Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

WHY RAINPOO

Kako hromatske aberacije i izobličenja utječu na slikovne datoteke

1.kromatska aberacija

1.1 Šta je hromatska aberacija

Kromatska aberacija je uzrokovana razlikom u propusnosti materijala. Prirodno svjetlo sastoji se od područja vidljive svjetlosti s rasponom talasnih dužina od 390 do 770 nm, a ostatak je spektar koji ljudsko oko ne može vidjeti. Budući da materijali imaju različite indekse prelamanja za različite talasne dužine obojene svjetlosti, svaka svjetlost u boji ima drugačiji položaj slike i uvećanje, što rezultira hromatizmom položaja.

1.2 Kako hromatska aberacija utječe na kvalitet slike

(1) Zbog različitih valnih duljina i indeksa loma različitih boja svjetlosti, objektna točka ne može biti dobro fokusirana u JEDNU savršenu točku slike, pa će fotografija biti zamagljena.

(2) Takođe, zbog različitog uvećanja različitih boja, na rubu točaka slike bit će "dugine linije".

1.3 Kako hromatska aberacija utječe na 3D model

Kada točke slike imaju "dugine linije", to će utjecati na softver za 3D modeliranje da se podudara s istom točkom. Za isti objekt, podudaranje tri boje može uzrokovati pogrešku zbog "duginih linija". Kada se ova greška akumulira dovoljno velika, uzrokovat će „raslojavanje“.

1.4 Kako eliminirati hromatsku aberaciju

Upotreba različitog indeksa loma i različite disperzije kombinacije stakla može eliminirati hromatsku aberaciju. Na primjer, koristite niski indeks loma i staklo s niskom disperzijom kao konveksne leće, a visok indeks loma i visoko disperzijsko staklo kao konkavne leće.

Takva kombinirana sočiva imaju kraću žarišnu daljinu na srednjoj valnoj dužini i dužu žarišnu daljinu na dugim i kratkim valnim zracima. Prilagođavanjem sferne zakrivljenosti sočiva, žarišne daljine plavog i crvenog svjetla mogu biti potpuno jednake, što u osnovi uklanja hromatsku aberaciju.

Sekundarni spektar

Ali hromatska aberacija ne može se u potpunosti eliminirati. Nakon upotrebe kombinirane leće, preostala hromatska aberacija naziva se "sekundarni spektar". Što je žarišna daljina sočiva duža, to je više preostalih hromatskih aberacija. Stoga se za zračne snimke koji zahtijevaju visoko precizna mjerenja, sekundarni spektar ne može zanemariti.

U teoriji, ako se svjetlosni pojas može podijeliti na plavo-zeleni i zeleno-crveni interval, a na ova dva intervala primijene akromatske tehnike, sekundarni spektar u osnovi može biti eliminiran. Međutim, proračunom je dokazano da ako je akromatska za zeleno i crveno svjetlo, hromatska aberacija plavog svjetla postaje velika; ako je akromatski za plavo i zeleno svjetlo, hromatska aberacija crvenog svjetla postaje velika. Čini se da je ovo težak problem i nema odgovora, tvrdoglavi sekundarni spektar ne može se u potpunosti eliminirati.

ApochromaticAPOtech

Srećom, teorijskim proračunima pronađen je način za APO, a to je pronalaženje posebnog materijala optičkih sočiva čija je relativna disperzija plavog svjetla na crveno vrlo mala, a plavog svjetla na zeleno vrlo velika.

Fluorit je tako poseban materijal, njegova disperzija je vrlo mala, a dio relativne disperzije blizak je mnogim optičkim staklima. Fluorit ima relativno nizak indeks loma, slabo je topiv u vodi, ima slabu procesnu sposobnost i hemijsku stabilnost, ali zbog svojih izvrsnih akromatskih svojstava postaje dragocjeni optički materijal.

Postoji vrlo malo čistog fluorita koji se može koristiti za optičke materijale u prirodi, zajedno sa njihovom visokom cijenom i poteškoćama u obradi, fluoritna sočiva postala su sinonim za vrhunska sočiva. Razni proizvođači sočiva nisu štedjeli napor da pronađu zamjene za fluorit. Fluoro-staklo je jedno od njih, a AD staklo, ED staklo i UD staklo su takve zamjene.

Kišne kamere Rainpoo koriste ED staklo izuzetno niske disperzije kao sočivo fotoaparata kako bi aberacija i izobličenje bile vrlo male. Ne samo da smanjuje vjerovatnoću raslojavanja, već je i efekt 3D modela znatno poboljšan, što značajno poboljšava učinak uglova zgrade i fasade.

2 Iskrivljenje

2.1 Šta je izobličenje

Iskrivljenje sočiva je zapravo općeniti pojam za izobličenje perspektive, odnosno izobličenje uzrokovano perspektivom. Ova vrsta izobličenja vrlo će loše utjecati na tačnost fotogrametrije. Napokon, svrha fotogrametrije je reproducirati, a ne pretjerivati, pa je potrebno da fotografije što više odražavaju istinske podatke o mjerilu značajki tla.

Ali budući da je ovo svojstveno sočivu (konveksna leća konvergira svjetlost, a konkavna leća divergira svjetlost), odnos izražen u optičkom dizajnu je: tangensni uvjet za uklanjanje izobličenja i sinusni uvjet za uklanjanje kome dijafragme ne mogu biti zadovoljeni na istovremeno, tako da se izobličenje i optička hromatska aberacija ne mogu potpuno eliminirati, već samo poboljšati.

Na gornjoj slici postoji proporcionalni odnos između visine slike i visine objekta, a omjer između njih je i uvećanje.

U idealnom slikovnom sistemu udaljenost između ravni objekta i sočiva ostaje fiksna, a uvećanje je određena vrijednost, tako da postoji samo proporcionalni odnos između slike i objekta, bez izobličenja.

Međutim, u stvarnom slikovnom sistemu, budući da sferna aberacija glavnog zraka varira s porastom kuta polja, uvećanje više nije konstanta na ravni slike para konjugovanih objekata, odnosno uvećanje u središte slike i uvećanje ruba nisu konzistentni, slika gubi sličnost s objektom. Ovaj nedostatak koji deformira sliku naziva se distorzija.

2.2 Kako izobličenja utječu na tačnost

Prvo, greška AT (zračna triangulacija) utjecati će na grešku oblaka gustih točaka, a time i na relativnu pogrešku 3D modela. Stoga je srednji kvadrat (RMS pogreške ponovnog projiciranja) jedan od važnih pokazatelja koji objektivno odražava konačnu tačnost modeliranja. Provjerom RMS vrijednosti može se jednostavno procijeniti tačnost 3D modela. Što je manja efektivna vrijednost veća je tačnost modela.

2.3 Koji su faktori koji utječu na izobličenje sočiva

žižna daljina
Općenito, što je veća žižna daljina sočiva s fiksnim fokusom, to su manja izobličenja; što je žarišna daljina kraća, to je veće izobličenje. Iako je izobličenje ultraduge sočiva sa žižnom daljinom (teleobjektiv) već vrlo malo, zapravo, kako bi se uzele u obzir visina leta i drugi parametri, žarišna duljina sočiva zračne kamere ne može biti toliko dugo.Na primjer, sljedeća slika je Sony objektiv od 400 mm. Možete vidjeti da je izobličenje sočiva vrlo malo, gotovo kontrolirano unutar 0,5%. Ali problem je u tome što ako koristite ovaj objektiv za sakupljanje fotografija u rezoluciji od 1 cm, a visina leta je već 820 m. Puštanje drona da leti na ovoj visini potpuno je nerealno.

Obrada sočiva

Obrada sočiva najsloženiji je i najprecizniji korak u procesu proizvodnje sočiva, koji uključuje najmanje 8 procesa. Predproces uključuje nitratni materijal-cijev preklopni pijesak viseće-brušenje, a naknadni postupak uzima premaz jezgrom-prianjanjem-tintom. Tačnost obrade i okruženje obrade direktno određuju konačnu tačnost optičkih sočiva.

Niska preciznost obrade fatalno utječe na izobličenja slike, što izravno dovodi do neravnomjernog izobličenja sočiva, koja se ne može parametrirati ili ispraviti, što će ozbiljno utjecati na tačnost 3D modela.

Instalacija sočiva

Slika 1 prikazuje nagib sočiva tokom postupka ugradnje sočiva;

Slika 2 pokazuje da leća nije koncentrična tokom postupka ugradnje leće;

Slika 3 prikazuje ispravnu instalaciju.

U gornja tri slučaja, postupci instalacije u prva dva slučaja su svi "pogrešni" sklopovi, koji će uništiti ispravljenu strukturu, što rezultira raznim problemima kao što su zamućeni, neravnomjerni zaslon i disperzija. Zbog toga je i dalje potrebna stroga kontrola preciznosti tokom obrade i montaže.

Postupak montaže sočiva

Postupak sastavljanja sočiva odnosi se na postupak ukupnog modula sočiva i senzora slike. Parametri kao što je položaj glavne točke orijentacijskog elementa i tangencijalno izobličenje u parametrima za kalibraciju kamere opisuju probleme uzrokovane pogreškom sklopa.

Općenito govoreći, može se tolerirati mali raspon pogrešaka u montaži (naravno, što je veća preciznost sklopa to bolja). Sve dok su parametri kalibracije precizni, izobličenje slike može se preciznije izračunati, a zatim se izobličenje slike može ukloniti. Vibracija takođe može uzrokovati lagano pomicanje sočiva i promjenu parametara izobličenja sočiva. Zbog toga tradicionalnu zračnu kameru treba popraviti i ponovo kalibrirati nakon određenog vremena.

2.3 Kosi objektiv kamere Rainpoo

Double Gauβ struktura

 Kosa fotografija ima mnogo zahtjeva za sočivo, da bude male veličine, lagane težine, malo izobličenja slike i hromatske aberacije, visoke reprodukcije boja i visoke rezolucije. Prilikom dizajniranja strukture sočiva, Rainpoo-ova leća koristi dvostruku Gauβ strukturu, kao što je prikazano na slici:
Struktura je podijeljena na prednji dio sočiva, dijafragmu i stražnji dio sočiva. Prednji i stražnji dio mogu se činiti "simetrični" u odnosu na dijafragmu. Takva struktura omogućava da se neke hromatske aberacije generirane sprijeda i straga međusobno ponište, tako da u kasnoj fazi imaju velike prednosti u kalibraciji i kontroli veličine sočiva.

Asferično ogledalo

Za kosu kameru integriranu s pet leća, ako se svaka leća udvostruči, kamera će težiti pet puta; ako se svaka sočiva udvostruči u dužini, kosa kamera će se barem udvostručiti. Zbog toga se prilikom dizajniranja moraju postići asferične leće kako bi se postigao visok nivo kvaliteta slike, a istovremeno osigurava da aberacija i zapremina budu što manji.

Asferične leće mogu fokusirati svjetlost raspršenu kroz sfernu površinu natrag u fokus, ne samo da mogu postići veću rezoluciju, povećati stupanj reprodukcije boja, već mogu i dovršiti korekciju aberacije s malim brojem leća, smanjiti broj sočiva kamera je lakša i manja.

Korekcija izobličenja tech

Greška u procesu sklapanja uzrokovat će povećanje tangencijalnog izobličenja sočiva. Smanjenje ove pogreške sklopa postupak je korekcije izobličenja. Sljedeća slika prikazuje shematski dijagram tangencijalnog izobličenja sočiva. Općenito, pomak izobličenja je simetričan u odnosu na donji lijevi - gornji desni kut, što ukazuje na to da leća ima kut rotacije okomit na smjer, što je uzrokovano pogreškama u sastavljanju.

Stoga je, kako bi osigurao visoku tačnost i kvalitetu slike, Rainpoo izvršio niz strogih provjera dizajna, obrade i montaže:

U ranoj fazi dizajna, kako bi se osigurala koaksijalnost sklopa sočiva, što je više moguće kako bi se osiguralo da se sve ravnine ugradnje sočiva obrađuju jednim stezanjem;

Korištenje uvezenih alata za tokarenje od legure na visoko preciznim tokarilicama kako bi se osiguralo da preciznost obrade dosegne nivo IT6, posebno kako bi se osiguralo da tolerancija koaksijalnosti iznosi 0,01 mm;

AchSva leća je opremljena setom visoko preciznih mjerača od čelika od volframovog čelika na unutarnjoj kružnoj površini (svaka veličina sadrži najmanje 3 različita standarda tolerancije), svaki se dio strogo pregledava, a tolerancije položaja poput paralelnosti i okomitosti otkrivaju se pomoću trokoordinatni mjerni instrument;

④Nakon što se proizvede svaka leća, mora se pregledati, uključujući rezoluciju projekcije i testove grafikona, te razne pokazatelje kao što su rezolucija i reprodukcija boje sočiva.

RMS Rainpoo sočiva tec