Kiến thức quang học trong mô-đun máy ảnh (1)

Trước tiên, chúng ta hãy cùng tìm hiểu sơ qua về khái niệm Mô-đun Camera mà chúng tôi muốn nói đến, mô-đun camera, tên đầy đủ của Mô-đun Camera Compact, viết tắt là CCM, là một thiết bị điện tử quan trọng để chụp ảnh.

1. TCP (nhiệt độ màu tương quan)

Nhiệt độ màu tương quan là nhiệt độ của bộ tản nhiệt hoàn chỉnh (vật đen) khi màu của một nguồn sáng nhất định (nguồn sáng phóng điện khí) gần nhất với màu của bộ tản nhiệt hoàn chỉnh (vật đen) ở một nhiệt độ nhất định, được gọi là nhiệt độ màu tương quan. Biểu tượng là Tcp và đơn vị mở (K).

2, TCP (nhiệt độ màu)

Nhiệt độ màu là đơn vị đo lường biểu thị thành phần màu của ánh sáng. Về mặt lý thuyết, nhiệt độ vật đen là màu của vật đen tuyệt đối sau khi được nung nóng từ độ không tuyệt đối (-273 ° C). Sau khi vật đen bị nung nóng, nó dần chuyển từ màu đen sang đỏ, vàng, trắng và cuối cùng phát ra ánh sáng xanh. Khi được đun nóng đến một nhiệt độ nhất định, thành phần quang phổ của ánh sáng phát ra từ vật đen được gọi là nhiệt độ màu ở nhiệt độ này và đơn vị đo là "K" (Kelvin).

Nếu ánh sáng phát ra từ một nguồn sáng có cùng thành phần quang phổ với ánh sáng phát ra từ một vật đen ở một nhiệt độ nhất định thì được gọi là nhiệt độ màu K nhất định. Nếu màu của ánh sáng phát ra từ bóng đèn 100W giống với màu của vật đen tuyệt đối ở 2527 ° C, thì nhiệt độ màu của ánh sáng phát ra từ bóng đèn này là: (2527 + 273) K = 2800K.

Trên thực tế, không có sự khác biệt giữa hai ý nghĩa của TCP ở trên, thường được gọi là nhiệt độ màu, đừng quá rối rắm

3. MTF (Hàm chuyển đổi điều chế)

Modulation Transfer Function (hàm truyền điều chế) là một phương pháp phân tích độ phân giải hình ảnh của ống kính tương đối khoa học. Gần đây, ngày càng nhiều người phát hiện ra rằng mặc dù là chuẩn, nhưng một số hình ảnh có thể được đo bằng cách không chuẩn hóa, do đó MTF chỉ là giá trị tham chiếu, không phải là toàn bộ.

Cách đo tần số quang học này được đo bằng số lượng đường có thể được trình bày trong phạm vi mm và đơn vị của nó được biểu thị bằng đường/mm. Do đó, khi một thấu kính có thể đạt được mức độ ra vào như vậy thì có nghĩa là thấu kính đó chính là thấu kính hoàn hảo, nhưng vì thiết kế của thấu kính thường có nhiều yếu tố nên không thể có một thấu kính lý tưởng như vậy.

Ngưỡng cắt MTF (tần số cắt MTF): tham số OQAS, biểu thị rằng đường cong MTF của mắt người sẽ đạt đến giới hạn độ phân giải khi tần số không gian đạt đến giá trị tần số, nghĩa là giá trị MTF có xu hướng bằng 0.

Người bình thường ≧30c/độ, giá trị càng lớn thì chất lượng hình ảnh càng tốt.

4. SFR (Phản hồi tần số không gian)

Có nhiều đơn vị tần số không gian (5), trong đó chu kỳ/pixel (chu kỳ trên mỗi pixel) là hệ thống hình ảnh trong máy ảnh kỹ thuật số.

SFR là viết tắt của Spatial frequency response, dùng để chỉ đáp ứng biên độ của đầu ra hệ thống so với tần số không gian của đầu vào. SFR tương tự như MTF (hàm truyền điều chế) của các hệ thống quang học truyền thống, có thể xác định trực quan khả năng phân giải hình ảnh của hệ thống.

Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) đã phát triển và chuẩn hóa định nghĩa và phương pháp thử nghiệm có liên quan của SFR

Tần số không gian là gì?

Tần số chung trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta đề cập đến tần số thời gian, đơn vị của nó là Hz và định nghĩa của nó là số chuyển động trên một đơn vị thời gian (giây).

[Định nghĩa chính thức: 1. số lần hoặc số tuần mà một rung động hoặc dao động được hoàn thành trên một đơn vị thời gian; 2. số lần một điều gì đó xảy ra hoặc một quá trình được hoàn thành trong một khoảng thời gian nhất định]

Số bị chia ở đây được tính bằng đơn vị nên tần suất thời gian là #39.

Nhưng nếu chúng ta đổi số bị chia sang đơn vị không gian là milimét thì sao? Đó là số lần một thứ gì đó xuất hiện trong một mili giây. Ở đây chúng ta gọi nó là tần số không gian.

[Chính thức: Nhưng tần số không gian thường được biểu thị bằng "cặp đường thẳng trên một milimét" (LP/mm), tức là có bao nhiêu cặp đường thẳng trên một milimét chiều rộng.]

[Nó cũng có thể được diễn đạt theo các thuật ngữ này: và đơn vị tần số không gian thường là

Cặp dòng trên một milimét (lp/mm),

chu kỳ trên milimét (chu kỳ/mm),

chu kỳ trên mỗi pixel (chu kỳ/pixel),

Chiều rộng dòng LW/PH trên mỗi chiều cao hình ảnh,

Số cặp dòng cao trên mỗi hình ảnh (lp/ph). ]

lp/mm là đơn vị được sử dụng nhiều nhất hiện nay. cycles/pixel là hệ thống hình ảnh trong máy ảnh kỹ thuật số. Điểm ảnh tiếp theo của máy ảnh kỹ thuật số là 1 chu kỳ/điểm ảnh, hai điểm ảnh là 0,5 chu kỳ/điểm ảnh và bốn điểm ảnh là 0,25 chu kỳ/điểm ảnh.

Vậy MTF và SFR là gì hoặc MTF và SFR có chức năng gì? Đây chính là lúc độ phân giải của máy ảnh phát huy tác dụng.

Khả năng phân tích của máy ảnh là phân tích hiệu ứng của hình ảnh được chụp bằng máy ảnh với tần số không gian khác nhau. Các camera khác nhau ở tần số không gian cao, có hình ảnh rõ nét hơn, có khả năng phân tích cao hơn.

MTF (Hàm truyền điều chế):

Cách tính hàm truyền điều chế của máy ảnh :(hàm này được tính dựa trên phân tích hiệu ứng hình ảnh (giá trị MTF) của cùng một máy ảnh ở các tần số không gian khác nhau)

Phép tính MTF là tính toán độ tương phản giữa các cặp đường sáng nhất và tối nhất. (Quá trình tính toán: Ảnh của camera ở tần số không gian A được đọc giá trị sáng nhất và giá trị tối nhất của nó)

Công thức tính toán là:

MTF = (độ sáng tối đa – độ sáng tối thiểu)/(độ sáng tối đa + độ sáng tối thiểu)

Giá trị MTF thu được là lực phân giải của camera ở tần số không gian a. —- Đường cong MTF của camera có thể thu được bằng cách hình thành một nhóm đường cong các giá trị MTF ở các tần số không gian khác nhau.

Hàm MTF (hàm truyền điều chế) của máy ảnh có thể thu được bằng cách xử lý toán học.

Vậy điều đó có nghĩa là khi chúng ta tính toán MTF, chúng ta cần tính toán phản hồi ở các tần số không gian khác nhau, điều đó có nghĩa là bạn phải chụp nhiều ảnh không? Như vậy có bất tiện không?

Và sau đó chúng ta có SFR (Phản hồi tần số không gian)

SFR (Đáp ứng tần số không gian):

Theo lý thuyết toán học, người ta thấy rằng chỉ có cạnh huyền (cạnh dao) màu đen và trắng mới có thể được chuyển đổi thành gần bằng với tất cả các tần số không gian theo MTF.

EV (còn gọi là độ rọi)

EV là viết tắt của tiếng Anh Exposure Values, phản ánh lượng phơi sáng. Ban đầu được định nghĩa là: khi độ nhạy sáng là ISO 100, hệ số khẩu độ là F1 và thời gian phơi sáng là 1 giây, phơi sáng được định nghĩa là 0, phơi sáng giảm một cấp (thời gian màn trập giảm một nửa hoặc khẩu độ giảm một cấp), EV+1; Tăng độ phơi sáng thêm một bước (tăng thời gian màn trập gấp đôi hoặc tăng khẩu độ thêm một bước), EV-1.

tác dụng

Máy ảnh SLR hoặc DC có chức năng phơi sáng tự động, thông qua hệ thống đo sáng riêng để phát hiện chính xác cường độ ánh sáng của môi trường chụp. Sự kết hợp chính xác giữa giá trị khẩu độ + tốc độ màn trập sẽ được tính toán tự động. Để ảnh có thể được phơi sáng chính xác.

Tuy nhiên, trong một số điều kiện ánh sáng và bóng tối đặc biệt (chẳng hạn như điều kiện đèn nền), hệ thống quang trắc không thể đo chính xác đối tượng, do đó ảnh không thể được phơi sáng chính xác. Lúc này, chúng ta phải tuân theo kinh nghiệm về +/-EV, sự can thiệp của con người vào hệ thống phơi sáng tự động của máy ảnh. Để có độ phơi sáng chính xác hơn.

Sáu, AWB (Cân bằng trắng tự động)

Cân bằng trắng tự động là một khái niệm rất quan trọng trong lĩnh vực nhiếp ảnh truyền hình, có thể giải quyết một loạt vấn đề về tái tạo màu sắc và xử lý tông màu.

Nhiều người sử dụng máy ảnh kỹ thuật số sẽ gặp phải vấn đề như vậy: hình ảnh chụp trong phòng huỳnh quang sẽ có màu xanh lá cây, cảnh chụp dưới ánh đèn vonfram trong nhà sẽ có màu vàng và ảnh chụp trong bóng tối ban ngày lại có màu xanh không rõ nguyên nhân, nguyên nhân là do cài đặt "cân bằng trắng".

Cân bằng trắng tự động thường là cài đặt mặc định của máy ảnh kỹ thuật số và máy ảnh có sơ đồ hình chữ nhật phức tạp để xác định điểm tham chiếu cân bằng trắng trong ảnh để điều chỉnh cân bằng trắng. Độ chính xác của chế độ cân bằng trắng tự động này rất cao, nhưng hiệu ứng lại kém khi chụp trong điều kiện ánh sáng yếu, chẳng hạn như trời nhiều mây, nhiều hệ thống cân bằng trắng tự động hoạt động rất kém, có thể gây ra hiện tượng ảnh bị ám xanh.

7. Tiêu chuẩn ISO (Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế)

Tiêu chuẩn ISO là tiêu chuẩn do Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) phát triển. Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) là liên đoàn toàn cầu của các cơ quan tiêu chuẩn hóa quốc gia với 140 quốc gia thành viên. Theo điều lệ của tổ chức, mỗi quốc gia chỉ có thể có một trong những cơ quan tiêu chuẩn hóa đại diện nhất làm thành viên và Cục Giám sát Chất lượng và Kỹ thuật Nhà nước trước đây của Trung Quốc tham gia các hoạt động của ISO dưới danh nghĩa CSBTS.

8. ISO (tốc độ)

Độ nhạy sáng, còn được gọi là giá trị ISO, là thước đo độ nhạy sáng của phim, được xác định bằng cách đo độ nhạy và đo một số giá trị và gần đây đã được Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế chuẩn hóa. Đối với phim âm bản ít nhạy hơn, cần thời gian phơi sáng lâu hơn để có được hình ảnh tương tự như phim âm bản nhạy hơn, do đó chúng thường được gọi là phim âm bản chậm. Do đó, những phim âm bản có độ nhạy cao được gọi là phim âm bản nhanh. Trong cả nhiếp ảnh kỹ thuật số và âm bản, việc sử dụng độ nhạy sáng tương đối cao hơn để giảm thời gian phơi sáng thường dẫn đến chất lượng hình ảnh thấp hơn (do các hạt phim dày hơn hoặc nhiễu hình ảnh cao hơn hoặc các yếu tố khác).

9. Cường độ ánh sáng

Cường độ ánh sáng là một thuật ngữ vật lý dùng để chỉ thông lượng ánh sáng khả kiến nhận được trên một đơn vị diện tích. Độ rọi, đơn vị Lux (Lux hoặc lx). Một đại lượng được sử dụng để chỉ cường độ ánh sáng và mức độ bề mặt của vật thể được chiếu sáng.

Cường độ ánh sáng có ảnh hưởng lớn đến quá trình quang hợp của sinh vật. Nó có thể được đo bằng máy đo độ sáng.

10. Độ phân giải

Độ phân giải, còn được gọi là độ phân giải, có thể được chia thành độ phân giải hiển thị, độ phân giải hình ảnh, độ phân giải in và độ phân giải quét.

giới thiệu

Độ phân giải quyết định mức độ chi tiết trong hình ảnh bitmap.

Nhìn chung, độ phân giải của hình ảnh càng cao thì số lượng điểm ảnh càng nhiều, hình ảnh càng rõ nét và chất lượng bản in càng tốt. Đồng thời, nó cũng sẽ làm tăng không gian lưu trữ dành cho các tập tin.

đơn vị

Các đơn vị được sử dụng để mô tả độ phân giải là: dpi (điểm trên inch), lpi (dòng trên inch), ppi (pixel trên inch) và PPD (PPPixels trên độ). Nhưng chỉ có lpi mới mô tả được thang độ phân giải quang học. Mặc dù dpi và ppi cũng là đơn vị đo độ phân giải, nhưng chúng có ý nghĩa khác với lpi. Hơn nữa, lpi và dpi không thể chuyển đổi được mà chỉ có thể ước tính bằng kinh nghiệm.

Ngoài ra, ppi và dpi thường bị nhầm lẫn. Nhưng có sự khác biệt trong lĩnh vực họ sử dụng. Về mặt kỹ thuật, "pixel" chỉ tồn tại trong lĩnh vực hiển thị máy tính, còn "điểm" chỉ xuất hiện trong lĩnh vực in ấn hoặc in ấn.