Para os entusiastas da fotografia ou os praticantes da visão automática, a lente é como um olho humano.MTF - muitas vezes deixa as pessoas deslumbradasEstes parâmetros não são apenas números frios, eles coletivamente determinam o que você finalmente vê na imagem.Este artigo irá ajudá-lo a entender os parâmetros básicos das lentes ópticas e descobrir os segredos por trás da qualidade da imagem.

1, Três elementos básicos: distância focal, abertura e profundidade de campo

1. Distância focal
O comprimento focal, geralmente representado por f, é a identificação mais fundamental de uma lente.refere-se à distância (em milímetros) do centro óptico da lente até ao plano focalMas de uma perspectiva prática, a distância focal determina dois efeitos-chave: ângulo de visão e ampliação.

Distância focal curta (angulo largo): pequeno valor numérico (como 16 mm), grande ângulo de visão, capaz de acomodar uma cena mais ampla, mas objetos distantes parecem menores.Apto para fotografias de paisagens ou espaços interiores com espaço limitado.

Longa distância focal (telefoto): Com um grande valor (como 200 mm) e um ângulo de visão estreito, é como um telescópio que pode ampliar e diminuir objetos distantes.Para filmar eventos desportivos ou animais selvagens.

Deve notar-se que o tamanho do sensor afetará o ângulo de visão real.o ângulo de visão será estreito devido ao sensor capturando apenas a parte central da imagem, que equivale a multiplicar a distância focal por 1,5 (distância focal equivalente).

2Apertura
A abertura é um buraco dentro da lente usado para controlar a quantidade de luz que entra.4, F2.8- F5.6Há aqui uma regra contra-intuitiva: quanto menor o valor de F, maior a abertura.
Fluxo de luz: quanto menor o valor F, mais luz entra, dando-lhe uma vantagem em fotografar em ambientes de pouca luz e permitindo maiores velocidades de obturação para evitar tremores nas mãos.
Sequência de coeficiente de abertura: A sequência padrão de valores de F (como 1.4Dois, dois.8Quatro, cinco.6... tem uma diferença de duas vezes a quantidade de luz entrante para cada dois níveis adjacentes.

3Profundidade de campo
Quando se foca no objeto, a distância de imagem clara na frente e atrás do objeto é a profundidade de campo -1-3.que também são ferramentas poderosas para os fotógrafos para criar efeitos borrosos:
Abertura: quanto maior a abertura (quanto menor o valor F), menor a profundidade de campo (quanto mais pronunciado o desfoque do fundo);Quanto maior a profundidade de campo (escenas dianteiras e traseiras claras).
Distância focal: Quanto maior a distância focal, menor a profundidade de campo; quanto menor a distância focal, maior a profundidade de campo.
Distância de disparo: Quanto mais próxima a lente estiver do objeto, menor será a profundidade de campo.

2Campo de visão e distorção: ângulo e distorção do campo de visão

4Ângulo do campo de visão
O ângulo de campo de visão refere-se ao ângulo da faixa de cena que a lente pode cobrir -6 graus.
Na visão artificial, o ângulo horizontal do campo de visão (ω H) pode ser calculado usando o tamanho do sensor (h) e a distância focal (f): ω H=2 tan −1 (h/2f) -6.se você quiser ver uma faixa maior na mesma distância, você precisa de uma distância focal mais curta ou um sensor maior.
5- Deformação.
A distorção refere-se ao grau de distorção de uma imagem, que não afeta a clareza, mas apenas afeta a forma.
Deformação do barril: a imagem se assemelha a uma bola inflada que se expande para fora e uma linha reta que se dobra para fora.
Deformação do travesseiro: a imagem se assemelha aos quatro cantos de um travesseiro encolhendo para dentro e linhas retas curvando para dentro.
Os sistemas de medição de alta precisão devem utilizar lentes de baixa distorção, caso contrário é necessária uma calibração por software.

3Indicadores essenciais da qualidade da imagem: resolução e MTF

6Resolução
No campo das lentes, a resolução refere-se à capacidade de uma lente distinguir detalhes de objetos, medida em "pares de linhas por milímetro" (lp/mm),o que significa quantas linhas pretas e brancas podem ser distinguidas por milímetro de distância.
Se a resolução da lente for muito baixa, mesmo que os pixels da câmera sejam altos, ela não poderá apresentar detalhes.De acordo com o teorema de amostragem de Nyquist, o tamanho da linha da lente deve ser aproximadamente 2 vezes o tamanho do pixel.

7. Curva MTF
A MTF (Modulation Transfer Function) é a ferramenta mais científica e abrangente para avaliar a qualidade da imagem da lente.Não é como um único valor de resolução que descreve apenas a resolução final, mas reflete a capacidade da lente de transmitir contrastes.
Eixo horizontal: distância do centro da imagem (altura da imagem).
Eixo vertical: capacidade de restauração do contraste (1 para restauração perfeita, 0 para perda completa).
Técnica de interpretação: quanto maior a curva, melhor o contraste e a resolução da lente; quanto mais plana a curva, melhor a consistência entre o centro e as bordas da tela.

4Não se trata apenas de tirar fotos.

No domínio da fotografia profissional ou da visão artificial, existem também alguns parâmetros que são cruciais:
8Distância focal traseira e distância da flange
A distância focal traseira refere-se à distância entre a superfície da última lente da lente e o ponto focal, que é -1.É importante prestar atenção se a distância da flange (a distância do plano de montagem ao ponto focal) correspondePor exemplo, ao instalar uma lente de interface C (com uma distância de flange de 17,526 mm) numa câmara de interface CS, é necessário instalar uma camada.

9Ângulo de luz principal.
O ângulo principal de raios (CRA) refere-se ao ângulo entre o raio principal emitido pela lente e o eixo óptico, que é:A fim de garantir que a luz pode ser recebida suavemente pelo "bem" dos pixels do sensor, a CRA da lente deve ser menor ou igual à CRA da câmera, caso contrário, haverá cast de cor ou escurecimento nas bordas da imagem (ou seja, fenômeno de sombreamento de cor).

10Lente telescópica
Em uma lente normal, quanto mais perto um objeto está da lente, maior é a imagem.A lente telecêntrica é projetada com um caminho óptico especial para garantir que a ampliação de imagem permaneça constante dentro de um certo intervalo de distância do objeto, eliminando assim a paralaxe e tornando-se a escolha preferida para medições de alta precisão.