Hoe chromatiese aberrasie en vervorming ima beïnvloed

1.chromatiese aberrasie

1.1 Wat is chromatiese aberrasie

Die chromatiese aberrasie word veroorsaak deur die verskil in die deurlaatbaarheid van die materiaal. Natuurlike lig bestaan uit die sigbare ligstreek met 'n golflengtereeks van 390 tot 770 nm, en die res is die spektrum wat die menslike oog nie kan sien nie. Omdat die materiale verskillende brekingsindekse vir verskillende golflengtes van gekleurde lig het, het elke kleurlig 'n ander beeldposisie en vergroting, wat tot chromatisme van posisie lei.

1.2 Hoe beïnvloed chromatiese aberrasie beeldkwaliteit

(1) As gevolg van verskillende golflengtes en brekingsindeks van verskillende kleure lig, kan die voorwerppunt nie goed in EEN perfekte beeldpunt gefokus word nie, dus sal die foto vaag wees.

(2) Ook, as gevolg van die verskillende vergroting van verskillende kleure, sal daar "reënbooglyne" aan die rand van die beeldpunte wees.

1.3 Hoe beïnvloed chromatiese aberrasie 3D-model

Wanneer die beeldpunte "reënbooglyne" het, sal dit die 3D-modelleringsagteware beïnvloed om by dieselfde punt te pas. Vir dieselfde voorwerp kan die passing van drie kleure 'n fout veroorsaak as gevolg van die "reënbooglyne". Wanneer hierdie fout groot genoeg ophoop, sal dit "stratifikasie" veroorsaak.

1.4 Hoe om chromatiese aberrasie uit te skakel

Die gebruik van verskillende brekingsindekse en verskillende verspreiding van glaskombinasies kan chromatiese aberrasie uitskakel. Gebruik byvoorbeeld lae brekingsindeks en lae dispersie glas as konvekse lense, en hoë brekings indeks en hoë dispersie glas as konkawe lense.

So 'n gekombineerde lens het 'n korter brandpunt by die middelgolflengte en 'n langer brandpunt by die lang- en kortgolfstrale. Deur die sferiese kromming van die lens aan te pas, kan die brandpuntsafstande van die blou en rooi lig presies gelyk wees, wat basies die chromatiese aberrasie uitskakel.

Sekondêre spektrum

Maar chromatiese aberrasie kan nie heeltemal uitgeskakel word nie. Nadat die gekombineerde lens gebruik is, word die oorblywende chromatiese aberrasie "sekondêre spektrum" genoem. Hoe langer die brandpunt van die lens, hoe meer oorblywende chromatiese aberrasie. Daarom, vir lugopnames wat hoë-akkurate metings vereis, kan die sekondêre spektrum nie geïgnoreer word nie.

In teorie, as die ligband in blou-groen en groen-rooi intervalle verdeel kan word, en achromatiese tegnieke op hierdie twee intervalle toegepas word, kan die sekondêre spektrum basies uitgeskakel word. Dit is egter deur berekening bewys dat indien achromaties vir groen lig en rooi lig, die chromatiese aberrasie van blou lig groot word; as achromaties vir blou lig en groen lig, word die chromatiese aberrasie van rooi lig groot. Dit blyk dat dit 'n moeilike probleem is en geen antwoord het nie, die hardnekkige sekondêre spektrum kan nie heeltemal uitgeskakel word nie.

Apochromaties（APO）tegnologie

Gelukkig het teoretiese berekeninge 'n manier vir APO gevind, wat is om 'n spesiale optiese lensmateriaal te vind waarvan die relatiewe verspreiding van blou lig tot rooi lig baie laag is en dié van blou lig tot groen lig baie hoog is.

Fluoriet is so 'n spesiale materiaal, sy verspreiding is baie laag, en 'n deel van die relatiewe verspreiding is naby aan baie optiese glase. Fluoriet het 'n relatief lae brekingsindeks, is effens oplosbaar in water, en het 'n swak verwerkingsvermoë en chemiese stabiliteit, maar vanweë sy uitstekende achromatiese eienskappe word dit 'n kosbare optiese materiaal.

Daar is baie min suiwer grootmaat fluoriet wat gebruik kan word vir optiese materiale in die natuur, tesame met hul hoë prys en moeilikheid om te verwerk, het fluoriet lense sinoniem geword met hoë-end lense. Verskeie lensvervaardigers het geen moeite ontsien om plaasvervangers vir fluoriet te vind nie. Fluoor-kroonglas is een van hulle, en AD-glas, ED-glas en UD-glas is sulke plaasvervangers.

Rainpoo skuins kameras gebruik uiters lae dispersie ED-glas as die kameralens om aberrasie en vervorming baie klein te maak. Nie net verminder die waarskynlikheid van stratifikasie nie, maar ook die 3D-model-effek is aansienlik verbeter, wat die effek van die gebou se hoeke en fasade aansienlik verbeter.

2, Vervorming

2.1 Wat is vervorming

Lensvervorming is eintlik 'n algemene term vir perspektiefvervorming, dit wil sê vervorming wat deur perspektief veroorsaak word. Hierdie soort vervorming sal 'n baie slegte invloed hê op die akkuraatheid van fotogrammetrie. Die doel van fotogrammetrie is immers om weer te gee, nie te oordryf nie, daarom word vereis dat foto's die ware skaalinligting van die grondkenmerke soveel as moontlik moet weerspieël.

Maar omdat dit die inherente eienskap van die lens is (konvekse lens konvergeer lig en konkawe lens divergeer lig), is die verband wat in optiese ontwerp uitgedruk word: die raaklynvoorwaarde vir die uitskakeling van vervorming en die sinusvoorwaarde vir die uitskakeling van koma van die diafragma kan nie bevredig word by dieselfde tyd, dus vervorming en optiese chromatiese aberrasie Dieselfde kan nie heeltemal uitgeskakel word nie, net verbeter word.

In die figuur hierbo is daar 'n proporsionele verhouding tussen die beeldhoogte en die voorwerphoogte, en die verhouding tussen die twee is die vergroting.

In 'n ideale beeldstelsel word die afstand tussen die voorwerpvlak en die lens vas gehou, en die vergroting is 'n sekere waarde, so daar is slegs 'n proporsionele verhouding tussen die beeld en die voorwerp, hoegenaamd geen vervorming nie.

In die werklike beeldstelsel, aangesien die sferiese aberrasie van die hoofstraal wissel met die toename van die veldhoek, is die vergroting egter nie meer 'n konstante op die beeldvlak van 'n paar gekonjugeerde voorwerpe nie, dit wil sê die vergroting in die middel van die beeld en die vergroting van die rand is inkonsekwent, die beeld verloor sy ooreenkoms met die voorwerp. Hierdie defek wat die beeld vervorm, word vervorming genoem.

2.2 Hoe beïnvloed vervorming akkuraatheid

Eerstens sal die fout van AT(Aerial Triangulation) die fout van die digte puntwolk beïnvloed, en dus die relatiewe fout van die 3D-model. Daarom is die wortel gemiddelde kwadraat (RMS of Reprojection Error) een van die belangrike aanwysers wat objektief die finale modelleringsakkuraatheid weerspieël. Deur die RMS-waarde na te gaan, kan die akkuraatheid van die 3D-model eenvoudig beoordeel word. Hoe kleiner die RMS-waarde, hoe hoër is die akkuraatheid van die model.

2.3 Wat is die faktore wat lensvervorming beïnvloed

brandpuntsafstand
Oor die algemeen, hoe langer die brandpunt van 'n vastefokuslens, hoe kleiner is die vervorming; hoe korter die brandpunt, hoe groter is die vervorming. Alhoewel die vervorming van die ultra-lang brandpunt-lens (tellens) reeds baie klein is, kan die brandpunt van die lens van die lugopnamekamera in werklikheid nie, ten einde die vlughoogte en ander parameters in ag te neem, nie so lank.Byvoorbeeld, die volgende prentjie is 'n Sony 400mm telelens. Jy kan sien dat die lensvervorming baie klein is, amper binne 0,5% beheer. Maar die probleem is dat as jy hierdie lens gebruik om foto's te versamel teen 'n resolusie van 1 cm, en die vlug hoogte is reeds 820m.laat hommeltuig te vlieg op hierdie hoogte is heeltemal onrealisties.

Lensverwerking

Lensverwerking is die mees komplekse en hoogste akkuraatheidstap in die lensproduksieproses, wat ten minste 8 prosesse behels. Die voorproses sluit nitraatmateriaal-vatvou-sand-hang-maal in, en die na-proses neem kern-bedekking-adhesie-inkbedekking. Die verwerkingsakkuraatheid en verwerkingsomgewing bepaal direk die finale akkuraatheid van optiese lense.

Lae verwerkingsakkuraatheid het 'n noodlottige uitwerking op beeldvervorming, wat direk lei tot ongelyke lensvervorming, wat nie geparameteriseer of reggestel kan word nie, wat die akkuraatheid van die 3D-model ernstig sal beïnvloed.

Lens installasie

Figuur 1 toon die lens kantel tydens die lens installasie proses;

Figuur 2 toon dat die lens nie konsentries is tydens die lensinstallasieproses nie;

Figuur 3 toon die korrekte installasie.

In die bogenoemde drie gevalle is die installasiemetodes in die eerste twee gevalle almal "verkeerde" samestelling, wat die gekorrigeerde struktuur sal vernietig, wat lei tot verskeie probleme soos vaag, ongelyke skerm en verspreiding. Daarom is streng presisiebeheer steeds nodig tydens verwerking en montering.

Lens montering proses

Die lenssamestellingsproses verwys na die proses van die algehele lensmodule en die beeldsensor. Die parameters soos die posisie van die hoofpunt van die oriëntasie-element en die tangensiële vervorming in die kamerakalibrasieparameters beskryf die probleme wat deur die samestellingsfout veroorsaak word.

Oor die algemeen kan 'n klein reeks monteringsfoute geduld word (natuurlik, hoe hoër die samestelling akkuraatheid, hoe beter). Solank die kalibrasieparameters akkuraat is, kan die beeldvervorming meer akkuraat bereken word, en dan kan die beeldvervorming verwyder word. Vibrasie kan ook veroorsaak dat die lens effens beweeg en veroorsaak dat die lensvervormingsparameters verander. Dit is hoekom die tradisionele lugopnamekamera reggemaak en na 'n tydperk herkalibreer moet word.

2.3 Rainpoo se skuins kameralens

Dubbel Gauβ struktuur

Skuinsfotografie het baie vereistes vir die lens, om klein in grootte, lig in gewig, min beeldvervorming en chromatiese aberrasie, hoog in kleurreproduksie en hoog in resolusie te wees. Wanneer die lensstruktuur ontwerp word, gebruik Rainpoo se lens 'n dubbele Gauβ-struktuur, soos in die figuur getoon:
Die struktuur is verdeel in die voorkant van die lens, die diafragma en die agterkant van die lens. Die voor- en agterkant kan lyk asof dit "simmetries" is met betrekking tot die diafragma. So 'n struktuur laat sommige van die chromatiese aberrasies wat voor en agter gegenereer word mekaar uit kanselleer, so dit het groot voordele in kalibrasie en lensgrootte-beheer in die laat stadium.

Asferiese spieël

Vir 'n skuins kamera wat met vyf lense geïntegreer is, as elke lens in gewig verdubbel, sal die kamera vyf keer weeg; as elke lens in lengte verdubbel, sal die skuins kamera ten minste in grootte verdubbel. Asferiese lense moet dus tydens die ontwerp gebruik word om 'n hoë vlak van beeldkwaliteit te verkry en te verseker dat die aberrasie en volume so klein as moontlik is.

Asferiese lense kan die lig wat deur die sferiese oppervlak verstrooi word, terugfokus na die fokus, nie net kan hoër resolusie verkry, die kleurreproduksiegraad hoog maak nie, maar kan ook aberrasiekorreksie voltooi met 'n klein aantal lense, verminder die aantal lense om te maak die kamera ligter en kleiner.

Vervorming regstelling tegnologie

Die fout in die samestelling proses sal veroorsaak dat die lens tangensiële vervorming toeneem. Die vermindering van hierdie samestellingfout is die vervormingsregstellingsproses. Die volgende figuur toon die skematiese diagram van die tangensiële vervorming van 'n lens. Oor die algemeen is die vervormingsverplasing simmetries met betrekking tot die onderste linkerkant——die boonste regterhoek, wat aandui dat die lens 'n rotasiehoek loodreg op die rigting het, wat deur samestellingsfoute veroorsaak word.

Daarom, om die hoë beeldakkuraatheid en -kwaliteit te verseker, het Rainpoo 'n reeks streng kontroles oor ontwerp, verwerking en montering gedoen:

In die vroeë stadium van ontwerp, om die koaksialiteit van lenssamestelling te verseker, so ver as moontlik om te verseker dat alle lensinstallasievlakke deur een klem verwerk word;

②Die gebruik van ingevoerde legeringsdraaigereedskap op hoë-presisie-draaibanke om te verseker dat die bewerking akkuraatheid IT6-vlak bereik, veral om te verseker dat die koaksialiteitstoleransie 0.01 mm is;

③Elke lens is toegerus met 'n stel hoë-presisie wolfraam staal prop meters op die binneste sirkelvormige oppervlak (elke grootte bevat ten minste 3 verskillende toleransie standaarde), elke deel word streng geïnspekteer, en posisie toleransies soos parallelisme en loodregte word opgespoor deur 'n driekoördinaat-meetinstrument;

④Nadat elke lens vervaardig is, moet dit geïnspekteer word, insluitend projeksie-resolusie en grafiektoetse, en verskeie aanwysers soos die resolusie en kleurweergawe van die lens.