно указки с синим и красным светом оказываются раз в пять-десять менее опасными для матриц, чем зелёный." - нет, они практически одинаковые.