Warning: getimagesize(banner/banner_4.jpg): failed to open stream: No such file or directory in /var/www/vhosts/fotocamera.ro/httpdocs/functii.php on line 106
inregistrare forum articole stiri despre site cautare 
utilizator

parola








  Linkuri
FORUM
DigitalWORLD.ro
FOTOdigital.ro


Introducere in optica fotografica
de Vladutz | 10 Iulie 2004


Preambul


Un instrument optic este un ansamblu de lentile, oglinzi si diafragme (sistem centrat), cu ajutorul caruia se obtin imagini ale diferitelor obiecte.


Din punct de vedere al naturii se clasifica in:


- instrunente care dau imagini reale (ochiul, aparatul fotografic si aparatul de proiectie, cu imagini ce pot fi prinse pe un ecran)
- instrumente care dau imagini virtuale (microscopul optic, luneta, telescopul, cu imagini ce sunt “culese” de catre ochi prin intermediul ocularului)

Termeni folositi


M a r i r e a


Este raportul dintre o anumita dimensiune liniara a imaginii si dimensiunea corespunzatoare obiectului.




y 2 – lungimea imaginii perpendiculare pe axa optica
y 1 – lungimea obiectului perpendicular pe axa optica

P u t e r e a


Este raportul dintre tangenta unghiului sub care se vede prin instrument un obiect si dimensiunea liniara a obiectului.



G r o s i s m e n t u l (marire ungiulara)


Este rapotul dintre tangenta unghiului sub care se vede un obiect prin instrument (diametrul aparent al imaginii) si tangenta unghuilui sub care se vede obiectul cand este privit cu ochiul liber (diametrul aparent al obiectului), asezat la distanta optima de citire ( d = 0,25 m).



P u t e r e a   s e p a r a t o a r e 

Este capacitatea instrumentului de a forma imagini distincte, separate, a doua puncte cat mai apropiate ale obiectului. Ea poate fi data ori de distanta minima dintre doua puncte ale obiectului ce se pot distinge in instrument, ori de unghiul minim dintre razele care vin de la doua asemenea puncte.





OBIECTIVUL


APARATULUI FOTOGRAFIC



Obiectivul este partea cea mai importanta avand rolul sa proiecteze pe senzorul CCD al aparatului digital sau pentru aparatele cu film, pe emulsia fotosensibila a filmului, o imagine cat mai clara. El poate fi format din una sau mai multe lentile alaturate din sorturi de sticla diferite. Cu o singura lentila nu se poate obtine o imagine convenabila datorita aberatiilor ca astigmatism, aberatie cromatica, distorsiune, coma, curbura imaginii spre margini, etc. Pentru corectie s-a ajuns la concluzia ca un obiectiv trebuie sa aibe 4-8 sau chiar 10 lentile, lipite intre ele cu rasini speciale.


In scopul evitarii pierderilor de lumina in acest complicat sistem optic, echivalent in final cu o lentila convergenta groasa, obiectivele moderne sunt acoperite cu unul sau mai multe straturi antireflectante, care le dau, datorita fenomenului de interferenta, o culoare albastrui-roscata. Acest tratament ajuta si la fotografierea color.


Exista o mare varietate de tipuri de obiective avand cele mai diverse destinatii.




In figura este reprezentat un obiectiv aplanat, format din 4 lentile, corectat pentru aberatia de sfericitate si cromatica.



Marimi caractistice



D e s c h i d e r e a   r e l a t i v a . 

Daca d este diametrul deschiderii utile a obiectivului (deschiderea diafragmei) si f distanta focala a lui, atunci raportul d/f se numeste deschidere relativa a obiectivului. De obicei pe montura obiectivului este notata deschiderea realtiva maxima. De exemplu un obiectiv cu f de 50 mm si deschidera maxima a diafragmei de 25 mm rezulta deschiderea relativa maxima este d max / f = 25:50; deci pe montura va fi scris 1:2.


Aceasta deschidere relativa maxima se mai numeste si luminozitate.



D i s t a n t a   f o c a l a. (focal length) 

Este cea mai importanta caracteristica a obiectivului fotografic, fiind determinata atat de curbura lentilei cat si de puterea sa de refractie. Ea se exprima in mm si se noteaza astfel: F – 50, F – 75, uneori in cm , de exp. F – 13,5 cm. S-au construit obiective cu diferinte distante focale, cuprinse intre 20 mm si 2000 mm.


Cu cat distanta focala este mai lunga, cu atat mai mare va fi si imaginea obiectului fotografiat, din acelas punct de statie, in schimb unghiul de camp , adica suprafata de imagine egal de luminoasa si clara cuprinsa in imagine este mai mic.



F,F,A,B,B`  ,A`



Acest unghi de camp depinde in o oarecare masura si de diafragma ( blenda ), dispozitiv destinat dozarii cantitatii de lumina care intra in aparat.



P r o f u n z i m e a   c a m p u l u i.  (DOF - depth of field) 


Se numeste distanta in limitele careia obiectele asezate la intervale diferite fata de obiectiv apar clare in imaginea formata pe senzorul CCD la aparatele digitale sau pe filmul fotosensibil la aparatele cu film, atunci cand punerea la punct se face pentru unul din aceste obiecte. Aceasta calitate depinde de distanta focala (profunzimea creste odata cu marirea distantei focale), de deschiderea utila a obiectivului (de micsorarea orificiului diafragmei), de distanta pana la obiectul pentru care s-a facut punerea la punct, precum si de neclaritatea maxima admisa la fotografiere.


Profunziea de camp denumita si zona de claritate se intinde inaintea si inapoia obiectului pentru care s-a facut punerea la punct.


Cu cat diafragma este mai inchisa, cu atat acest interval de neclaritate creste si de aceea, acolo unde lumina o permite, se va folosi o deschidere mica pentru o profunzime mare, mai ales pentru peisaje.


Pe montura aparatelor traditionale, unde reglarea obiectivului se face manual, se afla înscrisa o scara a distantelor, alta a diafragmelor, cu un reper cu ajutorul caruia se poate afla usor zona de claritate aparatului în functie de distanta pana la obiect.


Daca este bine corectat, un obiectiv fotografic formeaza cu mare precizie imaginea unui punct situat pe axul optic sau a unor multimi de puncte din vecinatatea axului, situate pe un plan perpendicular pe ax ( plan de punere la punct )




In figura, in planul E unde asteptam formarea imaginii se formeaza imaginile clare ale punctelor din planul ce trece prin punctul A1 , situat la distanta p1 de obiectivul L . Orice punct din afara acestui plan nu va mai da o imagine punctiforma în E, ci o pata circulara. Deci punctele A1 ' si A1 '' vor forma în planul unde se asteapta formarea imaginii (senzorul CCD sau emulsia fotografica) câte un cerc de difuzie, de raze r1 si r2 . Diametrul acestor cercuri îl reprezinta distantele din planul E de la A2 pana la punctul din acest plan prin care trece raza de lumina care ajunge în A2 ' , respectiv punctul din panul E prin care trece raza de lumina care ajunge în A2 '' .


Daca aceste raze geometrice sunt destul de mici, mai mici decât puterea separatoare a ochiului, cele doua pete circulare vor aparea ca fiind punctiforme pentru observatorul ce priveste direct imaginea deja proiectata. Raza maxima admisibila a petelor în acest caz este r = 0,1 mm. Daca imaginea obtinuta urmeaza sa fie marita, claritatea ei trebuie sa fie si mai riguroasa, admitându-se de obicei r = 1/30 mm.


Asadar, daca petele circulare formate de intersectia conurilor de lumina provenite din A1 ' si A1 '' cu planul unde se formeaza imaginea (senzorul CCD sau placa fotografica) au raza mai mica de 1/30 mm, aceste pete vor aparea ca imagini ale punctelor respective, necoplanare, pe planul imaginii, desi riguros vorbind, imaginile geometrice ale acestora se formeaza în spatele planului E, în A2 ' si respectiv în fata planului E, in A2 '' asa cum se vede în figura.


Datorita deci puterii separatoare limitate a ochiului omenesc, se pot obtine imagini clare în planul filmului, nu numai pentru punctele din planul punerii la punct, ci si pentru altele situate la o anumita “ adâncime ” de-a lungul axului optic.


Dar cât de mare este aceasta adâncime? Marimea X ce trebuie calculata, in cazul în care obiectivul a fost pus la punct pentru obiectul A1 se numeste profunzimea câmpului.


Astfel, tinem cont de faptul ca razele r1 si r2 sunt foarte mici si în urma unor calcule pur geometrice se obtine variatia profunzimii în functie de distanta pâna la obiect si deschiderea diafragmei h ( f - distanta focala ):



Dar în cazul obiectivului fotografic îmaginile obiectelor se formeaza foarte aproape de focar încât practic . Din aceasta cauza, marirea liniara , de unde:



Cum ro este foarte mic, se poate neglija termenul ro*ro, deci:



Notând D = 2 r diametrul petei circulare admisibile de in planul unde se formeaza imaginea si introducând diametrul 2h al diafragmei se obtine expresia des întâlnita în practica fotografica:



Relatia arata ca, fiind dat punctul A1 prin distanta de punere la punct p1 (adica o marire liniara data), profunzimea câmpului poate fi marita prin micsorarea deschiderii 2h a diafragmei obiectivului sau a deschiderii relative a lui, 2h / f .


De aceea, daca se doreste fotografierea, de exemplu, a unui grup numeros de persoane, se va alege o diafragma suficient de mica, astfel ca imaginea fiecarei persoane sa apara clar pe senzor sau film.


De asemenea, se constata ca profunzimea creste odata cu descresterea patratului maririi liniare, sau cu cresterea patratului distantei de fotografiere. Asadar, precautii mai mari privitoare la zona de claritate se vor lua mai ales la distante mai mici deoarece la aceste distante, aceasta zona este mai putin întinsa.









Bibliografie:



- Manualul de Fizica - clasa a XI-a (ed. Didactica si Pedagogica 1997)
- Laboratorul foto – film - ing. Dumitru Codaus (ed. Ion Creanga 1977)




Puteti descarca acest articol in format PDF aici

©FOTOcamera.ro 2004