Активные и пассивные методы съемки
Классифицировать съемочные системы можно по различным критериям. Съемочные системы разделяют на следующие:
воздушные и космические;
пассивные и активные;
работающие в оптическом или радиодиапазоне: однозональные и многозональные; при выполнении многозональных съемок получают одновременно несколько изображений одной и той же территории в различных зонах спектра электромагнитного излучения;
фотографические и нефотографические съемочные системы; фотографирование можно выполнять на черно-белых или цветных фотоматериалах; цвет изображения может быть натуральным или псевдоцветным (спектрозональное фотографирование);
оперативные и неоперативные в зависимости от способа и сроков доставки видеоинформации; фотографические съемочные системы являются неоперативными, так для доставки экспонированной пленки требуется посадка летательного аппарата или спуск на Землю специального контейнера; нефотографические системы относят к оперативным, с их помощью видеоинформация передается по радиоканалу в реальном времени съемки или записывается на магнитном носителе с последующем передачей в эфир;
использующие для построения изображения законы центральной проекции (кадровые – фотографические и телевизионные системы), строчно-кадровую развертку (сканеры) и иные законы [17].
При создании топографических крупномасштабных планов и карт фотограмметрическим методом используют в основном снимки, получаемые кадровыми аэрофотоаппаратами.
В настоящее время разработано много различных приборов ДЗЗ. Главное преимущество современных систем ДЗЗ состоит в том, что регистрируемое ЭВМ излучение сразу преобразуется в цифровой вид. Такие изображения доступны для компьютерной обработки, их проще размножать и архивировать. Цифровые системы ДЗЗ позволяют передавать данные в режиме реального времени, что существенно повышает оперативность сбора данных.
Один из главных признаков классификации систем ДЗЗ состоит в подразделении их на пассивные системы (сканирующие оптико-электронные), регистрирующие естественное излучение, и активные (радиолокационные, лазерные), сами генерирующие излучение и затем анализирующие его отраженную часть. Лазерные установки (лидары) в основном используются для зондирования атмосферы и океана [13].
Среди пассивных можно выделить системы, регистрирующие отраженную солнечную радиацию, и системы, регистрирующие тепловое излучение от объектов, температура которых не равна абсолютному нулю. Активные системы могут использовать любой тип излучения, однако на практике любая активная система должна функционировать в одном из спектральных окон прозрачности атмосферы.
Сегодня сканирующие оптико-электронные системы являются основными источниками данных ДЗЗ при решении задач природно-ресурсного и экологического мониторинга. В оптико-электронных системах излучение попадает на соответствующие датчики, которые генерируют электрический сигнал, зависящий от интенсивности излучения. В качестве одноэлементных датчиков оптико-электронных систем выступают фотоумножители или фотодиоды. Чтобы получить изображение, необходимо соединить большое количество одноэлементных датчиков или сканировать цель одним датчиком. Первый вариант можно реализовать на основе фотодиодов. Это приборы с зарядовой связью (ПЗС). Конструктивно ПЗС представляет собой матрицу из идентичных фотодиодных элементов. ПЗС могут быть линейными и плоскими (планарными).
Одноэлементный датчик при формировании изображения вращается для сканирования строки (рис. 36, а). Для получения изображения с использованием линейного ПЗС линейка, ориентированная поперек направления движения спутника, перемещается вместе с ним, последовательно считывая сигнал, пропорциональный освещенности различных участков поверхности и облаков (рис. 36, б). Планарный ПЗС формирует плоское изображение (рис. 36, в). Необходимо обеспечить достаточное время, чтобы определенное количество фотонов попало на датчик. Если датчик находится в движении относительно цели, то применяется пошаговое формирование изображения, чтобы предотвратить размывание [13].
Радиолокационные системы в отличие от пассивных систем ведут активное зондирование Земли. Они посылают к земной поверхности в перпендикулярном к полету спутника направлении узконаправленные высокочастотные импульсные пучки электромагнитных волн.
Рис. 36. Схемы формирования изображения:
а – одноэлементным датчиком; б – линейным ПЗС; в – планарным ПЗС
Отраженные от земной поверхности пучки (радиоэхо) вновь принимаются антенной радара, преобразуются в видеосигнал и записываются в цифровой форме на носитель информации. Интенсивность и характер радиоэха зависти от структуры поверхности и вещественного состава природных объектов. Особенности радиоэха передаются на радиолокационных снимках градациями тонов и текстурой изображения. Длина волны, используемой в радиолокационной системе (РЛС), определяет вместе с рядом других параметров (угол визирования, структура поверхности, ее диэлектрические свойства и др.) проникающую способность излучения, которая тем выше, чем больше длина волны. Данные, получаемые в радиодиапазоне, наиболее перспективны для получения сведений о почве и геологических структурах, при изучении водоемов, льдов на суше и воде, в океанологии, при изучении растительного покрова.
К преимуществам радиолокационных систем относятся следующее:
результаты радарной съемки не зависят от погоды и естественной освещенности, поэтому они незаменимы там, где облачный покров постоянно или продолжительное время препятствует съемкам другими методами;
возможность получения изображения земной поверхности, скрытой растительностью;
возможность определения диэлектрических свойств поверхностного слоя.
С 1990-х годов наблюдается повышение интереса к разработке и использованию радиолокационных методов. К наиболее известным космическим системам, оснащенным радиолокационной аппаратурой ДЗЗ, относятся ERS, Envisat (Европа), Alos (Япония), Radarsat (Канада) и др.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
6.6. Активные и пассивные методы съемки
Классифицировать съемочные системы можно по различным критериям. Съемочные системы разделяют на следующие:
воздушные и космические;
пассивные и активные;
работающие в оптическом или радиодиапазоне: однозональные и многозональные; при выполнении многозональных съемок получают одновременно несколько изображений одной и той же территории в различных зонах спектра электромагнитного излучения;
фотографические и нефотографические съемочные системы; фотографирование можно выполнять на черно-белых или цветных фотоматериалах; цвет изображения может быть натуральным или псевдоцветным (спектрозональное фотографирование);
оперативные и неоперативные в зависимости от способа и сроков доставки видеоинформации; фотографические съемочные системы являются неоперативными, так для доставки экспонированной пленки требуется посадка летательного аппарата или спуск на Землю специального контейнера; нефотографические системы относят к оперативным, с их помощью видеоинформация передается по радиоканалу в реальном времени съемки или записывается на магнитном носителе с последующем передачей в эфир;
использующие для построения изображения законы центральной проекции (кадровые – фотографические и телевизионные системы), строчно-кадровую развертку (сканеры) и иные законы [17].
При создании топографических крупномасштабных планов и карт фотограмметрическим методом используют в основном снимки, получаемые кадровыми аэрофотоаппаратами.
В настоящее время разработано много различных приборов ДЗЗ. Главное преимущество современных систем ДЗЗ состоит в том, что регистрируемое ЭВМ излучение сразу преобразуется в цифровой вид. Такие изображения доступны для компьютерной обработки, их проще размножать и архивировать. Цифровые системы ДЗЗ позволяют передавать данные в режиме реального времени, что существенно повышает оперативность сбора данных.
Один из главных признаков классификации систем ДЗЗ состоит в подразделении их на пассивные системы (сканирующие оптико-электронные), регистрирующие естественное излучение, и активные (радиолокационные, лазерные), сами генерирующие излучение и затем анализирующие его отраженную часть. Лазерные установки (лидары) в основном используются для зондирования атмосферы и океана [13].
Среди пассивных можно выделить системы, регистрирующие отраженную солнечную радиацию, и системы, регистрирующие тепловое излучение от объектов, температура которых не равна абсолютному нулю. Активные системы могут использовать любой тип излучения, однако на практике любая активная система должна функционировать в одном из спектральных окон прозрачности атмосферы.
Сегодня сканирующие оптико-электронные системы являются основными источниками данных ДЗЗ при решении задач природно-ресурсного и экологического мониторинга. В оптико-электронных системах излучение попадает на соответствующие датчики, которые генерируют электрический сигнал, зависящий от интенсивности излучения. В качестве одноэлементных датчиков оптико-электронных систем выступают фотоумножители или фотодиоды. Чтобы получить изображение, необходимо соединить большое количество одноэлементных датчиков или сканировать цель одним датчиком. Первый вариант можно реализовать на основе фотодиодов. Это приборы с зарядовой связью (ПЗС). Конструктивно ПЗС представляет собой матрицу из идентичных фотодиодных элементов. ПЗС могут быть линейными и плоскими (планарными).
Одноэлементный датчик при формировании изображения вращается для сканирования строки (рис. 36, а). Для получения изображения с использованием линейного ПЗС линейка, ориентированная поперек направления движения спутника, перемещается вместе с ним, последовательно считывая сигнал, пропорциональный освещенности различных участков поверхности и облаков (рис. 36, б). Планарный ПЗС формирует плоское изображение (рис. 36, в). Необходимо обеспечить достаточное время, чтобы определенное количество фотонов попало на датчик. Если датчик находится в движении относительно цели, то применяется пошаговое формирование изображения, чтобы предотвратить размывание [13].
Радиолокационные системы в отличие от пассивных систем ведут активное зондирование Земли. Они посылают к земной поверхности в перпендикулярном к полету спутника направлении узконаправленные высокочастотные импульсные пучки электромагнитных волн.
Рис. 36. Схемы формирования изображения:
а – одноэлементным датчиком; б – линейным ПЗС; в – планарным ПЗС
Отраженные от земной поверхности пучки (радиоэхо) вновь принимаются антенной радара, преобразуются в видеосигнал и записываются в цифровой форме на носитель информации. Интенсивность и характер радиоэха зависти от структуры поверхности и вещественного состава природных объектов. Особенности радиоэха передаются на радиолокационных снимках градациями тонов и текстурой изображения. Длина волны, используемой в радиолокационной системе (РЛС), определяет вместе с рядом других параметров (угол визирования, структура поверхности, ее диэлектрические свойства и др.) проникающую способность излучения, которая тем выше, чем больше длина волны. Данные, получаемые в радиодиапазоне, наиболее перспективны для получения сведений о почве и геологических структурах, при изучении водоемов, льдов на суше и воде, в океанологии, при изучении растительного покрова.
К преимуществам радиолокационных систем относятся следующее:
результаты радарной съемки не зависят от погоды и естественной освещенности, поэтому они незаменимы там, где облачный покров постоянно или продолжительное время препятствует съемкам другими методами;
возможность получения изображения земной поверхности, скрытой растительностью;
возможность определения диэлектрических свойств поверхностного слоя.
С 1990-х годов наблюдается повышение интереса к разработке и использованию радиолокационных методов. К наиболее известным космическим системам, оснащенным радиолокационной аппаратурой ДЗЗ, относятся ERS, Envisat (Европа), Alos (Япония), Radarsat (Канада) и др.
Какие съемочные системы относятся к активным
Предметы изучения фотограмметрии это геометрические и физические свойства снимков, способы их получения и использования для определения количественных и качественных характеристик сфотографированных объектов, а также приборы и программные продукты, применяемые в процессе обработки.
Выделяют три направления исследований :
— изучение и развитие методов картографирования земной поверхности по снимкам.
— решение прикладных задач в различных областях науки и техники.
— развитие технологии получения информации об объектах Земли, Луны и планет солнечной системы с помощью аппаратуры, установленной на космических летательных аппаратах.
Снимки получают специальными съемочными камерами, в настоящее время разработано большое разнообразие технических средств, для получения изображений с точки зрения физического способа построения изображения.
Съемочные системы делятся на:
• пассивные съемочные системы (ПСС). Строят изображение, фиксируя энергию, отраженную от объектов съемки и излучаемую, либо естественным источником излучения (солнца), либо искусственным, либо фиксирует собственное излучение самих объектов, которое в основном относится к тепловой (инфракрасной зоне спектра). К съемочным системам (СС) относятся: фотографические системы, телевизионные, фототелевизионные, тепловые (ИК сканеры), многозональные сканеры, съемочные системы на основе ПЗС (приборы с зарядовой связью)
• активные съемочные системы (АСС). Строят изображение объектов, фиксирую энергию, отраженную объектов и формируемую самими съемочными системами, радиолокационные, лидары (лазерные СС), радио интерферометрические. Различие СС состоит в том, что они фиксируют отраженные электромагнитные волны в различных зонах спектра.
С точки зрения геометрического принципа построения изображения СС делятся: кадровые, щелевые, панорамные, сканеровые.
Количественные характеристики объектов, полученные фотограмметрическим методом, т. е в результате обработке снимка, необходимы для решения широкого круга задач народного хозяйства.
Основными достоинствами фотограмметрического и стереофотограмметрического методов являются:
— высокая точность результатов, так как снимки объектов получают прецизионными фотокамерами, а их обработку выполняют, как правило, строгими методами;
— высокая производительность, достигаемая благодаря тому, что измеряют не сами объекты, а их изображения. Это позволяет обеспечить автоматизацию процесса измерений и последующих вычислений;
— объективность и достоверность информации, возможность при необходимости повторения измерений;
— возможность получения в короткий срок информации о состоянии, как всего объекта, так и отдельных его частей;
— безопасность ведения работ, так как съемка объекта выполняется неконтактным (дистанционным) методом. Это имеет особое значение, когда объект недоступен или пребывание в его зоне опасно для здоровья человека.
— возможность изучения движущихся объектов и быстро протекающих процессов.
Наряду с отмеченными достоинствами рассматриваемые методы имеют и недостатки. К ним следует отнести зависимость фотографических съемок от метеоусловий и необходимость выполнения полевых геодезических работ с целью контроля всех технологических процессов. Поэтому только разумное их сочетание с другими методами получения информации может обеспечить решение поставленной задачи с минимальными затратами труда и средств.
Различают два вида фототопографической съемки :
Основными процессами аэрофототопографической съемки являются : летносъемочный, топографо-геодезический и фотограмметрический.
В задачу летносъемочного процесса входят воздушное фотографирование местности, регистрация показаний спецприборов, фиксирующих положение снимков в момент фотографирования, а также фотографическая обработка материалов съемки и изготовление фотоснимков (если снимки получены не цифровыми камерами).
Фотограмметрический процесс состоит в сгущении опорного обоснования снимков с использованием данных полевых геодезических работ и показаний спецприборов, составлении плана или карты, которые затем оформляют и размножают, цифровых моделей местности и фотопланов.
При сочетании наземной фототопографической и аэрофототопографической съемок местность фотографируется дважды: фототеодолитом с наземных станций и аэрофотоаппаратом с летательного аппарата. По наземным снимкам сгущается опорная геодезическая сеть, а по аэроснимкам составляется топографическая карта. Этот вид фототопографической съемки требует наличия аппаратуры для производства наземной и воздушной фотосъемок и приборов для обработки наземных снимков и аэроснимков. На практике он применяется редко.
Применяется главным образом для составления топографических карт и планов : в строительстве (для определения качества строительства); в эколого-разведовательных работах; в геофизике (для получения координат и высот точек местности); в архитектуре (производство обмеров, составление планов фасадов); в горном деле; в географических исследованиях; при картировании дна мирового океана; в военном деле; в хирургии.
Однако в настоящее время она находит все более широкое применение при решении различных прикладных задач. Для какой бы цели не применялась фотограмметрия, основные принципы ее остаются теми же самыми. Фотограмметрическое оборудование, используемое, прежде всего, в картографических целях, можно применить и в других областях науки и техники.
В процессе решения нетопографических задач часто достаточно иметь топографический план с фотопланом, или фотодокументы пониженной точности, цифровую модель участка местности, построенную по измерениям снимков или только измеренные по снимкам координаты точек изучаемого объекта.
Начало научных основ теории определения формы, размеров и положения объектов по их перспективным изображениям было положено еще в эпоху Возрождения.
Важнейшим событием в истории фотограмметрии явилось изобретение фотографии в 1839 г. и стереофотографии в 1844 г. Первые теоретические и практические разработки по использованию фотографического изображения для составления топографических карт принадлежат французскому офицеру Э. Лосседа (1849-1868 гг.).
Развитие авиации, точного приборостроения и оптики привело к дальнейшему совершенствованию методов фотограмметрии. Решающими в истории ее развития после изобретения фотографии явились открытие Штольцем в 1892 г. принципа измерительной марки, изобретение Е. Девиллом в 1895 г. стереоскопического прибора для составления карт по фотоснимкам и изобретение К. Пульфрихом в 1901 г. стереокомпаратора.
Стереоскопический принцип измерения стереопары устранил трудности связанные с отождествлением одинаковых точек на разных снимках и открыл новые возможности по совершенствованию их камеральной обработки.
В 1928 г. в Москве создан Государственный институт геодезии, аэрофотосъемки и картографии (ныне Центральный научно-исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии им. Ф.Н. Красовского). Его ученые внесли существенный вклад в развитие топографо-геодезического и картографического производств.
Во втором периоде (1930 – 1945 гг.) проводятся работы по совершенствованию комбинированного способа съемки и разработки дифференцированного способа создания карт по снимкам. Универсальный способ из-за высокой стоимости стереопланиграфа и низкой производительности в то время для СССР был неприемлем.
В I934-I938 гг. им созданы стереометры. В теоретических исследованиях наблюдается совершенствование отдельных процессов фототопографической съемки.
Для картографирования страны с 1937 г. начинают широко применяться методы аэрофототопографической съемки, а к 1939 г. в системе ГУГК они стали основными способами топографических съемок. Широкое применение получила съемка дифференцированным способом.
Успехи отечественной фотограмметрии позволили приступить к съемкам обширной территории страны в масштабах 1: 100000, 1: 50000 и 1: 25000. К началу Великой Отечественной войны сплошное картографирование территории страны в мелких и средних масштабах в основном было выполнено.
В последней четверти 20 века произошел качественный рывок в развитии электронно-вычислительной техники. В 1970 году создана технологи получения цифровых снимков, появились довольно дешевые быстродействующие ПЭВМ с большим объемом памяти, обеспеченные качественным периферийным оборудованием (графопостроители, сканеры, принтеры и т.д.). Интенсивно разрабатывалось программное обеспечение, среди которого следует отметить и специализированные фотограмметрические пакеты. Все это привело к тому, что традиционные технологии составления карт по снимкам стали вытесняться, а на их смену приходят цифровые методы. Положительные результаты достигнуты и в нашей стране. Среди разработок следует отметить отечественные программные продукты PHOTOMOD, Талку и ЦФС.
Появились спутниковые методы позиционирования, что обеспечило аэронавигацию и получение координат точек фотографирования с высокой точностью. Это существенно сокращает объем полевых работ по геопривязке аэрофотоснимков. Но успешное совершенствование фотограмметрических технологий возможно лишь на базе совместного использования материалов фотосъемки, спутниковой геодезии и автоматизированных систем обработки информации.
Особенности построения изображения объекта идеальным объективом основаны на следующих законах геометрической оптики:
— прямолинейности распространения световых лучей в однородной среде;
— независимости распространения отдельных световых лучей и пучков;
— обратимости лучей света;
— отражении и преломлении световых лучей на границе двух сред.
R 1 и R 2 – передняя и задняя поверхности объектива; S 1 и S 2 – передняя и задняя узловые точки; F 1 и F 2 – передний и задний главные фокусы; H 1 и H 2 – главные плоскости объектива (они проходят через точки S 1 и S 2 перпендикулярно главной оптической оси). Передняя узловая точка S 1 относится к пространству предметов местности и является точкой фотографирования. Задняя узловая точка S 2 относится к пространству изображения и является центром проекции. Узловые точки обладают тем свойством, что любой луч, вошедший в переднюю узловую точку, выйдя из задней узловой точки, не меняет направления. Такие лучи называются центральными.
где d 1 – расстояние от плоскости H 2 до плоскости изображения P 1 ; d 2 – расстояние от плоскости H 1 до точки фотографируемого объекта; f ¢ – фокусное расстояние объектива (рис. 1).
Говорят, что объектив, изображенный на рисунке, строит действительное, уменьшенное и перевернутое (обратное) изображение рассматриваемого объекта.
В настоящее время цифровые изображения (снимки) в основном получают либо при фотографировании объектов цифровыми камерами, либо путем сканирования их фотографических изображений.
И в том и в другом случаях изображение, сформированное посредством объектива, попадает не на пленку, а на светочувствительный сенсор (матрицу). Свет улавливается множеством крошечных элементов сенсора (пикселов), каждый их которых формирует электрический заряд, в соответствии с количеством попавшего на него света, а затем заряд преобразуется в код и запоминается в цифровой форме.
В производстве сенсоров применяются две технологии: ПЗС (прибор с зарядовой связью) и КМОП (комплиментарный металлоксидный полупроводниковый прибор). Первая технология старше второй, а потому и сенсоры ПЗС лучше.
ПЗС это монолитный чип, представляющий собой совокупность мельчайших датчиков-фотоэлементов, тем или иным способом собранных в единую матрицу.
В настоящее время цифровая фотография повсеместно вытесняет плёночную в большинстве отраслей.
— наличие жесткого растра, который дается с высокой точностью в процессе изготовления;
— физический размер – одна из характеристик сенсора, измеряется в дюймах (1/3, 1/2). Матрица большего размера лучше матрицы меньшего размера.
— динамический диапазон – количество градаций (перепадов яркостей), определяется числами диафрагмы. ДД является очень важной характеристикой качества.
— светочувствительность. Зависит от размера сенсора и ячейки. Она обычно эквивалентна 80-200 iso;
— разрешение цветовой камеры зависит от количества светочувствительных ячеек, расположенных на матрице;
— соотношение уровня сигнала и шума. Матрица низкого диапазона сенсора имеет большой уровень шума (10-12дб). В качестве проявляется в зернистости изображения.
На матрице ПЗС можно получить только черно-белое изображение, чтобы получить цветное изображение ставят светофильтры.
Метод считывания состояния строчек.
-построчно-кадровый перенос зарядов.
Этот показатель отражает быстродействие сенсоров. Значения, собранные по всей площади сенсора, выстраиваются с высокой точностью, создавая своеобразную «карту», на которой четко определено физическое расположение всех цветов и их интенсивность. В результате и получается цифровое изображение, которое записывается в виде цифрового файла. Такой файл состоит из множества единиц информации (битов), которые затем могут быть расшифрованы и прочитаны другим цифровым устройством, например, компьютером или принтером.
Простой замер интенсивности света, попавшего на ПЗС-матрицу, может породить только черно-белое изображение, поэтому перед ней помещают цветные фильтры.
Самой популярной технологией получения цветного изображения является однокадровая с одной матрицей, состоящая из триад (Рис.8 слева). Перед каждым элементом триады устанавливается микроскопический светофильтр одного из базовых цветов (красный, зеленый, синий). Их сочетание дает полный спектр. Но существуют еще три технологии, применяемые гораздо реже:
Альтернативой быстродействующим системам с одной матрицей ПЗС можно считать только фотоаппараты с тремя матрицами (Рис 8 справа), каждая из которых фиксирует изображение за своим светофильтром одного из базовых цветов.
Специальная оптическая система (дихроичная призма) расщепляет сфокусированный объективом световой луч и направляет его на все три матрицы. Светофильтры, установленные перед каждой матрицей, пропускают только свою часть цветовой характеристики. После этого с помощью трех сенсоров картинка передается в электронный логический блок камеры, где становится одной фотографией, записанной во флэш-память в виде графического файла. Трехэлементный сенсор усложняет оптическую систему камеры и увеличивает ее габариты. Применение сразу трех матриц позволяет получить очень высокое качество изображения.
Это оптическое устройство, проецирующее изображение на плоскость. Фотографические объективы характеризуются фокусным расстоянием, относительным отверстием, глубиной резкости, углами поля зрения и изображения, разрешающей способностью и аберрациями.
Относительное отверстие характеризует количество света, которое может проходить через объектив, или способность объектива передавать изображение на фотопленку или фотопластинку с определенной степенью яркости. Величина относительного отверстия зависит от диаметра d входного зрачка (действующего отверстия) объектива и его фокусного расстояния и находится из выражения
Величина относительного отверстия объектива устанавливается с помощью диафрагмы. Диафрагма состоит из тонких серповидных металлических лепестков. При вращении специального кольца или рычажка, имеющегося на оправе объектива, лепестки уменьшают или увеличивают входное отверстие объектива.
Глубиной резкости (глубиной изображения) называется способность объектива передавать одинаково резко изображения предметов, находящихся на различных от него расстояниях. Глубина резкости тем больше, чем меньше фокусное расстояние, больше расстояние от объектива до снимаемого предмета и чем меньше относительное отверстие.
Разрешающая способность объектива характеризует его возможность воспроизводить раздельно в оптическом изображении мелкие объекты. Она выражается самым большим числом линий на 1 мм, раздельно передаваемых объективом, причём ширина линий и промежутки между ними должна быть одинаковы.
Каждому объективу присущи оптические недостатки: сферическая аберрация, кома, хроматическая аберрация, дисторсия, астигматизм, кривизна поля зрения.
Хроматические аберрации заключаются в паразитной дисперсии света, проходящего через оптическую систему (фотографический объектив, бинокль, микроскоп, телескоп и т.д.). При этом белый свет разлагается на составляющие его цветные лучи, в результате чего изображения предмета в разных цветах не совпадают в пространстве изображений.
Астигматизм — аберрация, при которой изображение точки, находящейся вне оси, и образуемое узким пучком лучей, представляет собой два отрезка прямой, расположенных перпендикулярно друг другу на разных расстояниях от плоскости безаберрационного фокуса (плоскости Гаусса).
Фотографические материалы (фотоматериалы) классифицируют:
— по назначению (аэрофотопленки, фототехнические пленки и др.);
— по цвету получаемого фотографического изображения (черно-белые, спектрозональные и цветные);
— по строению (фотопленки, фотопластинки, фотобумага).
Все фотоматериалы имеют подложку (основу) и светочувствительный или эмульсионный слой.
Контрастность – способность эмульсии пленки передавать различие в яркости отдельных частей снимаемых объектов: характеризуется коэффициентом контрастности g. Он определяется тангенсом угла наклона между направлением прямолинейного участка характеристической кривой и осью абсцисс:
Фотографическая широта L фотопленки есть разность десятичных логарифмов экспозиций начала и конца прямолинейного участка характеристической кривой т.е.
Она определяет диапазон количества света, под воздействием которого получается нормальный негатив.
Величина вуали характеризует степень почернения фотоматериала, не подвергавшегося действию света. Для фотопленок она должна находиться в пределах 0,2–0,3.
Цветочувствительность (спектральная чувствительность) фотопленки – чувствительность эмульсии к определенным участкам спектра и ее способность передавать цвета снимаемых объектов с различной степенью почернения.
Построение изображения какого-либо предмета или объекта на избранной поверхности по определенному закону называется проектированием, а его результат – проекцией.
Представление о элементах центральной проекции дает рис. 11, на котором изображены:
