F Měření rozlišovcí schopnosti optických soustv Úkoly :. Měření rozlišovcí schopnosti fotogrfických objektivů v závislosti n clonovém čísle. Měření hloubky ostrosti fotogrfických objektivů v závislosti n clonovém čísle 3. Měření rozlišovcí schopnosti digitálního fotoprátu v závislosti n clonovém čísle 4. Měření hloubky ostrosti digitálního fotoprátu v závislosti n clonovém čísle Rozlišovcí schopnost poskytuje kritérium kvlity optických přístrojů informuje o rozměru nejmenších vnímtelných detilů předmětu, který je zobrzován určitou optickou soustvou (npř.fotogrfickým objektivem). Různě jemné struktury předmětu jsou zobrzeny s různým kontrstem kontrst obrzu bude nižší nežli kontrst předmětu, přičemž některé struktury předmětu nemusí být optickou soustvou vůbec rozlišeny. Rozlišovcí schopnost závisí n prmetrech optické soustvy osvětlení (clonové číslo, berce, typ vlnová délk záření, ). Pro určení rozlišovcí schopnosti fotogrfických přístrojů se používá různých typů testových obrzců, které umožňují chrkterizovt čárové struktury předmětu s různou prostorovou frekvencí R (čáry/mm).
Při zobrzení těchto struktur pomocí fotogrfického přístroje (objektiv resp. objektiv+záznmové médium) získáme v obrzové rovině obrz testu, který můžeme vyhodnotit vizuálně (npř.pomocí mikroskopu) nebo n počítči (při použití digitálního fotoprátu). Pro ověřování rozlišovcí schopnosti se tedy fotoprát umístí do odpovídjící vzdálenosti od testového obrzce. Testový obrzec se fotogrfuje kolmo. Při testování smotného objektivu se použije pomocný mikroskop, kterým se pozoruje vytvořený obrz testu v obrzové rovině objektivu. testový obrzec fotogrfic ký přístroj mikroskop N zákldě vyhodnocení obrzu lze určit, které struktury (s jkou prostorovou frekvencí) v horizontálním resp. vertikálním směru jsou ještě rozezntelné. Výrzný vliv n rozlišovcí schopnost bude mít mír zclonění objektivu. ontrst, se kterým bude předmět zobrzen (tj. s jkým kontrstem budou zobrzeny jednotlivé struktury předmětu, chrkterizovné prostorovou frekvencí R, udnou počtem čr n jednotku délky) určuje tzv. funkce přenosu kontrstu D(R ). ontrst předmětu kontrst obrzu jsou definovány vzthy + + kde, znčí imální imální hodnotu jsu předmětu, znčí imální imální hodnotu osvětlení obrzu.
Pro funkci přenosu kontrstu poté pltí D ( R ) /, kde R R/m je prostorová frekvence v obrzové rovině, R je prostorová; frekvence v předmětové rovině m je příčné zvětšení optické soustvy. prostorová frekvence R předmětu [čr/mm] funkce přenosu kontrstu D(R ) prostorová frekvence R obrzu [čr/mm] R R / m předmět D ( R ) obrz + + Pro experimentální určení funkce přenosu kontrstu se dá využít vhodných testových obrzců (sinusové čárové přechody s proměnnou frekvencí jednotkovým kontrstem), které jsou zobrzovány je detekováno osvětlení v rovině obrzu. S pomocí předchozích vzthů známých hodnot prostorových frekvencí R předmětového testu lze vypočítt hodnotu kontrstu v obrzové rovině. N následujícím obrázku je znázorněn rstr pro určování funkce přenosu kontrstu.
Při určování rozlišovcí schopnosti fotogrfických přístrojů musí být testový rstr umístěn v odpovídjící vzdálenosti, bychom mohli určit hodnoty prostorové frekvence, kterou lze ještě rozlišit. testový obrzec fotogrfický přístroj + Pro ideální zobrzení fotogrfickým objektivem pltí zobrzovcí rovnice, f m, kde resp. je obrzová resp. předmětová sečná vzdálenost, m je příčné zvětšení objektivu pro dnou předmětovou vzdálenost f je ohnisková vzdálenost. Z předchozích vzthů dostneme m f, m f m. + f Uvedené vzthy nám umožňují určit přibližně vzdálenost testu od objektivu při dném zvětšení příčné zvětšení pro dnou předmětovou vzdálenost. Při změně polohy předmětového testu z n dojde ke změně příčného zvětšení, pro které lze přibližně psát m. m S pomocí předchozího vzthu můžeme při změně vzdálenosti fotoprátu od testu s prostorovou frekvencí R přepočítt zvětšení m následně i zobrzovnou prostorovou frekvenci R, tj. R R m R. m
Pro vzdálenost, do které je nutno umístit předmětový testový rstr, jenž je zvětšen M-krát, dostneme z předchozích vzthů ( M + ) f. Dlší chrkteristikou fotogrfického přístroje je tzv. hloubk ostrosti. Chrkterizuje schopnost fotogrfického objektivu zobrzit ostře (tj. s dnou tolerncí neostrosti) určitou část prostoru do roviny detekce. Jko kritérium ostrosti obrzu se používá velikost tzv. rozptylového kroužku δ. ξ ξ η η π π η η η n η A A P P A δ D D A A A h Jestliže bod A je zobrzen objektivem ostře jko bod A, potom body A resp. A budou zobrzeny jko rozptylové kroužky s průměrem δ. V prxi se nejčstěji volí hodnot δ 0,03 mm resp. δ,44λc mm, kde c je clonové číslo objektivu. Teoretickou hloubku ostrosti při dné tolernci neostrosti δ je možno přibližně vypočítt ze vzthu h cδ( / f ). Z předchozího vzthu je zřejmé, že hloubk ostrosti je závislá n ohniskové vzdálenosti, clonovém čísle n vzdálenosti, n kterou je objektiv zostřen. Hloubk ostrosti bude tím větší, čím větší bude clonové číslo objektivu v čím větší vzdálenosti se bude zobrzovný předmět ncházet. Hloubku ostrosti fotogrfického objektivu lze ověřit tím způsobem, že testovcí obrzec (npř.měřítko, čárový rstr) umístíme do určité vzdálenosti od objektivu, přičemž ho skloníme pod úhlem α 45. Zostřením n střed testu pozorováním šikmo skloněné škály můžeme určit hloubku ostrosti. Cloněním objektivu lze též pozorovt závislost hloubky ostrosti n clonovém čísle.
testový obrzec h fotogrfic ký přístroj mikroskop Pro clonové číslo c objektivu, který zobrzuje předmět umístěný v konečné vzdálenosti od objektivu, pltí c c 0 ( m), c f D 0, kde c 0 je clonové číslo pro předmět v nekonečnu (uvádí se n objímce objektivu), D je průměr vstupní pupily objektivu m je příčné zvětšení předmětu. Při změně polohy předmětu se tedy mění i clonové číslo (zvětšuje se m < 0 c > c 0 ). Pomůcky : fotoprát, stojn n fotoprát, měřící mikroskop se stojnem, testy rozlišovcí schopnosti, sd objektivů, digitální fotoprát, disket
Postup měření:. Měření rozlišovcí schopnosti objektivu v závislosti n clonovém čísle Prostudujte si návod k testu měření rozlišovcí schopnosti. Pomocí testu rozlišovcí schopnosti proveďte měření rozlišovcí schopnosti pro dnou sdu objektivů. Zostřete fotoprát n test rozlišovcí schopnosti pomocí lnkové spouště zretujte uzávěrku v otevřeném stvu. Pozorováním rstrových struktur testu přes objektiv fotoprátu pomocí mikroskopu zostřeného n rovinu filmu stnovte rozlišitelnost rstrových struktur v závislosti n clonovém čísle. Měření provádějte u kždého objektivu postupně pro různé hodnoty clonového čísl. Výsledky vyneste do grfu proložte spojitou křivkou.. Měření hloubky ostrosti v objektivu závislosti n clonovém čísle Pomocí testu proveďte měření hloubky ostrosti pro dnou sdu objektivů. Zostřete fotoprát n nulovou hldinu tj. doprostřed skloněné plochy testu. Pozorováním pomocí mikroskopu stnovte hrnici ostrého obrzu. Hodnot odečtená z testu udává hloubku ostrosti v cm. Měření provádějte u kždého objektivu postupně pro různé hodnoty clonového čísl. Výsledky vyneste do grfu proložte spojitou křivkou. 3. Měření rozlišovcí schopnosti digitálního fotoprátu v závislosti n clonovém čísle Postupujte podobně jko v přípdě měření objektivu. Umístěte digitální fotoprát n sttiv. Nstvte režim priority clony. Nstvte si poždovnou hodnotu clonového čísl. Formát ukládných souborů si nstvte n nekomprimovný formát (RAW, TIFF). Zostřete n tbulku s čárovým testem vyfoťte. Pomocí USB rozhrní přeneste snímek n počítč proveďte nlýzu obrzu pomocí systému Mtlb. Zprcujte ve formě funkce přenosu kontrstu MTF pro různé hodnoty zclonění. Výsledný grf přiložte k protokolu. 4. Měření hloubky ostrosti digitálního fotoprátu v závislosti n clonovém čísle Anlogicky jko u bodu 3 postupujte i při měření hloubky ostrosti. Zostřete n střed tbulky hodnot 0. Vyfoťte proveďte nlýzu pomocí systému Mtlb. Výsledky vyneste do grfu přiložte do protokolu.