Нажмите "Enter" для пропуска содержимого

Фокусное расстояние глаза человека: Человеческий глаз

Содержание

Человеческий глаз

Человеческий глаз — сложная оптическая система. Любая оптическая система – это система линз.Линзы человеческого глаза -роговица и хрусталик. Каждая линза имеет свое фокусное расстояние фокус, на котором формируется четкое изображение при преломлении световых лучей от бесконечно удаленных предметов. Это величина постоянная. В здоровом глазу фокусное расстояние равно 23,5-24 мм. На этом расстоянии располагается сетчатка глаза. Такой глаз видит четко. От сетчатки по зрительному нерву информация об увиденных предметах передается для анализа в головной мозг.

Здоровый глаз – изображение формируется четко на сетчатке глаза, острота зрения 100%, легко читает 10 строчек при проверке остроты зрения.

Основные причины плохого зрения.

Близорукость (миопия — лат. название) – изображение формируется перед сетчаткой. Причиной может быть либо увеличение длины глаза или большая преломляющая сила линз глаза (роговицы или хрусталика), при этом фокусное расстояние будет небольшим. Зрение будет нечетким вдаль.

Дальнозоркость(гиперметропия) – изображение формируется за сетчаткой, фокусное расстояние меньше 23,5-24 мм, роговица слабой оптической силы. Изображение будет нечетким.

Астигматизм – роговица имеет два различных преломления света- разные оптические силы перпендикулярные друг другу, соответственно два фокусных расстояния.Изображение получается не ввиде точки, а ввиде прямой.Изображения частично четкое, частично нет.

Пресбиопия (возрастные изменения) — после 40 лет у любого человека происходят активные изменения в организме. Меняется прозрачность хрусталика, нарушается эластичность тканей, теряется способность фокусировать изображение. Появляется необходимость использовать очки на ближних и средних дистанциях. С годами возрастные изменения прогрессируют и теряется четкость изображения вдаль. Появляется необходимость использовать очки для дали вместе с очками для близи и очками на средних расстояниях.

Близорукость и пресбиопия. Если исходно у человека была близорукость, то после 40 лет он использует очки вдаль и снимает их вблизи, приближая текст близко к глазам. Это приводит к развитию скрытого косоглазия и дискомфорту. Не допустить это возможно только использованием очков для близи.

Дальнозоркость и пресбиопия. Для четкости изображения используются очки с увеличением исходной оптической силой от 0,5 диоптрий и больше в зависимости от возраста. Появляется потребность в дополнительной коррекции на средних расстояниях.

Астигматизм и пресбиопия. В зависимости от исходных данных и возраста к астигматической составляющей буде присоединяться необходимая коррекция для четкости видения на разных дистанциях.

Фокусное расстояние глаза. Какое же оно? / Хабр

Перед началом статьи обращаюсь к маленьким фотографам — запасайтесь огнетушителями.

Поехали!

В этой статье я постараюсь обойтись без аналогий глаза с фотоаппаратом и мозга с компьютером. Почему?
С самых первых попыток изучения мозга человеком люди искали аналогии для облегчения понимания/объяснения его работы. Для каждой эпохи были свои примеры — человек сравнивал мозг с самым сложным устройством своего времени:

— паровые машины,
— ламповая техника,
— сегодня это компьютеры,
— в будущем…
Обратимся за материалом к учебникам по физиологии, дабы избежать ненужных заблуждений.

Глаз как оптическая система




На этом рисунке добавил пояснения для удобства.

Начнём с руководства по офтальмологии.
Суммарная преломляющая сила всей оптической проводящей системы глаза называется физической рефракцией.
Диоптрии всех оптических сред глазного яблока:
— роговица ~ 43 дптр,

— передняя камера ~ 3 дптр,
— хрусталик ~ 19-33 дптр,
— стекловидное тело ~ 6 дптр.
Передняя камера заполнена водянистой влагой — жидкостью по оптическим свойствам близкой к воде. (Ремизов А.Н. «Медицинская и биологическая физика» с.384)
Необходимо понимать, что первые три среды являются собирающими свет, а стекловидное тело рассеивает его, поэтому при расчёте мы отнимаем это значение.

Сила преломления рассчитывается в диоптриях по простой формуле из геометрической оптики:
Д=Др+Дп.к+Дхр-Дст.т.= 43+3+19-6=59 дптр

Значение хрусталика в этом расчёте принято 19 дптр, так как оно соответствует его рефракции в расслабленном состоянии, когда мы смотрим в даль.

Дальше переводим диоптрии в миллиметры:
F=1/Д=1/59=0,0169 м=17 мм.

Вывод: фокусное расстояние глаза человека ~17 мм.

На этапе изучения оптических свойств глаза мы имеем значение ~17 мм.
Цитата — «Возьмем случай, где средняя физическая рефракция (60,0D) в глазном яблоке с передне-задним размером средней величины (23 мм). Нетрудно подсчитать, что при толщине роговицы около 1 мм, глубине передней камеры около 3 мм и отрезке от переднего полюса хрусталика до узловой точки 2 мм, от последней до сетчатки остается как раз 17 мм, что и обеспечит фокусировку параллельных лучей в центральной ямке желтого пятна, так как совпадает с главным фокусным расстоянием.»

С.А.Рухлова «Основы офтальмологии» 2006 г.

Но, думаю, кто-то возразит — фокусное расстояние должно быть около 50мм!

Почему должно и почему некоторым так кажется? Для ответа на этот вопрос мы двинемся дальше — в зрительную кору.

Зрительная кора

Дэвид Хьюбел и Торстен Визель в своих знаменитых работах по физиологии зрения установили, что путь сетчатка->ЛКТ->первичная зрительная кора имеет топографическую организацию.
Это говорит нам о том, что порядок, в котором волокна зрительного нерва выходят из сетчатки сохраняется и в коре V1.
А визуализировать это утверждение смог Р. Тутелл. Для этого он взял макака, нашпиговал его транквилизаторами и в течение 45 минут показывал мишень с тремя радиальными кружками. Обезьян смотрел на рисунок только одним глазом. Перед всей этой затеей животному сделали инъекцию радиоактивной 2-дезоксиглюкозы.

Так как нейроны питаются исключительно глюкозой, то можно легко отследить самые активные клетки — они потребляют больше всего сахара.
После этого первичную зрительную кору макаки растянули, заморозили и проявили радиоактивные метки.
Результат на рисунке ниже.

Самый маленький кружок в центре мишени на топографической проекции в коре занимает площадь совсем немного меньше, чем площадь внешнего круга. У человека этот эффект ещё более выражен — центральная часть поля зрения проецируется на бОльшие площади в коре.
Для облегчения понимания был создан такой рисунок:

Здесь прекрасно видно, как увеличивается изображение с центра сетчатки.
Сделаю ударение на том, что это не оптическое, а кортикальное увеличение.

Подведём итог:
— фокусное расстояние ~17 мм,
— охват поля зрения одного глаза по горизонтали 140 – 160˚,
— изображение с центральной части сетчатки создаёт в коре ощущение(феномен) увеличенной картинки, хотя оптически проекция равномерная.

UPD:

И всё же, для успокоения тех, у кого подгорает от 17 мм — выше была дана цифра фокусного расстояния для

ВСЕГО глаза и для ВСЕГО поля зрения.
Чёткое зрение у нас только в центральной части сетчатки, которая называется Fovea. Угловое разрешение этой части сетчатки 1˚40′. Когда мы смотрим на мир вокруг(читаем текст, разглядываем пейзаж), то практически всегда наше внимание находится в этой маленькой точке с угловым разрешением около 1 градуса. Да, сознательно мы можем сместить внимание хоть на край сетчатки — там, где картинка совсем нечёткая. Но расширить зону внимания невозможно — такова физиология зрительной коры и феноменология построения той картинки, которую мы видим в итоге. И исходя из этого зрительного опыта создаётся впечатление о более узком поле зрения(длинном фокусном расстоянии), чем есть на самом деле.

Литература:
В.В.Вит «Строение зрительной системы человека» 2003 г.
Е.А.Егоров «Офтальмология» 2010 г.
С.А.Рухлова «Основы офтальмологии» 2006 г.
Новохатский А.Г. «Клиническая периметрия», 1973 г.
Дэвид Хьюбел — «Глаз, мозг, зрение»
Стивен Палмер — «От фотонов к феноменологии»
Баарс Б., Гейдж Н. — «Мозг, познание, разум»
Джон Николлс, А. Мартин, Б. Валлас, П. Фукс — «От нейрона к мозгу»
Майкл Газзанига — «Кто за главного?»

Ссылки:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S089662730700774X
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10944/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5446894/

https://books.google.com/books?id=_yYrIBT42BkC&pg=PA414

Какое фокусное расстояние объектива наиболее близко напоминает перспективу человеческого глаза?

Я помню, как смотрел в видоискатель одним глазом, а вокруг — другим, полагая, что он будет соответствовать «естественному» размеру. Это было около 55 мм. Но это не обязательно правильно …

Плюс это зависит от характера печати! Посмотрите на окончательный вариант. Скажем, фото 4 на 6, на расстоянии чтения. Держите его так, чтобы расстояние до глаза оставалось одинаковым, и оно должно выглядеть точно так же, как проволочная рама (окно) в исходном положении.

Так что это зависит от размера отпечатка и расстояния просмотра. Обрезка изменяет это, а это означает, что вам понадобится более короткая линза, если вы планируете поля для обрезки позже. Современный компьютерный просмотр, вероятно, отличается от «печати», и даже 4 на 6 — это не то, что использовалось для этого.

Если вы хотите, чтобы люди не выглядели смешно, используйте определенную длину телефото.

Задняя часть глаза не является плоской, и проекция не «корректируется» (но отображение того, какой пиксель находится там, где не действует эффект проецирования), так что на самом деле такой вещи нет без специального оборудования. Однако на расстоянии считывания сканирование макулы над «окном» дает эффект, довольно близкий к плоскому, за исключением того, что у вас два глаза, и они не могут совмещаться одновременно, а восприятие корректируется с учетом расположения глаз. против оси вращения головы, и это показывает видимые различия, если вы прослеживаете окно против удержания обычной фотографии.

Но чтобы быть точным в том, что имеется в виду, и чтобы показать, что это правильно, «окно» — это определение, которое нужно использовать. Это то, что делают режиссеры, когда они протягивают руку, чтобы определить углы кадра.

Если отпечаток удерживается таким образом, что лицо человека в натуральную величину (поместите его там, где должно быть окно), оно выглядит нежелательным, если вы находитесь ближе к отпечатку / окну, чем если бы вы обычно смотрели на человека.

Какое фокусное расстояние объектива наиболее близко напоминает перспективу человеческого глаза?

Я помню, как смотрел в видоискатель одним глазом, а вокруг — другим, полагая, что он будет соответствовать «естественному» размеру. Это было около 55 мм. Но это не обязательно верно …

Плюс это зависит от характера печати! Посмотрите на окончательный вариант. Скажем, фото 4 на 6, на расстоянии чтения. Поднимите его, оставив расстояние до глаза одинаковым, и оно должно выглядеть точно так же, как в исходном положении проволочной рамки (окна).

Так что это зависит от размера отпечатка и расстояния просмотра. Обрезка изменяет это, а это означает, что вам понадобится более короткая линза, если вы планируете поля для обрезки позже. Современный компьютерный просмотр, вероятно, отличается от «печати», и даже 4 на 6 — это не то, что использовалось для этого.

Если вы хотите, чтобы люди не выглядели смешно, используйте определенную длину телефото.

Задняя часть глаза не является плоской, и проекция не «корректируется» (но отображение того, какой пиксель находится там, где не действует эффект проецирования), так что на самом деле такого не бывает без специального оборудования. Однако на расстоянии считывания сканирование макулы над «окном» дает эффект, довольно близкий к плоскому, за исключением того, что у вас два глаза, и они не могут совмещаться одновременно, а восприятие корректируется с учетом расположения глаз. против оси вращения головы, и это показывает видимые различия, если вы проследите окно против удержания обычной фотографии.

Но чтобы быть точным в том, что имеется в виду, и чтобы показать, что оно точное, «окно» — это определение, которое нужно использовать. Это то, что делают режиссеры, когда они протягивают руку, чтобы определить углы кадра.

Если отпечаток удерживается таким образом, что лицо человека в натуральную величину (поместите его там, где должно быть окно), оно выглядит нежелательным, если вы находитесь ближе к окну печати / окну, чем вы бы обычно смотрели на человека.

Физиология глаза — Офтальмика

Есть люди с очень низким зрением у которых роговица, водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело прозрачны, нет нарушений со стороны зрительных путей и мозговых центров, а также световоспринимающих элементов сетчатки. Плохое зрение этих людей обусловлено нечеткостью изображения на сетчатке в связи с рефракционными особенностями глаза. Различают физическую и клиническую рефракцию.

Физическая рефракция — это преломляющая сила оптической системы глаза, выраженная в диоптриях. Диоптрия (дптр) — единица измерения силы оптической системы. Одна диоптрия (1,0 дптр) равна силе двояковыпуклой линзы с фокусным расстоянием 1 метр. Чем короче фокусное расстояние, тем сильнее преломляющая сила линзы и чем слабее преломляющая сила линзы, тем длиннее ее фокусное расстояние. (Линза в 2,0 дптр имеет фокусное расстояние 50 см, в 4,0 дптр — 25 см, в 10,0 дптр — 10 см и т.д.)

В диоптриях можно измерить и преломляющую силу вогнутых линз. Рассчитать силу вогнутых линз можно путем компенсации ими преломления, даваемого выпуклыми оптическими стеклами.

Вогнутая линза, компенсирующая выпуклую линзу в 1,0 дптр, т.е. восстанавливающая параллельное направление преломленного выпуклой линзой параллельного пучка лучей силой в 1,0 дптр., имеет ту же оптическую силу в, но с обратным знаком. Такую вогнутую линзу называют линзой в 1,0 дптр. Линза в -1,0 дптр рассеивает пучок параллельных световых лучей настолько же, насколько их собирает линза в +1,0 дптр.

Светопреломляющий аппарат глаза — это роговица, водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело.

Всякая сложная преломляющая система характеризуется своими кардинальными точками, которые и определяют диоптрический эффект системы. В ней имеется шесть кардинальных точек — две фокусных (задняя и передняя), две узловых и две главных.

Фокусные точки — это точки, в которых собираются параллельные лучи, преломившиеся в системе. Следовательно, задний фокус в глазу будет находиться в точке, в которой после преломления собираются параллельные лучи, идущие в глаз спереди. Если на систему глаза упадет параллельный пучок сзади, то после преломления он соберется в передний фокус.

Узловые точки — это точки, через которые лучи проходят, не преломляясь. Главные точки — это точки, где начинается преломление.

В преломляющей системе глаза задняя узловая точка находится близко от передней узловой, а задняя главная — очень близка к передней главной точке, поэтому упростив оптическую систему глаза можно принять, что имеется одна главная точка, расположенная в передней камере в 2 мм от роговицы, одна узловая в 7 мм позади роговицы (немного впереди заднего полюса хрусталика) и две фокусные — задняя (на 23-24 мм кзади от передней поверхности роговицы) и передняя (в 15-17 мм впереди глаза).

Чтобы изучить преломляющую систему глаза, нам нужно определить прежде всего показатели преломления водянистой влаги и хрусталика, радиусы кривизны передней поверхности роговицы, передней и задней поверхностей хрусталика, толщину хрусталика и роговицы, глубину передней камеры и длину анатомической оси глаза.

Радиус кривизны роговицы в среднем — 7,8 мм. Глубина передней камеры — 3,0 мм. Радиус передней поверхности хрусталика — 10 мм, задней — 6 мм. Толщина хрусталика — 3,6-5,0 мм.

Показатель преломления водянистой влаги — 1,33.

Показатель преломления хрусталика — 1,43.

Средняя преломляющая сила глаза у новорожденных 77,0-80,0 дптр (по Е.И. Ковалевскому), у старших детей и взрослых — 60,0 дптр с вариацией в пределах 52,0-68,0 дптр.

Клиническая рефракция — это отношение передне-задней оси глаза к силе преломляющего аппарата.

Если фокус параллельных лучей, преломившихся в системе глаза, окажется на сетчатке, то это значит, что длина фокусного расстояния данной преломляющей системы глаза совпадает с длиной передне-задней оси глаза. Это так называемая соразмерная рефракция — эмметропия (Emmetropia).

Если параллельные лучи, преломившись в линзе, соберутся впереди сетчатки, это значит, что фокусное расстояние не совпадает с длиной передне-задней оси глаза. В данном случае глаз длиннее, чем это требует сила его преломляющего аппарата. Это несоразмерная рефракция — миопия (Myopia).

Если параллельные лучи соберутся сзади сетчатки, т.к. длина фокусного расстояния преломляющего аппарата глаза больше длины передне-задней оси глаза, т.е. преломляющий аппарат слаб для глаза, который короче, чем это нужно для данной системы — это несоразмерная рефракция — гиперметропия (Hypermetropia).

Соответственно расстоянию фокуса аметропического глаза от сетчатки различают слабые, средние и сильные степени аномалий рефракции. При слабой степени аметропии острота зрения нарушается незначительно, хотя не может быть полной из-за небольшого круга светорассеяния (каждая светящаяся точка дает кружок светорассеяния тем большего диаметра, чем дальше расположен фокус от сетчатой оболочки и, следовательно, более низкую остроту зрения). Миопия и гиперметропия включены в понятие аметропия.

При средних степенях аметропии имеет место большая потеря зрения. При высокой степени аметропии острота зрения всегда очень низкая, т.к. фокус очень далеко расположен от сетчатой оболочки.

Миопия:

  • слабая степень — до 3,0 дптр;
  • средняя степень — до 6,0 дптр;
  • высокая степень — свыше 6,0 дптр.

Гиперметропия:

  • слабая — до 2,0 дптр;
  • средняя — от 2,0 до 5,0 дптр;
  • высокая — выше 5,0 дптр.

В миопическом глазу параллельные лучи собираются впереди сетчатки. Такому глазу необходимы лучи, требующие большего преломления, чем параллельные. Тогда преломляющая сила окажется недостаточной чтобы собрать эти лучи в свой главный фокус, т.е. впереди сетчатки, а соберет дальше, т.е. на сетчатке. Такими лучами являются расходящие лучи, расположенные ближе бесконечности. При приближении точки исходящие из нее лучи попадут на сетчатку. Эта точка и будет для данного глаза дальнейшей точкой ясного зрения.

В гиперметропическом глазу параллельные лучи соберутся сзади глаза. Этому глазу надо послать лучи, которые требуют меньшего преломления, чем параллельные. Такими лучами являются сходящиеся лучи до попадания в глаз. Такие лучи должны сходиться еще до глаза, чтобы после преломления в глазу они собирались как раз на сетчатке. Сходящиеся лучи находятся дальше бесконечности, т.е. в отрицательном, не существующем пространстве.

При миопии в 1,0 дптр дальнейшая точка ясного зрения находится на расстоянии метра от глаза. При миопии больше 1,0 дптр — еще ближе. У миопа дальнейшую точку ясного зрения можно определить самым простым способом. Больному предлагают читать книгу в хорошо освещенном помещении. Врач постепенно отходит от него с книжкой в руках. Самое большое расстояние, на котором испытуемый в состоянии еще разбирать шрифт, показывает положение дальнейшей точки ясного зрения.

Как захватить именно ту сцену, как мои глаза могут видеть?

Один из вопросов, пытаясь подражать человеческому взору на фотографии, является поле зрения.

Точки зрения мы видим, что функция относительного фокусного расстояния-это по большому счету примерно точки зрения 50мм объектива на полный кадр датчика или 32мм на ДХ датчик, но тогда проблема вовсе’т зрения, это’s в поле зрения. Думаю, что картины, которые вы видите в 50мм и теперь расширить поле зрения, как это было бы при съемке панорамы.

Если вы взяли на «человека» по фотографии, вы бы увидели, почти на 180 градусов по горизонтали и около 120 градусов по вертикали, тем не менее, поддерживаем точки зрения среднего фокусного расстояния.

Взять эту грубую схему глаз (зеленый) и цифровой зеркальной датчик (синий). Вы’МР обратите внимание, что фокусное расстояние точно такое же, как для медиумов, около 17 мм, но угол, что сетчатка расширяет круг гораздо больше чем у датчика.

Он видит большее поле зрения, с тем же фокусным расстоянием. Это почему датчик ДХ приравнивает к в поле зрения в 1,6 раза меньше, чем у 35-мм сенсор, но в то же фокусное расстояние, перспектива не меняется. Он просто захватывает меньшую площадь сцены.

Панорамы-это способ эмуляции поле зрения что-то вроде человеческого глаза, сохраняя при этом льстить и более реалистичной точки зрения.


Следующий вопрос — динамический диапазон. Средний динамический диапазон цифровых зеркальных размера датчиков примерно 11 остановок света. Это означает, что он может записать различие между 11 удвоений интенсивности света. 1, 2, 4, 8, 16, 32, и т. д. Насколько точна другая история. 14 бит лучше, чем 12, А 12 лучше, чем 8 бит, но аналог даже лучше, чем 14-битный цифровой.

В то время как полную профессиональную рама способна снимать до и свыше 13 остановок на хороший день, является внушительный по современным меркам, это не’т даже приблизиться к человеческому глазу.

Человеческий глаз порой способен различать разницу между примерно 18 до 20 остановок интенсивности, в очень сырую измерения. Это означает, что черная тень, что видит ваша камера может быть легко увидеть в деталях человеческим глазом, в то же время видеть яркие детали в сцене*. Это когда динамический диапазон цифрового датчика в настоящее время падает.

Он просто не может отличить такие дико разные интенсивности света одновременно. Иногда это’s так плохо, что вы с У К либо выставить на мелирование или выставить на тени и сосать его, даже когда своими глазами можно увидеть, как хорошо.

HDR-это способ эмуляции динамического диапазона человеческого глаза, но все еще ограничены средства, на котором он рассматривается, а также способа его обработки.


Другой вопрос, что пока он’ы прогулка в парке для нас, так как наш мозг устроен так, чтобы видеть этот путь, только ямка видит в мельчайших подробностях. Периферийное зрение, а стороны, и в первую очередь там, чтобы увидеть движения, которые могут помочь нам определить, что происходит вокруг нас или предупредить нас об опасности и начинают борьбу или ответ полета.

Если вы были имитировать это на фотографии, то изображение будет иметь небольшой зоны фокусировки в центре, и изображение быстро стирается, как вы двигаться к краям.


Есть и другие вопросы, которые я либо не затронуты, либо не знаю о себе, но я думаю в конце дня, фотография на самом деле не означало, чтобы «повторить» и человеческий опыт, это’s означает, чтобы захватить момент, чтобы создать реакцию или эмоцию, или фотографировать, или получить большую зарплату от клиента 🙂

Геометрическая оптика: глаз и очки

В этой статье решаем задачи про очки – несложные. Глаз – это тоже линза, и если фокусное расстояние этой линзы избыточное или недостаточное, то очки могут поправить дело.

У хорошо видящего человека лучи света, попадающие в глаз, преломляются хрусталиком так, что попадают прямо на сетчатку – фокус хрусталика располагается на сетчатке глаза. Такому человеку очки не нужны.

Если фокус хрусталика расположен перед сетчаткой – то человек близорук. Чтобы он хорошо видел, нужно увеличить фокусное расстояние хрусталика. В этом может помочь дополнительная рассеивающая линза очков, у которой фокусное расстояние отрицательно. Формула линзы для близорукого человека

   

Близорукий человек хорошо видит близкие предметы, и плохо – далеко расположенные.

Нормальный, близорукий и дальнозоркий глаз

У дальнозоркого человека фокусное расстояние хрусталика таково, что световые лучи сходятся за сетчаткой – слишком далеко, и, чтобы он хорошо видел, нужно уменьшить это фокусное расстояние с помощью дополнительной собирающей линзы. Формула линзы для дальнозоркого человека

   

Дальнозоркий человек плохо видит близкие предметы, и хорошо – далеко расположенные.

Задача 1. Дальнозоркий человек не испытывает дискомфорта, глядя на предметы, расположенные от его лица на расстоянии не менее одного метра. Какой оптической силы очки для чтения ему необходимы?

Пусть – расстояние от глаза до предмета, равное 1 м, а м – расстояние наилучшего зрения. Составим систему из двух уравнений для двух ситуаций: рассматривания предмета без очков и чтения в очках.

   

Так как расстояние наилучшего зрения для этого человека больше 25 см, то он дальнозорок и для него нужны очки с собирающей линзой, в уравнении перед слагаемым оптической силы очков поставим «+»:

   

Вычтем из второго уравнения первое:

   

   

   

Ответ: очки с линзами 3 дптр.

Задача 2. Близорукий человек отчетливо видит предметы, расположенные от его глаз на расстоянии не более см. Какие очки для дали он использует?

Так как расстояние наилучшего зрения для этого человека меньше 25 см, то для него нужны очки с рассеивающей линзой, в уравнении перед слагаемым оптической силы очков поставим «-»:

Снова составляем такую же систему:

   

Из первого уравнения имеем:

   

Тогда из второго уравнения получаем

   

В ответ запишем «-5», так как линза рассеивающая.

Ответ: -5 дптр.

Задача 3. Забыв очки, человек читает газету, приближая текст к глазам на расстояние см. Какие очки для чтения он использует?

Так как расстояние наилучшего зрения для этого человека меньше 25 см, то он близорук и для него нужны очки с рассеивающей линзой, в уравнении перед слагаемым оптической силы очков поставим «-»:

   

Вычитая уравнения, получим

   

   

   

В ответ запишем «-2,25», так как линза рассеивающая.

Ответ: -2,25 дптр

 

Задача 4. Пределы аккомодации глаза близорукого человека лежат между см и см. В очках он хорошо видит удаленные предметы. На каком минимальном расстоянии он может держать книгу при чтении в тех же очках?

Сначала рассмотрим вторую ситуацию: человек смотрит на бесконечно удаленные предметы и видит их отчетливо:

   

При вычитании уравнений получаем

   

Теперь человек читает в тех же очках:

   

Тогда

   

   

   

   

Ответ: 20 см.

 

Задача 5. Человек с нормальным зрением начинает смотреть сквозь очки с оптической силой дптр. Между какими двумя предельными положениями может быть расположен рассматриваемый объект, чтобы его было видно без напряжения для глаз?

   

При вычитании уравнений получаем

   

   

   

   

   

Первое расстояние найдено, определим второе.

   

Откуда

   

   

Ответ: между 11 и 20 см.

Задача 6. Дальнозоркий человек использует для дали очки оптической силы дптр. Минимальное расстояние, на котором он хорошо видит в тех же очках, см. Очки какой оптической силы для чтения он использует?

   

При вычитании уравнений получаем

   

   

Ответ: 4 дптр.

Задача 7. Человек для чтения текста надевает очки оптической силы дптр. На каком расстоянии ему удобно расположить плоское зеркало, чтобы видеть в нем свое лицо, не надевая очков?

Обозначим расстояние от глаз до изображения .

   

При вычитании уравнений получаем

   

   

   

Но расстояние от глаз до зеркала вдвое меньше, чем от глаз до изображения, поэтому ответ 6,25 см.

Человеческий глаз

Человеческий глаз

Человеческий глаз

Ссылка: Класс физики: преломление и лучевая модель света, урок 6 — Глаз

Простейшая модель человеческого глаза — это одинарная линза с регулируемым фокусным расстоянием. длина, которая формирует изображение на сетчатке или светочувствительном ложе нервов который выстилает заднюю часть глазного яблока. Глаз либо расслаблен (в нормальном состояние, в котором лучи из бесконечности фокусируются на сетчатке), или это приспособление (регулировка фокусного расстояния путем сгибания глазных мышц для изображения более близкие предметы).

Ближайшая точка человеческого глаза, определяемая как s = 25 см, является самой короткой. расстояние до объекта, на которое способен воспринимать типичный или «нормальный» глаз , или отображать изображение на сетчатка.

Дальняя точка человеческого глаза — это самое дальнее расстояние до объекта, на которое способен обычный глаз . изображение на сетчатка. Для «нормального» глаза оно бесконечно.

На рисунке ниже фокусное расстояние вмещающего нормальный глаз отображается в зависимости от расстояния до объекта.Для расслабленного глаза фокусное расстояние составляет 2 см.

Миопия (близорукость)

В близоруком глазу роговица слишком круто изогнута для длины глаза, заставляя световые лучи от удаленных объектов фокусироваться перед сетчаткой. Удаленные объекты кажутся нечеткими или нечеткими, потому что световые лучи не в фокусе к тому времени, когда они достигают сетчатки. Глаз способен формировать изображения на сетчатка для объектов, которые находятся ближе, чем дальняя точка глаза, но дальняя точка больше не на бесконечности, а на меньшем расстоянии от глаза.

Близорукость можно устранить с помощью негативных линз, которые заставляют световые лучи расходиться. Сила линзы выбирается согласованием точка фокусировки объектива и дальняя точка глаза. Объектив формирует виртуальное изображение очень далеких объектов в дальней точке близорукого глаза.

Дальнозоркость (дальнозоркость)

В отличие от миопии дальнозоркость возникает, когда глаз слишком короткий для мощность его оптических компонентов.При дальнозоркости роговица не крутая достаточно, и световые лучи попадают на сетчатку прежде, чем попадут в фокус. в В случае дальнозоркости свет от далеких объектов фокусируется в точку за сетчатка расслабленным глазом. Даже для удаленных объектов некое жилье нужный. Глаз способен формировать на сетчатке изображения объекты, которые дальше от глаза, чем его ближайшая точка, но ближайшая точка уже не на 25 см, но находится на большем расстоянии от глаза.

Дальнозоркость может быть устранена за счет использования положительной линзы, которая заставляют световые лучи сходиться. Сила линзы выбирается согласованием точка фокусировки линзы и ближайшая точка глаза. Объектив формирует виртуальное изображение очень близких объектов в ближней точке зоркого глаза.


Фокусное расстояние и диоптрии

При производстве и продаже очков люди предпочитают говорить о силе линз. P, измеряемый в диоптриях D, вместо фокусного расстояния f.Если вы хотите купить очки, нужно знать силу линз. Фокусное расстояние и мощность линзы связаны друг с другом.

D = 1 / f (м)
, где
D = диоптрии, f = фокусное расстояние объектива (в метрах), а знак «+» указывает на собирающая линза, а знак «-» указывает на рассеивающую линзу.

Для две тонкие линзы в контакте, 1 / f = 1 / f 1 + 1 / f 2 , поэтому мощность P = P тонкая (1) + P тонкая (2) , я.е. силы тонких линз в контакте складываются алгебраически.

Проблема:

Какова сила диоптрий у нормального человеческого глаза при фокусировке? на предмет в непосредственной близости от глаза? Предположим, линза на сетчатку расстояние 2 см.

Решение:

  • Рассуждение:
    Оптическая сила линзы измеряется в диоптриях, D = 1 / f (м).
  • Детали расчета:
    P = 1 / f = 1 / x o + 1 / x i .
    Объект находится в ближней точке, x o — 25 см = 0,25 м. Изображение включено сетчатка, x i = 2 см = 0,02 м.
    P = 1 / 0,25 м + 1 / 0,02 м = 54 / м = 54 D.
Модуль 8, Вопрос 2
  • Роговица обеспечивает около 2/3 мощности глаза. Свет преломляется при попадании воздуха в роговицу. Объектив обеспечивает оставшаяся 1/3 мощности, необходимой для создания изображения на сетчатке. Если хрусталик глаза человека удален из-за катаракты, зачем вам ожидаете, что вам будут прописаны линзы для очков с диоптриями около 16?
  • Покрытый катарактой хрусталик глаза можно заменить внутренним хрусталиком.Эту интраокулярную линзу можно выбрать так, чтобы у человека было идеальное расстояние зрение.
    Сможет ли человек читать без очков? Если бы человек был близорукость, оптическая сила интраокулярной линзы больше или меньше сняли линзу?

Обсудите свои вопросы с однокурсниками на дискуссионном форуме!

2.6: Глаз — Физика LibreTexts

Физика глаза

Глаз примечателен тем, как он формирует изображения, а также богатством деталей и цветов, которые он может обнаружить.Однако нашим глазам часто требуется некоторая коррекция, чтобы достичь так называемого «нормального» зрения. На самом деле нормальное зрение следует называть «идеальным» зрением, потому что почти половине населения требуется какая-то коррекция зрения, поэтому необходимость в очках ни в коем случае не является «ненормальной». Формирование изображения нашими глазами и обычную коррекцию зрения можно проанализировать с помощью оптики, описанной ранее в этой главе.

На рисунке \ (\ PageIndex {1} \) показана основная анатомия глаза. Роговица и хрусталик образуют систему, которая в хорошем приближении действует как единая тонкая линза.Для четкого зрения реальное изображение должно проецироваться на светочувствительную сетчатку, которая находится на фиксированном расстоянии от линзы. Гибкая линза глаза позволяет регулировать радиус кривизны линзы для получения изображения на сетчатке глаза объектов, находящихся на разном расстоянии. Центр изображения приходится на ямку, которая имеет наибольшую плотность световых рецепторов и наибольшую остроту (резкость) в поле зрения. Переменное отверстие (то есть зрачок) глаза, наряду с химической адаптацией, позволяет глазу обнаруживать интенсивность света от самой низкой наблюдаемой до 10 10 раз большей (без повреждений).Это невероятный диапазон обнаружения. Обработка импульсов зрительного нерва начинается с взаимосвязей в сетчатке и продолжается в головном мозге. Зрительный нерв передает сигналы, полученные глазом, в мозг.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): роговица и хрусталик глаза действуют вместе, формируя реальное изображение на светочувствительной сетчатке, которая имеет наибольшую концентрацию рецепторов в ямке и слепое пятно над зрительным нервом. . Радиус кривизны хрусталика глаза регулируется для формирования изображения на сетчатке глаза для различных расстояний до объекта.Здесь показаны слои тканей с разными показателями преломления в хрусталике. Однако для ясности они были опущены на других рисунках.

Показатели преломления глаза имеют решающее значение для его способности формировать изображения. В таблице \ (\ PageIndex {1} \) перечислены показатели преломления, относящиеся к глазу. Наибольшее изменение показателя преломления, в котором световые лучи наиболее изогнуты, происходит на границе раздела воздух-роговица, а не на границе водянистой влаги и линзы. Лучевая диаграмма на рисунке \ (\ PageIndex {2} \) показывает формирование изображения роговицей и хрусталиком глаза.Роговица, которая сама по себе представляет собой собирающую линзу с фокусным расстоянием приблизительно 2,3 см, обеспечивает большую часть фокусирующей способности глаза. Линза, которая представляет собой собирающую линзу с фокусным расстоянием около 6,4 см, обеспечивает более точную фокусировку, необходимую для получения четкого изображения на сетчатке. Роговицу и хрусталик можно рассматривать как одну тонкую линзу, даже если световые лучи проходят через несколько слоев материала (например, роговицу, водянистую влагу, несколько слоев хрусталика и стекловидное тело), ​​изменяя направление на каждой границе раздела.Формируемое изображение очень похоже на изображение, создаваемое одной выпуклой линзой (то есть реальное перевернутое изображение). Хотя образы, формируемые в глазу, инвертируются, мозг снова инвертирует их, чтобы они казались вертикальными.

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): Показатели преломления, относящиеся к глазу * Это среднее значение. Фактический показатель преломления варьируется по всей линзе и является наибольшим в центре линзы.
Материал Показатель преломления
Вода 1.33
Воздух 1,0
Роговица 1,38
Водяная жидкость 1,34
Линза 1,41 *
Стекловидное тело 1,34
Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): В человеческом глазу изображение формируется на сетчатке.Трассируются лучи сверху и снизу объекта, чтобы показать, как на сетчатке создается реальное перевернутое изображение. Расстояние до объекта не в масштабе.

Как уже отмечалось, изображение должно попадать точно на сетчатку, чтобы обеспечить четкое зрение, то есть расстояние изображения d i должно равняться расстоянию от линзы до сетчатки. Поскольку расстояние от линзы до сетчатки не меняется, расстояние изображения d i должно быть одинаковым для объектов на всех расстояниях. Ресничные мышцы регулируют форму хрусталика глаза для фокусировки на близлежащих или удаленных объектах.Изменяя форму хрусталика глаза, глаз изменяет фокусное расстояние хрусталика. Этот механизм глаза называется аккомодацией.

Ближайшая точка, в которую можно поместить объект, чтобы глаз мог формировать четкое изображение на сетчатке, называется ближайшей точкой глаза. Точно так же дальняя точка — это самое дальнее расстояние, на котором объект хорошо виден. Человек с нормальным зрением может четко видеть объекты на расстоянии от 25 см до практически бесконечности. Ближайшая точка увеличивается с возрастом, становясь для некоторых пожилых людей несколькими метрами.В этом тексте мы считаем, что ближайшая точка составляет 25 см.

Мы можем использовать уравнения тонкой линзы для количественной оценки формирования изображения глазом. Во-первых, мы определяем оптическую силу линзы как

\ [P = \ frac {1} {f} \]

с фокусным расстоянием f в метрах. Единицы оптической силы называются «диоптриями» (D). То есть 1D = 1 / м, или 1 м -1 . Оптометристы назначают обычные очки и контактные линзы в единицах диоптрий. С таким определением оптической силы мы можем переписать уравнения тонкой линзы как

\ [P = \ frac {1} {d_o} + \ frac {1} {d_i}.\]

Работа с оптической силой удобна, поскольку для двух или более линз, расположенных близко друг к другу, эффективная оптическая сила системы линз приблизительно равна сумме оптической силы отдельных линз:

\ [P_ {total} = P_ {линза ~ 1} + P_ {линза ~ 2} + P_ {линза ~ 3} + ⋯ \ label {sumlens} \]

Пример \ (\ PageIndex {1} \): эффективное фокусное расстояние глаза

Роговица и хрусталик глаза имеют фокусное расстояние 2,3 и 6,4 см соответственно. Найдите чистое фокусное расстояние и оптическую силу глаза.

Стратегия

Оптическая сила близко расположенных линз складывается, так что \ (P_ {глаз} = P_ {роговица} + P_ {линза} \).

Решение

Запись уравнения мощности через фокусные расстояния дает

\ [\ frac {1} {f_ {eye}} = \ frac {1} {f_ {cornea}} + \ frac {1} {f_ {lens}} = \ frac {1} {2,3 см} + \ гидроразрыв {1} {6.4 см} \ nonumber. \]

Следовательно, фокусное расстояние глаза (роговица и хрусталик вместе) равно

\ [f_ {eye} = 1,69 см. \ nonumber \]

Оптическая сила глаза

\ [P_ {eye} = \ frac {1} {f_ {eye}} = \ frac {1} {0.0169m} = 59D. \ nonumber \]

Для четкого зрения расстояние изображения \ (d_i \) должно быть равно расстоянию от линзы до сетчатки. Нормальное зрение возможно для объектов на расстоянии от \ (d_o = 25 \, см \) до бесконечности. В следующем примере показано, как рассчитать расстояние до изображения для объекта, расположенного в непосредственной близости от глаза.

Пример \ (\ PageIndex {2} \): изображение объекта, помещенного в ближайшую точку

Чистое фокусное расстояние конкретного человеческого глаза составляет 1,7 см. Объект помещается в непосредственной близости от глаза.{−1} \]

\ [= 1,8 см \]

Следовательно, изображение формируется за линзой на 1,8 см.

Значение

Из формулы увеличения находим \ (m = — \ frac {1.8cm} {25cm} = — 0,073 \). Поскольку m <0, изображение инвертируется по ориентации относительно объекта. Из абсолютного значения м мы видим, что изображение намного меньше, чем объект; на самом деле это всего 7% от размера объекта.

Коррекция зрения

Необходимость в какой-либо коррекции зрения очень распространена.Типичные дефекты зрения легко понять с помощью геометрической оптики, а некоторые легко исправить. Рисунок \ (\ PageIndex {3} \) иллюстрирует два распространенных дефекта зрения. Близорукость или миопия — это способность видеть близкие объекты, в то время как удаленные объекты размыты. Глаз сближает почти параллельные лучи от удаленного объекта, и лучи пересекаются перед сетчаткой. Более расходящиеся лучи от близкого объекта сходятся на сетчатке для получения четкого изображения. Расстояние до самого дальнего объекта, который отчетливо виден, называется дальней точкой глаза (обычно дальняя точка находится на бесконечности).Дальнозоркость или дальнозоркость — это способность ясно видеть далекие объекты, в то время как ближние объекты размыты. Дальнозоркий глаз не сводит лучи от ближайшего объекта в достаточной степени, чтобы лучи встречались на сетчатке.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): (a) Близорукий (близорукий) глаз сближает лучи от удаленного объекта перед сетчаткой, поэтому они расходятся при попадании на сетчатку, создавая размытое изображение. Слишком мощный хрусталик может вызвать близорукость, или глаз может быть слишком длинным.(b) Дальнозоркий (дальнозоркий) глаз не может собирать лучи от близкого объекта на сетчатке, создавая размытое зрение в ближнем поле. Линза глаза с недостаточной оптической силой или слишком короткий глаз могут вызвать дальнозоркость.

Поскольку близорукий глаз слишком сближает световые лучи, коррекция близорукости заключается в размещении расходящейся линзы перед глазом, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {4} \). Это снижает оптическую силу слишком мощного глаза (напомним, что фокусное расстояние расходящейся линзы отрицательное, поэтому ее оптическая сила отрицательна).Другой способ понять эту коррекцию состоит в том, что расходящаяся линза заставит входящие лучи больше расходиться, чтобы компенсировать чрезмерную конвергенцию, вызванную системой линз глаза. Изображение, создаваемое расходящейся линзой очка, служит (оптическим) объектом для глаза, и поскольку глаз не может фокусироваться на объектах за пределами своей дальней точки, расходящаяся линза должна формировать изображение удаленных (физических) объектов в точке, которая ближе, чем дальняя точка.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Для коррекции близорукости требуется расходящаяся линза, которая компенсирует чрезмерную конвергенцию глазом.Рассеивающаяся линза создает изображение ближе к глазу, чем физический объект. Это изображение служит оптическим объектом для глаза, и близорукий человек может его ясно видеть, потому что он находится ближе, чем его дальняя точка.

Пример \ (\ PageIndex {3} \): коррекция близорукости

Какая оптическая сила очковой линзы необходима для коррекции зрения близорукого человека, дальняя точка которого 30,0 см? Предположим, корректирующая линза закреплена на расстоянии 1,50 см от глаза.

Стратегия

Вы хотите, чтобы этот близорукий человек мог ясно видеть далекие объекты, а это значит, что линза очков должна создавать изображение 30.0 см от глаза для объекта, находящегося на бесконечности. Изображение 30,0 см от глаза будет 30,0 см − 1,50 см = 28,5 см от линзы очка. Следовательно, мы должны иметь d i = −28,5 см, когда d o = \ (\ infty \). Расстояние до изображения отрицательное, потому что оно находится на той же стороне линзы очка, что и объект.

Решение

Поскольку d и и dodo известны, мы можем определить оптическую силу линзы очка, используя уравнение \ ref {sumdiv}:

\ [P = \ frac {1} {d_o} + \ frac {1} {d_i} = \ frac {1} {\ infty} + \ frac {1} {- 0.285m} = — 3,51D. \]

Значение

Отрицательная оптическая сила указывает на рассеивающуюся (или вогнутую) линзу, как и ожидалось. Если вы осмотрите очки для близоруких людей, вы обнаружите, что линзы самые тонкие в центре. Кроме того, если вы изучите рецепт на очки для близоруких людей, вы обнаружите, что предписанная оптическая сила отрицательна и выражена в диоптриях.

Коррекция дальнозоркости заключается просто в использовании линз, противоположных типу линз для близорукости (т.например, собирающая линза), как показано на рисунке \ (\ PageIndex {5} \).

Такая линза будет создавать изображение физических объектов, которые находятся ближе, чем ближайшая точка, на расстоянии между ближней и дальней точкой, так что человек может четко видеть изображение. Следовательно, чтобы определить оптическую силу, необходимую для коррекции, вы должны знать, где находится человек, как показано в примере \ (\ PageIndex {4} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Коррекция дальнозоркости использует собирающую линзу, которая компенсирует недостаточную конвергенцию глазом.Сводящая линза создает изображение дальше от глаза, чем объект, так что дальнозоркий человек может его четко видеть.

Пример \ (\ PageIndex {4} \): коррекция дальнозоркости

Какая оптическая сила линзы очков необходима для того, чтобы дальнозоркий человек, ближайшая точка которого составляет 1,00 м, мог четко видеть объект, находящийся на расстоянии 25,0 см от глаза? Предположим, корректирующая линза зафиксирована на расстоянии 1,5 см от глаза.

Стратегия

Когда объект находится на расстоянии 25,0 см от глаз человека, линза очка должна создавать изображение 1.На расстоянии 00 м (ближайшая точка), чтобы человек мог хорошо ее видеть. Изображение на расстоянии 1,00 м от глаза будет составлять 100 см − 1,5 см = 98,5 см от линзы очка, поскольку линза очка расположена на расстоянии 1,5 см от глаза. Следовательно, d i = -98,5 см, где знак минус указывает, что изображение находится на той же стороне линзы, что и объект. Объект находится на расстоянии 25,0 см − 1,5 см = 23,5 см от линзы очка, поэтому d o = 23,5 см.

Решение

Поскольку d и и dodo известны, мы можем определить оптическую силу линзы очка, используя уравнение \ ref {sumlens}:

\ [P = \ frac {1} {d_o} + \ frac {1} {d_i} = \ frac {1} {0.285 м} + \ frac {1} {- 0,985 м} = + 3,24D. \ nonumber \]

Значение

Положительная оптическая сила указывает на собирающую (выпуклую) линзу, как и ожидалось. Если вы посмотрите на очки дальнозорких людей, вы обнаружите, что линзы самые толстые в центре. Кроме того, очки, отпускаемые по рецепту для дальнозорких людей, имеют положительную оптическую силу.

Фокусное расстояние, наиболее близкое к человеческому глазу: если бы вам пришлось взять только одну линзу…

Какую единственную линзу вы бы взяли на этот пресловутый остров? Допустим, вам нужно путешествовать, вы хотите быть компактным и вам нужно принять решение.Одна линза. Чтобы удовлетворить ваши основные потребности. Что бы это было? Какой из них лучше всего подходит вашему стилю и предлагает наименее возможные компромиссы? Другими словами, если бы человеческий глаз был объективом фотоаппарата, что бы это было? Какое фокусное расстояние обеспечивает «наиболее естественное» зрение и поле зрения?

Какое фокусное расстояние? Подробнее об этом читайте ниже. Это картина года Энтони Суау, которая принесла ему премию World Press Award 2008. На фотографии изображен детектив, подметающий дом, чтобы убедиться, что выселенные жители покинули свой дом в Кливленде.Суау снимает исключительно с одним фокусным расстоянием. Мой любимый. Какой и какой хрусталик ближе всего к человеческому глазу? Это объектив, который я бы взял на знаменитый остров. Конечно, это невозможный вопрос.

50 мм определенно эквивалентен человеческому глазу, говорит продавец фотоаппаратов, который пытается продать вам фотоаппарат с объективом 50 мм. Осмотреться. Да, объектив с фокусным расстоянием 50 мм может обеспечивать такой же обзор, что и человеческий глаз. Но также могли быть и 24 мм, 70 мм, 200 мм. Тем не менее, давайте попробуем.

Чтобы не попасть на скользкую территорию догматической эквивалентности, фокусные расстояния в этой статье относятся к 35-мм пленке.Итак, ваш Olympus 12mm F2 для Micro Four Thirds — это 24 мм. Canon 50mm F1.2L — это то, о чем говорится, 50 мм, но только при установке на «полнокадровый» 35-миллиметровый сенсор. На Rebel / Kiss 50 мм становятся длиннее 80 мм.

В этой статье также не говорится о зум-объективах — это было бы скучно — или о том, какой объектив обеспечивает лучшую резкость и самое плавное боке. Это строго об индивидуальных характеристиках данного фокусного расстояния. Давайте начнем!

Рыбий глаз до ~ 15 мм

Olympus 7-14mm F4 for Four Thirds, снято на 7 мм (14 мм в полнокадровом эквиваленте): искажено, но все еще выглядит нормально.Единая линза для острова? Забудьте обо всем в диапазоне 15 мм и шире. Это узкоспециализированное стекло со значительной бочкообразной деформацией. Вид на 180 ° может быть забавным раз в год. Разумное использование «рыбьего глаза» может достичь именно того эффекта, который вам нужен, но вскоре вы устанете от искаженных углов, людей и лиц. Нет, не доберусь до острова.

Но опять же, вы бы не стали рассматривать сверхширокоугольный Carl Zeiss Distagon 15mm F2.8, жемчужину в короне в своем классе, рыбьим глазом, не так ли … Вы получаете оптику, за которую платите.Еще одна широкая классика — Olympus 7-14mm F4 for Four Thirds. Тем не менее, сверх- и сверхширокоугольные объективы отлично подходят для съемки природы, пейзажа, архитектуры и интерьеров. Уличная фотография или даже фотография людей? Сложно. Так что я пропущу самые широкие фокусные расстояния для острова.

~ 21 мм

По-прежнему широкий, очень широкий. Скорее всего, вы увидите в кадре свои ноги. Но это становится интересно — но на самом деле только на полнокадровом сенсоре. Отличными 21-миллиметровыми объективами были бы Carl Zeiss и Leica с ручной фокусировкой.Также не так уж и плохо: Canon 20mm F2.8. Дисторсия хорошо контролируется, а блики от линз незначительны. Опять же, слишком специализированный.

~ 24 мм

Что ж, фокусное расстояние не для рыбы и не для птицы, хотя стандартные зум-объективы Canon и Nikon F2.8 начинаются с 24 мм. Panasonic имеет точный эквивалент с его 12-35 мм F2.8, тогда как объективы Olympus, похоже, обычно предпочитают базовое фокусное расстояние 12 мм или 24 мм. Не поймите меня неправильно, мне нравится Zuiko 12mm F2. 24-миллиметровая жемчужина в короне — Canon 24mm F1.4 L. Не менее впечатляющим является Nikon 24mm F1.4. Такое красивое стекло, но очень большое и дорогое. На мой вкус, 24-миллиметровый объектив невелик и никогда не бывает достаточно длинным. Ни рыбы, ни птицы. Для острова? Неа.

~ 28 мм

Хоум-ран? В то время как 28 мм и более популярный 35 мм кажутся очень просторными, 28 мм меньше теряет окружение и кажется более интимным, чем 35 мм. Отлично подходит для портретов и снимков людей. Не ваш кусок стекла, если вы абсолютно хотите видеть каждую морщинку, но фокусное расстояние 28 мм предлагает достаточно места, чтобы показать человека в его окружении, при этом объект / объект не будет казаться слишком далеким.

Лично, но это мое неважное мнение, объектив 28 мм предлагает «наиболее естественную перспективу», которая отражает то, как человеческий глаз видит наиболее естественно. Видеть насквозь и создавать композицию с помощью объектива 28 мм — все равно что видеть это собственными глазами. 28-миллиметровый объектив в полнокадровом режиме просто кажется естественным, максимально приближенным к реальной жизни.

Также учтите: более популярный 35 мм лучше подходит для относительно статичных снимков, 28 мм с его зональной фокусировкой лучше для быстро движущихся ситуаций с меньшим контролем над объектами или чем-то еще.

Удостоенный наград уличный фотограф Энтони Суау, который снимает исключительно на 28 мм на свою Leica, говорит, что комбо «не мешает» и является «продолжением моего глаза, частью моего тела, частью моего существа»:

28 мм — это скорее документальное фокусное расстояние, которое вовлекает зрителя в сцену и позволяет прочувствовать то, что фотограф испытывал в то время. С эстетической точки зрения это не так хорошо для украшения изображения с помощью боке и малой глубины резкости, как позволяет 50 мм.50 мм скорее «рисуют» изображение, тогда как 28 мм документируют.

Почему бы не снимать 28 мм в течение нескольких недель или месяцев. Со временем ваши знания композиции и света для чтения улучшатся естественным образом. Объектив 28 мм может изобразить все, что угодно. Никогда не бывает слишком близко и никогда не слишком далеко. Просто оставайся с этим на некоторое время. Он научит ваш глаз видеть. Разве это не должно быть достаточно широким, всегда есть швы.

И последнее, но не менее важное: установленный на датчике APS-C вы получите 45-миллиметровый объектив, идеальное сочетание 35-мм и 50-миллиметровой классики.

~ 35 мм

Классическое фокусное расстояние. В учебнике 35 мм или 50 мм — самый важный одиночный объектив фотографа. Съемка исключительно на 35 мм, скорее всего, улучшит чьи-либо фотографии. Такое фокусное расстояние может рассказать отличные истории. Но достаточно ли он широк? Я называю это хорошим компромиссом. Если вы не тот человек, к которому можно подходить близко, но 50 мм для вас слишком длинное, то это ваш объектив. И если вы хотите рассказать более широкую историю, всегда есть шитье.

~ 50 мм

Классическое фокусное расстояние старой школы. Leica называет это «естественным углом изображения». История фотографии учит нас, что 50-миллиметровый объектив с постоянным фокусным расстоянием когда-то был «основным продуктом» фотоиндустрии. Простая наука за 50 мм? Говорят, что он создает естественные изображения, особенно при создании портретов.

Часто называемый «стандартным» или «нормальным» объективом, говорят, что он воспроизводит изображения, которые полностью соответствуют истинной перспективе человеческого глаза.Как отмечалось вначале, это спорно. Безусловно, легче сделать снимок, сделанный с фокусным расстоянием 50 мм, лучше, чем снимок с более широким объективом — по той простой причине, что композиция с более широким объективом сложнее. Чем длиннее линзы, тем легче стрелять.

В целом, вы не ошибетесь, выбрав хороший 50-миллиметровый прайм. Подходит для выразительных портретов. Быстрая диафрагма? Глубина резкости потрясающая, но сложнее рассказать «целую историю». Попробуй, шире. Конечно, Анри Картье-Брессон снимал с объективом 50 мм.Но он снимал в то время, когда улицы и города были менее многолюдными, чем сейчас. Итак, 35 мм или даже 28 мм — это то, чем когда-то были 50 мм.

~ 85 мм

Это классический портретный диапазон. Отлично, чтобы люди выглядели красиво и легко изолировали их от окружения и фона. Однако со временем крупные планы надоедают.

120 мм и более

Все, что превышает 120 мм, действительно для спортивных фотографов, орнитологов и любителей дикой природы — или для тех, кому лень использовать собственные ноги в качестве зума.Хотя использование ног больше похоже на кадрирование. Мы говорим о разных точках зрения.

Заключение

Так какой объектив взять на остров?

28 мм. Или 24мм. Период. Даже несмотря на то, что на 24 мм появляются искажения.

Или 35мм, иногда с прострочкой. Но я предпочел бы обрезку шитью.

И, как правило, если вы найдете фокусное расстояние, которое вам больше всего подходит, всегда выбирайте лучшее стекло, которое вы можете себе позволить. Помните, стекло долговечно, а цифровые фотоаппараты — нет.

+++ ТЕМА другая. Если вы подумываете о покупке оборудования для камеры или чего-либо еще в этом отношении, любезно поддержите нас и используйте наши партнерские ссылки. Небольшая реферальная комиссия, которую мы получаем, поддерживает нас, и вам не нужно платить ни цента за покупку. Спасибо!

Какой объектив камеры ближе всего к человеческому глазу?

Человеческий глаз имеет несколько функций, подобных фотоаппарату. Как фотограф вы хотели бы знать различные параметры, такие как фокусное расстояние, диафрагму и мегапиксели глаза, которые являются типичными параметрами любой цифровой камеры.

Многие известные фотографы используют фокусное расстояние, эквивалентное глазному, для захвата большинства своих изображений. Почему многие фотографы предпочитают выбирать именно такое фокусное расстояние и какой объектив камеры ближе всего к человеческому глазу?

Как правило, объектив, ближайший к человеческому глазу, представляет собой объектив с постоянным фокусным расстоянием 50 мм, используемый в видеорежиме, установленный на полнокадровой камере, или объектив с постоянным фокусным расстоянием 35 мм, установленный на камеру с кадрированной рамкой APS-C как только часть сетчатка обрабатывает кадр, который видит глаз, а угол зрения глаза составляет 55 градусов.

Давайте углубимся в подробности и самое интересное. Человеческий глаз может просматривать сцену динамически, тогда как камера способна делать одиночный снимок. Глаза могут фокусироваться на местах с различной яркостью в сцене с соответствующей компенсацией. Глаз также может непрерывно фокусироваться на объекте с изменяющимся расстоянием.

Какое фокусное расстояние человеческого глаза?

Фокусное расстояние человеческого глаза — это расстояние между сетчаткой и хрусталиком глаза.Фокусное расстояние глаза варьируется от человека к человеку. Это потому, что у всех людей разная «сила зрения».

Типичное минимальное фокусное расстояние человеческого глаза составляет 22,7 мм (2,27 см). Типичное максимальное фокусное расстояние человеческого глаза составляет 25 мм (2,5 см). Поэтому номинальное фокусное расстояние человеческого глаза обычно принимается равным 22 мм (2,2 см).

Эквивалент апертуры человеческого глаза?

Максимальная диафрагма человеческого глаза оценивается в диапазоне от f / 2,1 до f / 3.8. Поскольку человеческий глаз является живым органом, значения меняются с течением времени (уменьшаются), а также зависят от каких-либо условий, например болезней глаз. Эти значения эквивалентны довольно быстрым объективам камеры (подумайте, f / 1.8 и f / 2.8). С другой стороны, минимальная диафрагма для человеческого глаза находится в диапазоне от f / 8 до f / 11, что может быть причиной, по которой нам нужны солнцезащитные очки в яркие дни.

Функции человеческого глаза более или менее аналогичны функциям системы камер, включая диафрагму.Давайте посмотрим на работу человеческого глаза.

Глаз дает нам зрение. Человеческий глаз состоит из глазного яблока сферической формы. Диаметр глазного яблока типичного человеческого глаза составляет примерно 2,5 см. В передней части глазного яблока будет небольшая выпуклость, которая называется роговицей.

Радужка находится за этой роговицей. Зрачок — это цветной участок с отверстием посередине. Количество света, проходящего внутрь глазного яблока, регулируется зрачком.Открытию и закрытию зрачка способствуют круглые ткани радужки.

Фокусировка на объекте осуществляется с помощью линзы глаза и роговицы. Фокусировка глазом осуществляется посредством явления отклонения света. Световые лучи, исходящие от объекта, проходят через роговицу. Искривление света происходит по кривизне. Кривизна линзы глаза регулируется таким образом, чтобы объект фокусировался должным образом.

Фиксированное фокусное расстояние линзы глаза?

Невозможно изменить расстояние между хрусталиком глаза и сетчаткой человеческого глаза.Человеческий глаз способен четко видеть как близлежащие, так и далекие объекты. Сила аккомодации человеческого глаза делает это возможным. Процесс, с помощью которого человеческий глаз изменяет оптическую силу глаза, чтобы поддерживать четкую фокусировку на объекте при изменении расстояния, называется аккомодацией глаза.

Можно изменять фокусное расстояние человеческого глаза. Изменение фокусного расстояния возможно с помощью кривизны. Ресничные мышцы внутри глаза удерживают хрусталик глаза.Таким образом, изменение фокусного расстояния возможно до некоторой степени с использованием этих цилиарных мышц.

Какая дальняя точка человеческого глаза?

Дальняя точка человеческого глаза — это самая удаленная точка, в которой объект может быть помещен на оптической оси глаза и может быть сфокусирован. Другими словами, это самая дальняя точка, где предметы кажутся ясными человеческому глазу.

Для нормального человеческого глаза дальней точкой является бесконечность. Это расстояние обычно определяется как 6 м или 20 футов.Это потому, что изменение аккомодации незначительно между 6 м и бесконечностью.

Если человеческий глаз близорукий или гиперметропический, то дальняя точка будет другой. Если это близорукий глаз, он будет ближе, чем на 20 футов. Здесь дальняя точка определяется ошибкой рефракции глаза. Если глаз гиперметропический, точка фокусировки не попадет на сетчатку. Вместо этого он будет за сетчаткой.

Дальняя точка человеческого глаза также выражается в диоптриях. Например, если дальняя точка человека составляет 200 см, то в диоптриях это будет 0.5 диоптрий (1/2 м).

Что меняет фокусное расстояние глаз?

Каждый раз, когда изменяется фокусное расстояние глаза, это указывает на изменение кривизны хрусталика глаза. Это изменение в основном связано с действием цилиарной мышцы. Сдвиг кривизны хрусталика глаза происходит из-за сокращения и расслабления цилиарных мышц. Именно эта способность хрусталика глаза изменять фокусное расстояние позволяет глазу правильно видеть близкие и далекие объекты.

Фокусное расстояние объектива камеры ближе всего к человеческому глазу?

К настоящему времени вы знаете, что функция человеческого глаза очень похожа на функцию камеры.Вопрос в том, какое фокусное расстояние линзы соответствует человеческому глазу? Объектив 50 мм — это объектив камеры, который наиболее точно соответствует человеческому глазу. Угол обзора, создаваемый фокусным расстоянием 50 мм, почти такой же, как угол обзора человеческого глаза. Угол обзора определяется фокусным расстоянием глаза.

Объектив с постоянным фокусным расстоянием 50 мм, широко известный как объектив изящного пятьдесят, также называется обычным или стандартным объективом. Практически все фотографы имеют в комплекте один 50-миллиметровый объектив.В основном это связано с тем, что перспектива этого фокусного расстояния похожа на перспективу человеческого глаза. Например, известный фотограф Анри Картье Брессон сделал множество умопомрачительных кадров с помощью объектива 50 мм. Это был один из его любимых объективов.

Имейте в виду, что вам необходимо использовать объектив 50 мм с корпусом полнокадровой камеры , чтобы получить угол обзора человеческого глаза. Но если вы используете корпус камеры APS-C, фокусное расстояние объектива должно быть другим.Это связано с тем, что корпуса фотоаппаратов с кадрированием вносят кроп-фактор. Значит, эффективное фокусное расстояние будет больше. Итак, вам нужно использовать объектив 35 мм с корпусом камеры APS-C, чтобы получить фокусное расстояние человеческого глаза. При расчете эффективного фокусного расстояния необходимо учитывать размер сенсора камеры.

Если вы помните, я упоминал 22,7 мм и 25 мм как минимальное и максимальное фокусное расстояние человеческого глаза. Итак, как он изменится на 35 мм на корпусе камеры APS-C и 50 мм на корпусе полнокадровой камеры? Это связано с тем, что угол зрения человеческого глаза не определяется этими минимальным и максимальным фокусными расстояниями.Только часть сетчатки обрабатывает кадр, который видит глаз. Остальное, что видит глаз, называется периферическим зрением.

Было проведено множество исследований для определения точного угла зрения человеческого глаза. На основании этих исследований было установлено, что значение составляет 55 градусов. Если рассматривать полнокадровую камеру, то 50 мм точно не будет соответствовать углу обзора. Это только приблизительное значение. Точное значение — 43 мм.

Сколько мегапикселей у человеческого глаза?

По словам д-ра.Роджер Кларк, фотограф и математик, разрешение человеческого глаза составляет 576 мегапикселей. Он получил это значение на основе множества математических расчетов. Если сравнить это разрешение с разрешением смартфона или камеры DSLR, оно довольно велико.

По словам Роджера Кларка, функционирование человеческого глаза больше сравнимо с видеокамерой, чем с однокадровой камерой. В отличие от фотоаппарата, человеческий глаз не может делать отдельные снимки и сохранять их в вашей памяти.Таким образом, мегапиксельное разрешение глаза не имеет особого смысла.

Каков диапазон ISO человеческого глаза?

Теперь вы можете подумать, каким будет диапазон ISO человеческого глаза. Этот вопрос немного сложный. Если сравнить человеческий глаз с сенсором камеры и пленкой, базового уровня ISO нет.

Глаз обладает уникальной способностью приспосабливаться к различным условиям освещения. Он легко справляется как с тусклым, так и с очень ярким освещением.Если это состояние низкой освещенности, то считается, что значение ISO человеческого глаза составляет 800. Если это состояние солнечного дневного света, тогда значение ISO глаза составляет 1.

Человеческий глаз способен определять контраст. колеблется от 10 000 до 1. Никакой цифровой фотоаппарат или пленочный фотоаппарат не могут сравниться с этим.

С каким диапазоном выдержки может справиться человеческий глаз?

Обычный человеческий глаз легко справляется со вспышкой света со скоростью 1/100 секунды. Если освещение достаточно хорошее, то можно справиться со вспышками с точностью до 1/200 секунды или меньше.Значение выдержки в основном будет зависеть от возраста и состояния здоровья человека.

Что означает слепая зона глаза?

Слепые пятна будут присутствовать для обоих наших глаз. В наших глазах есть группа нервных клеток, известных как фоторецепторы. Они присутствуют в тыльной внутренней подкладке наших глаз. Свет, падающий на эти фоторецепторы, преобразуется в электрические импульсы. Эти электрические импульсы передаются в мозг для обработки.

Эти фоторецепторы будут связаны вместе в одном месте, прежде чем они направятся к мозгу.Это место называется головкой зрительного нерва. В этом месте не будет фоторецепторов, и это называется слепым пятном в глазу.

Каков динамический диапазон человеческого глаза?

Когда вы сравниваете динамический диапазон любой камеры с динамическим диапазоном человеческого глаза, вы действительно можете сказать, что человеческий глаз имеет очень высокий динамический диапазон.

Считается, что динамический диапазон наших глаз превышает 24 ступени. Этот динамический диапазон рассчитывается на основе нескольких ситуаций, когда зрачок глаза закрывается и открывается для разной яркости.Здесь настройку глаза нельзя сравнивать с фотоаппаратом. Это ближе к видеокамере.

Итак, нам нужно провести сравнение на основе мгновенного динамического диапазона. Открытие зрачка должно оставаться неизменным. В такой ситуации камера будет работать лучше, чем человеческий глаз. Основываясь на мгновенном коэффициенте динамического диапазона, глаза имеют динамический диапазон от 10 до 14 диафрагм. Этот диапазон наверняка превзойдет все цифровые фотоаппараты. Он более или менее похож на зеркальные и беззеркальные камеры.

Контрастность и яркость — два основных параметра, определяющих динамический диапазон глаза. Итак, динамический диапазон 10-14 ступеней применим только в условиях дневного света. С другой стороны, в условиях низкой освещенности наши глаза будут иметь больший динамический диапазон, чем камера.

Если это очень низкая освещенность, например, при лунном свете, наши глаза начнут видеть вещи в монохромном режиме. Если вы увлекаетесь астрофотографией, то эта информация будет вам очень полезна.

Фактические линзы, похожие на человеческий глаз

Давайте посмотрим на некоторые линзы, которые будут ближе всего к человеческому глазу. Как мы уже говорили, для полнокадровой камеры это будет объектив с постоянным фокусным расстоянием 50 мм с максимальной диафрагмой от f / 2,1 до f / 3,8.

Они аналогичны характеристикам объектива Nikon AF-S Nikkor 50mm f / 1.8G или Canon EF 50mm f / 1.8 STM.

На камере APS-C это будет 35-миллиметровый объектив с диафрагмой от f / 2,1 до f / 3,8, такой как Nikon AF-S NIKKOR 35mm f / 1.8G ED или Canon EF 35mm f / 2 IS USM.

Вы можете посмотреть это видео на сайте Интересная инженерия, чтобы узнать о сходстве между человеческим глазом и цифровой камерой:

Вы также можете прочитать эту статью о улучшении вашего фотографического глаза для создания уникальных изображений .

Я надеюсь, что эту статью было так же интересно читать, как и писать. Довольно удивительно, что мы видим мир с помощью эквивалента двух объективов камеры.

зрение — Какое минимальное фокусное расстояние человеческого глаза?

Краткий ответ
Фокусное расстояние среднего здорового взрослого человеческого глаза вблизи составляет около 18,5 мм. Молодые люди могут размещать свои линзы дальше до фокусного расстояния около 15,4 мм.

Предпосылки
Фокусное расстояние человеческого глаза — это расстояние между линзой и сетчаткой, когда объект находится в фокусе (рис. 1). Следовательно, ... даже если учесть размытые изображения, часть в этом вопросе не имеет особого смысла.Итак, я сосредоточу свой ответ только на четких изображениях (каламбур).

Линзы глаза толще в центре, чем по краям, и, следовательно, положительные и собирающие линзы. Они формируют перевернутое изображение на светочувствительном слое в задней части глаза — сетчатке (рис.1). Изображение сетчатки формируется двумя линзами: 1) роговицей с фиксированным фокусным расстоянием и 2) линзой глаза, которая представляет собой линзу с переменным фокусным расстоянием за счет изменения формы (рис. 1), называемую аккомодацией, и опосредуется цилиарными мышцами (Kolb, 2012).

Когда цилиарные мышцы расслаблены, фокусное расстояние хрусталика максимально и удаленные объекты находятся в фокусе (бесконечность). Когда цилиарные мышцы сокращаются, они укорачивают фокусное расстояние хрусталика глаза, чтобы сфокусировать более близкие объекты. Два предела этого диапазона называются , дальняя точка, (ресничные мышцы расслаблены) и ближняя точка (максимальная аккомодация) (источник: Университет Колорадо, Боулдер).

Расстояние между линзой глаза и сетчаткой около 20 мм.Когда объект находится далеко от глаза (бесконечность), изображение находится по существу в фокусной точке. Поэтому фокусное расстояние роговицы и хрусталика глаза должно быть около 20 мм, когда мышцы глаза расслаблены. Сила линзы обратно пропорциональна его фокусному расстоянию в метрах. Следовательно, прочность роговицы и хрусталика в дальней точке составляет примерно 1 / 0,020 = 50 диоптрий (источник: Университет Колорадо, Боулдер).

Когда объект расположен в ближней точке (ближайшая точка, в которой объект может быть четко сфокусирован на сетчатке), фокусное расстояние роговицы и хрусталика глаза должно быть изменено так, чтобы формировалось изображение. на сетчатке, которая все еще находится на расстоянии 20 мм.Типичная ближняя точка у взрослого человека составляет 25 см, что соответствует фокусному расстоянию роговицы и хрусталика глаза 18,52 мм с использованием стандартных правил трассировки лучей линз. Следовательно, сила роговицы и хрусталика глаза теперь должна составлять примерно 1 / 0,01852 = 54 диоптрии. Другими словами, мышцы глаза могут обеспечить диапазон аккомодации в 4 диоптрии (источник: Университет Колорадо, Боулдер).

Дети могут, однако, фокусироваться на точки на расстоянии 6,5 см, , т.е. , оптическая сила 15 диоптрий, i.е. , минимальное фокусное расстояние 15,39 мм.


Рис. 1. Глаз человека. Верхняя панель: неприкрытый расслабленный глаз. Нижняя панель: приставной глазок. источник: Khan Academy

Ссылка
Кольб, Общая анатомия глаза. В: Webvision. Организация сетчатки и зрительной системы , Глазной центр Морана (2012)

Физика глаза | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните формирование изображения на глаз.
  • Объясните, почему на периферийных изображениях отсутствуют детали и цвет.
  • Определите показатели преломления.
  • Проанализируйте аккомодацию глаза для зрения вдаль и вблизи.

Глаз, пожалуй, самый интересный из всех оптических инструментов. Глаз примечателен тем, как он формирует изображения, а также богатством деталей и цветов, которые он может обнаружить. Однако наши глаза обычно нуждаются в некоторой коррекции, чтобы достичь того, что называется «нормальным» зрением, но его следует называть идеальным, а не нормальным.Формирование изображения нашими глазами и обычную коррекцию зрения легко анализировать с помощью оптики, обсуждаемой в разделе «Геометрическая оптика».

Рис. 1. Роговица и хрусталик глаза действуют вместе, формируя реальное изображение на светочувствительной сетчатке, которая имеет самую высокую концентрацию рецепторов в ямке и слепом пятне над зрительным нервом. Сила хрусталика глаза регулируется, чтобы обеспечить изображение на сетчатке для различных расстояний до объекта. Здесь показаны слои тканей с разными показателями преломления в хрусталике.Однако для ясности они были опущены на других рисунках.

На рисунке 1 показана основная анатомия глаза. Роговица и хрусталик образуют систему, которая в хорошем приближении действует как единая тонкая линза. Для четкого зрения реальное изображение должно проецироваться на светочувствительную сетчатку, которая находится на фиксированном расстоянии от линзы. Хрусталик глаза регулирует свою силу, чтобы создать на сетчатке изображение объектов, находящихся на разном расстоянии. Центр изображения приходится на ямку, которая имеет наибольшую плотность световых рецепторов и наибольшую остроту (резкость) в поле зрения.Переменное отверстие (или зрачок) глаза вместе с химической адаптацией позволяет глазу обнаруживать интенсивность света от самой низкой наблюдаемой до 10 10 раз большей (без повреждений). Это невероятный диапазон обнаружения. Наши глаза выполняют огромное количество функций, таких как чувство направления, движения, сложных цветов и расстояния. Обработка импульсов зрительного нерва начинается с взаимосвязей в сетчатке и продолжается в головном мозге. Зрительный нерв передает сигналы, полученные глазом, в мозг.

Показатели преломления имеют решающее значение для формирования изображения с помощью линз. В таблице 1 приведены показатели преломления глаза. Наибольшее изменение показателя преломления и изгиб лучей происходит на роговице, а не на линзе. Лучевая диаграмма на рисунке 2 показывает формирование изображения роговицей и хрусталиком глаза. Лучи изгибаются в соответствии с показателями преломления, приведенными в Таблице 1. Роговица обеспечивает около двух третей мощности глаза из-за того, что скорость света значительно изменяется при переходе от воздуха к роговице.Линза обеспечивает оставшуюся мощность, необходимую для создания изображения на сетчатке. Роговицу и хрусталик можно рассматривать как одну тонкую линзу, даже если световые лучи проходят через несколько слоев материала (например, роговицу, водянистую влагу, несколько слоев хрусталика и стекловидное тело), ​​изменяя направление на каждой границе раздела. Формируемое изображение очень похоже на изображение, создаваемое одной выпуклой линзой. Это изображение случая 1. Изображения, сформированные в глазу, инвертируются, но мозг снова инвертирует их, чтобы они казались вертикальными.

Таблица 1. Показатели преломления, относящиеся к глазу
Материал Показатель преломления
Вода 1,33
Воздух 1,0
Роговица 1,38
Водяная жидкость 1,34
Линза 1,41 в среднем (варьируется по объективам, наибольшее в центре)
Стекловидное тело 1.34

Рис. 2. Изображение формируется на сетчатке, при этом световые лучи сходятся в большей степени на роговице, а также при входе и выходе из линзы. Лучи сверху и снизу объекта отслеживаются и создают перевернутое реальное изображение на сетчатке. Расстояние до объекта рисуется меньше масштаба.

Как уже отмечалось, изображение должно попадать точно на сетчатку, чтобы обеспечить четкое зрение, то есть расстояние изображения d i должно быть равно расстоянию от линзы до сетчатки.Поскольку расстояние от линзы до сетчатки не меняется, расстояние изображения d i должно быть одинаковым для объектов на всех расстояниях. Глаз справляется с этим, изменяя оптическую силу (и фокусное расстояние) линзы, чтобы приспособиться к объектам, находящимся на разных расстояниях. Процесс настройки фокусного расстояния глаза называется аккомодацией . Человек с нормальным (идеальным) зрением может четко видеть объекты на расстоянии от 25 см до практически бесконечности. Однако, хотя ближайшая точка (кратчайшее расстояние, на котором может быть получен резкий фокус) увеличивается с возрастом (становится метрами для некоторых пожилых людей), мы будем считать, что здесь она составляет 25 см.

На рисунке 3 показано приспособление глаза для зрения вдаль и вблизи. Поскольку световые лучи от близлежащего объекта могут расходиться и по-прежнему попадать в глаз, линза должна быть более сужающейся (более мощной) для зрения вблизи, чем для зрения вдаль. Чтобы хрусталик был более суженным, он стал толще под действием окружающей его цилиарной мышцы. Глаз наиболее расслаблен при наблюдении за удаленными объектами, что является одной из причин того, что микроскопы и телескопы предназначены для получения удаленных изображений. Зрение очень далеких объектов называется полностью расслабленным , в то время как близкое зрение называется приспособленным , при этом самое близкое зрение полностью приспособлено .

Рис. 3. Расслабленное и комфортное зрение для удаленных и близких объектов. (а) Световые лучи из одной и той же точки на удаленном объекте должны быть почти параллельны при попадании в глаз и легче сходиться для создания изображения на сетчатке. (б) Световые лучи от близлежащего объекта могут больше расходиться и по-прежнему попадать в глаз. Чтобы собрать их на сетчатке, нужна более мощная линза, чем если бы они были параллельны.

Мы будем использовать уравнения тонкой линзы для количественного исследования формирования изображения глазом.Во-первых, обратите внимание, что сила линзы задается как [latex] p = \ frac {1} {f} \\ [/ latex], поэтому мы переписываем уравнения тонкой линзы как [latex] P = \ frac {1} { d _ {\ text {o}}} + \ frac {1} {d _ {\ text {i}}} \\ [/ latex] и [latex] \ frac {h _ {\ text {i}}} {h_ { \ text {o}}} = — \ frac {d _ {\ text {i}}} {d _ {\ text {o}}} = m \\ [/ latex].

Мы понимаем, что d i должно быть равно расстоянию от линзы до сетчатки, чтобы получить четкое зрение, и что нормальное зрение возможно для объектов на расстоянии d o = 25 см до бесконечности.

Эксперимент на вынос: Ученик

Посмотрите на центральную прозрачную область чьего-либо глаза, на зрачок, при нормальном комнатном освещении. Оцените диаметр зрачка. Теперь выключите свет и затемните комнату. Через несколько минут включите свет и быстро оцените диаметр зрачка. Что происходит со зрачком, когда глаз приспосабливается к освещению в комнате? Объясните свои наблюдения.

Глаз может обнаружить впечатляющее количество деталей, учитывая, насколько маленькое изображение на сетчатке.Чтобы получить представление о том, насколько маленьким может быть изображение, рассмотрим следующий пример.

Пример 1. Размер изображения на сетчатке

Каков размер изображения на сетчатке человеческого волоса диаметром 1,20 × 10 −2 см, удерживаемого на расстоянии вытянутой руки (60,0 см)? Расстояние между линзой и сетчаткой составляет 2,00 см.

Стратегия

Мы хотим найти высоту изображения h i , учитывая, что высота объекта h o = 1.20 × 10 −2 см. Мы также знаем, что объект находится на расстоянии 60,0 см, так что d o = 60,0 см. Для четкого зрения расстояние изображения должно быть равно расстоянию от линзы до сетчатки, поэтому d i = 2,00 см. Уравнение [латекс] \ frac {h _ {\ text {i}}} {h _ {\ text {o}}} = — \ frac {d _ {\ text {i}}} {d _ {\ text {o}} } = m \\ [/ latex] можно использовать, чтобы найти h i с известной информацией.

Решение

Единственная неизвестная переменная в уравнении [латекс] \ frac {h _ {\ text {i}}} {h _ {\ text {o}}} = — \ frac {d _ {\ text {i}}} {d_ { \ text {o}}} = m \\ [/ latex] равно h i :

[латекс] \ displaystyle \ frac {h _ {\ text {i}}} {h _ {\ text {o}}} = — \ frac {d _ {\ text {i}}} {d _ {\ text {o} }} \\ [/ latex]

Перестановка для изоляции ч i дает

[латекс] \ displaystyle {h} _ {\ text {i}} = — h _ {\ text {o}} \ cdot \ frac {d _ {\ text {i}}} {d _ {\ text {o}} }\\[/латекс].{-4} \ text {cm} \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Это действительно маленькое изображение не является самым маленьким различимым — то есть предел остроты зрения даже меньше этого. Ограничения остроты зрения связаны с волновыми свойствами света и будут рассмотрены в следующей главе. Некоторое ограничение также связано с внутренней анатомией глаза и обработкой информации, происходящей в нашем мозгу.

Пример 2. Диапазон мощности глаза

Рассчитайте оптическую силу глаза при просмотре объектов на максимальном и минимальном расстояниях, возможных при нормальном зрении, при условии, что расстояние от линзы до сетчатки равно 2.00 см (типичное значение).

Стратегия

Для четкого зрения изображение должно находиться на сетчатке, поэтому здесь d i = 2,00 см. Для дальнего зрения d o ≈ ∞, а для близкого зрения d o = 25,0 см, как обсуждалось ранее. Уравнение [латекс] P = \ frac {1} {d _ {\ text {o}}} + \ frac {1} {d _ {\ text {i}}} \\ [/ latex], как написано выше, может можно использовать непосредственно для решения P в обоих случаях, поскольку мы знаем d i и d o .Мощность выражается в диоптриях, где [latex] 1 \ text {D} = \ frac {1} {\ text {m}} \\ [/ latex], поэтому мы должны выражать все расстояния в метрах.

Решение

Для зрения вдаль,

[латекс] \ displaystyle {P} = \ frac {1} {d _ {\ text {o}}} + \ frac {1} {d _ {\ text {i}}} = \ frac {1} {\ infty } + \ frac {1} {0,0200 \ text {m}} \\ [/ latex]

Поскольку [latex] \ frac {1} {\ infty} = 0 \\ [/ latex], это дает [latex] P = 0 + \ frac {50.0} {\ text {m}} = 50.0 \ text {D } \\ [/ latex] (зрение вдаль).

Теперь для близкого зрения,

[латекс] \ begin {array} {lll} P & = & \ frac {1} {d _ {\ text {o}}} + \ frac {1} {d _ {\ text {i}}} = \ frac { 1} {0.250 \ text {m}} + \ frac {1} {0.0200 \ text {m}} \\\ text {} & = & \ frac {4.00} {\ text {m}} + \ frac {50.0} {\ text {m}} = 4.00 \ text {D} +50.0 \ text {D} \\\ text {} & = & 54.0 \ text {D (близкое зрение)} \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Для глаза с этим типичным расстоянием от линзы до сетчатки 2,00 см оптическая сила глаза колеблется от 50,0 D (для полного расслабленного зрения вдаль) до 54,0 D (для полного зрения вблизи), что на 8% больше. Это увеличение мощности для близкого зрения согласуется с предыдущим обсуждением и трассировкой лучей на рисунке 3.8% -ная способность к адаптации считается нормальной, но типична для людей в возрасте около 40 лет. У молодых людей больше приспособляемости, тогда как пожилые люди постепенно теряют способность приспосабливаться. Когда окулист определяет проблему аккомодации у пожилых людей, это, скорее всего, связано с жесткостью хрусталика. Хрусталик глаза изменяется с возрастом таким образом, чтобы сохранить способность ясно видеть удаленные объекты, но не позволяет глазу приспособиться к близкому зрению — состояние, называемое пресбиопией (буквально, старший глаз).Чтобы исправить этот дефект зрения, мы помещаем перед глазом собирающуюся линзу с положительной оптической силой, такую ​​как в очках для чтения. Обычно доступные очки для чтения оцениваются по их оптической силе в диоптриях, обычно в диапазоне от 1,0 до 3,5 D.

Сводка раздела

  • Формирование изображения глазом адекватно описывается уравнениями тонкой линзы:
    [латекс] \ displaystyle {P} = \ frac {1} {{d} _ {\ text {o}}} + \ frac {1} {{d} _ {\ text {i}}} \ text {и} \ frac {{h} _ {\ text {i}}} {{h} _ {\ text {o}}} = — \ frac {{d} _ {\ text {i}}} {{d} _ {\ text {o}}} = m \\ [/ latex].
  • Глаз создает реальное изображение на сетчатке, регулируя его фокусное расстояние и силу в процессе, называемом аккомодацией.
  • Для близкого зрения глаз полностью приспособлен и имеет наибольшую силу, тогда как для дальнего зрения он полностью расслаблен и обладает наименьшей силой.
  • Утрата способности приспосабливаться с возрастом называется пресбиопией, которая корректируется с помощью собирающей линзы для увеличения силы зрения вблизи.

Концептуальные вопросы

  1. Если хрусталик глаза человека удален из-за катаракты (как это делалось с древних времен), почему вы ожидаете, что ему будут прописаны очковые линзы диаметром около 16 D?
  2. Катаракта — это помутнение хрусталика глаза.Он рассеивает или рассеивает свет?
  3. Когда лазерный луч попадает в расслабленный глаз с нормальным зрением для восстановления разрыва путем точечной сварки сетчатки с задней частью глаза, лучи, входящие в глаз, должны быть параллельны. Почему?
  4. Как сила сухой контактной линзы соотносится с силой ее прикосновения к слезному слою глаза? Объяснять.
  5. Почему у вас такое размытое зрение, когда вы открываете глаза во время плавания под водой? Как маска для лица обеспечивает четкое зрение?

Задачи и упражнения

Если не указано иное, расстояние от линзы до сетчатки равно 2.00 см.

  1. Какова сила глаза при просмотре объекта на расстоянии 50,0 см?
  2. Рассчитайте силу зрения при просмотре объекта на расстоянии 3,00 м.
  3. (a) Высота шрифта во многих книгах составляет в среднем 3,50 мм. Какова высота изображения отпечатка на сетчатке глаза, когда книга находится на расстоянии 30,0 см от глаза? (b) Сравните размер отпечатка с размерами палочек и колбочек в ямке и обсудите возможные детали, наблюдаемые в письмах. (Система глаз-мозг может работать лучше из-за взаимосвязей и обработки изображений более высокого порядка.)
  4. Предположим, что острота зрения определенного человека такова, что он может четко видеть объекты, образующие изображение высотой 4,00 мкм на его сетчатке. На каком максимальном расстоянии он может прочитать буквы высотой 75,0 см на борту самолета?
  5. Люди, которые выполняют очень детальную работу крупным планом, например ювелиры, часто могут четко видеть предметы на гораздо более близком расстоянии, чем обычные 25 см. а) Какова сила глаз женщины, которая может ясно видеть объект на расстоянии всего 8,00 см? (б) Каков размер изображения 1.Объект 00 мм, например, надпись внутри кольца, удерживается на таком расстоянии? (c) Каков был бы размер изображения, если бы объект находился на нормальном расстоянии 25,0 см?

Глоссарий

аккомодация: способность глаза регулировать фокусное расстояние известна как аккомодация

пресбиопия: состояние, при котором хрусталик глаза постепенно становится неспособным фокусироваться на объектах, близких к зрителю.

Избранные решения проблем и упражнения

1.52,0 Д

3. (а) -0,233 мм; (б) Размер стержней и колбочек меньше высоты изображения, поэтому мы можем различать буквы на странице.

5. (а) +62,5 D; (б) –0,250 мм; (в) –0.0800 мм

Что такое обычный объектив — 35мм, 50мм, 43мм. | Марк Вечорек | Геометрия мороженого

Глаз — для целей этого обсуждения сфера. Сфокусированный свет проходит через линзу и достигает сетчатки , где светочувствительные фоторецепторы превращают этот свет в электрические сигналы.

Когда люди пытаются определить, что такое «нормальный» объектив, они часто возвращаются к человеческому глазу — если глаз — это то, что мы используем для восприятия мира, то глаз должен быть самим определением «нормального».

Это немного ошибочный аргумент, но процесс мышления может привести нас к некоторым интересным выводам.

Первый (ошибочный) аргумент в пользу того, что человеческое зрение является отправной точкой для того, что является «нормальным» объективом, — это угол зрения.

Согласно Википедии, люди могут видеть примерно 210 ° — или чуть больше половины круга.Если вы раскинули руки по бокам и смотрим вперед, медленно продвигая их вперед, пока вы почти не заметите их — они должны быть в основном полностью вытянуты. Совет от профессионала: шевелите пальцами, ваше периферийное зрение лучше улавливает движение, чем нежные оттенки мясистых тонов.

Конечно, это два глаза, а не один, и не все изображение в фокусе — действительно, мы можем видеть только центральную часть того, на что смотрим в фокусе. К тому же наши глаза много двигаются, даже когда мы не думаем об этом, они переходят от одного объекта к другому, полностью пропуская все пространство между ними.

Я полагаю, мы могли бы измерить центральную область ямки — область с наибольшей плотностью фоторецепторов, но если 210 ° было бы слишком широким, то это было бы слишком узко.

Глазок изогнутый. Фильма нет. Возможно, из-за его изгиба сравнение не получилось (без каламбура). Итак, давайте возведем круг в квадрат.

Ага! Теперь мы чего-то добиваемся. Теперь плоскость изображения (пленка) ограничена. Линза должна проецировать изображение на поверхность, границы которой известны.

Представим, что этот квадратный «глаз» — это фотоаппарат. Давайте возьмем 35-миллиметровую пленку в качестве «стандартной» здесь, чтобы не усложнять разговор — я немного расширю (опять же без каламбура) на большие и меньшие форматы.

Типичное изображение 35 мм составляет 24 мм x 36 мм. Итак, теперь у нас есть максимальный размер для нашего датчика изображения — 36 мм.

Фокусное расстояние буквально таково. Длина фокуса. Представьте себе камеру-обскуру — если вы поместите отверстие в 35 мм от куска пленки, у вас будет фокусное расстояние 35 мм.Это так просто.

Тогда ваше следующее беспокойство — насколько велика пленка? Мы только что определили пленку как 36 мм x 24 мм.

Итак, если вы хотите «возвести круг в квадрат», вы знаете длину одной линии квадрата — 36 мм — и вы просто строите куб ровно 36 x 36 x 36 и вставляете отверстие для булавки на противоположном конце и там. он у вас есть — 36 мм (округлено до 35 мм) — ваш нормальный объектив.

Пленка 35 мм. Если вы хотите имитировать человеческий глаз, квадрат круга, вы помещаете отверстие на расстоянии 35 мм от плоскости пленки, и вот оно.35 мм — это «нормальный» объектив.

Проблема решена, больше писать не о чем. Поехали все домой.

На самом деле линзы проецируют круглое изображение, а не прямоугольное — любой прямоугольный датчик будет кадром из этого круга. Если мы действительно хотим разместить линзу как можно дальше от изображения, насколько оно длинное, нам нужно рассчитать диагональ.

Маленькая формула Пифагора a² + b² = c² говорит нам, что диагональ 36-миллиметрового квадрата составляет 51 мм, которую мы можем округлить до 50 мм.

Так что, возможно, наша кубическая 35-миллиметровая коробка была немного маловата — мы должны были построить вместо нее 50-миллиметровую коробку.

Да, вот и все — ясно (опять же без каламбура) 50 мм — это истинное определение нормы. Проблема решена, мы все можем безопасно вернуться домой, зная, что 50 мм — это истинное определение нормы. В конце концов, кто я такой, чтобы противоречить Анри Картье-Брессону? К тому же у 50мм есть приятное кольцо — 50мм. Скажи мне — пятьдесят миллиметров. Отличные пятьдесят.

На самом деле, я совсем забыл, что 35-миллиметровая пленка не квадратная.Это соотношение сторон 3: 2. Эти отверстия для звездочек занимают много места!

Если мы хотим узнать реальный круг изображения 35-миллиметровой пленки, нам нужно рассчитать диагональ 35-миллиметрового куска пленки, которая составляет 43 мм.

Вы только посмотрите, как он выглядит компактно и аккуратно.

Да, это окончательно, корпус закрыт, 43 мм — истинное определение «нормального». По этому поводу больше не может быть споров. Я знаю, что из-за этого ты потерял много сна — бесконечные ночи, проведенные ворочаясь и ворочаясь, задаваясь вопросом: «Я действительно нормальный? Какие у меня отклонения? Они хроматические или сферические? Что, если я даже не полнокадровый, что, если я — ах, — APS-C.Можно ли получить диагноз APS-C? Я лучше проконсультируюсь с DSM-V. Есть ли для этого код МКБ? Покроет ли это моя страховка? »

Нет? Я единственный, кого это интересует? Вы говорите, я не фотоаппарат? Ерунда. Я вижу вещи такими, какие они есть, цельными и неискаженными, если это не делает меня камерой, я не знаю, что делает.

Есть еще два аргумента в пользу того, что 43 мм является истинным определением нормы — по крайней мере, для 35 мм пленки.

Pentax K-1000 и Epson R-D1.

Изображение предоставлено: Wikipedia

Pentax K1000 — это камера, на которой я учился фотографировать — я и бесчисленное множество других студентов-фотографов, которые ходили и покупали их в массовом порядке на своих уроках фотографии для первокурсников. Он прочный, полностью механический (есть батарея, но он просто управляет экспонометром — вы все равно можете делать снимки без него) и полностью ручной. Ничего не происходит автоматически, поэтому вам нужно выучить треугольник экспозиции.

Если вы наденете объектив 50 мм на Pentax K1000 и откроете оба глаза — вы увидите мир с одной и той же точки зрения.То есть — если вы смотрите на объект с помощью Pentax K1000 и 50-миллиметрового объектива правым глазом, этот объект будет такого же размера для вашего левого глаза, перед которым нет камеры.

Однако видоискатель Pentax играет с вами злую шутку. Имеет увеличение 0,88. Таким образом, вы на самом деле не видите 50-миллиметровое поле зрения, вы видите (50 * 0,88 = 44) поле зрения, эквивалентное 44 мм. Посмотрите на это, вернемся к 43 мм.

Изображение предоставлено: Wikipedia

Epson R-D1 — это камера с матрицей APS-C (1,5-кратное кроп) и фактически является первым цифровым дальномером, что делает ее также первой беззеркальной камерой со сменным объективом.

Если на него надеть объектив 28 мм, (28 * 1,5 = 42) он эквивалентен объективу 43 мм в полнокадровом режиме. Этот объектив нормально себя ведет? Да.

Epson R-D1 имеет красивый видоискатель 1: 1 — когда вы смотрите сквозь него, вы видите мир, не подверженный искажениям. Если у вас открыты оба глаза, объекты одинакового размера в обоих.

Будучи дальномером, вы не смотрите через объектив, вместо этого вы получаете «линии кадра», которые примерно сообщают вам, какую область сцены перед вами будет видна пленка в зависимости от выбранного вами объектива.Линии рамки 43 мм большие — глядя в видоискатель, сложно увидеть все 4 угла сразу. Но вы можете увидеть их все. Это означает, что глаз действительно видит шире 43 мм.

И в этом принципиальная разница. Открыв левый глаз, вы можете видеть больше окружающего мира, чем если бы вы просто смотрели в видоискатель правым глазом. Глаза у тебя не квадратные, а круглые. Они не ограничиваются рамками плоской задней части коробки.

Таким образом, даже если 43 мм — довольно хорошее определение «нормального», мы можем видеть 210 ° с двумя открытыми глазами — или чуть больше половины земного шара, по крайней мере, по горизонтали.

С 43 мм на кадре 35 мм пленки он видит мир «неискаженным» — объекты, проецируемые на него, имеют тот же размер, что и мы. Тем не менее, 35-миллиметровая пленочная рамка — это «урожай» того, что может видеть человеческий глаз, потому что пленка не круглая и не заходит за углы коробки, как фоторецепторы наших глаз охватывают заднюю часть сферического глаза. .

Если хотите называть 35мм, 50мм или 43мм нормальным — ничего страшного. Если вы хотите определить «нормальный» угол зрения, арктангенсы или что-то еще — ничего страшного.

Я — я назову 43мм нормально.

Изображение предоставлено: Википедия

Помните, что фокусное расстояние — это длина фокуса — расстояние от точки в линзе, где фокусируются световые лучи, до плоскости пленки.

Камеры имеют «фланцевое фокусное расстояние» — это расстояние между креплением объектива и плоскостью пленки / сенсором.

SLR камеры имеют зеркальную коробку, из-за которой фокусное расстояние фланца больше, чем у беззеркальных камер, таких как дальномеры.

«Широкоугольный» объектив (или «короткий» объектив) — это объектив, который короче, чем «нормальный», и должен распределять световые лучи по более широкой области на пленке.

«Телеобъектив» (или «длинный» объектив) — это объектив, который длиннее, чем «нормальный», и на пленку проецируется лишь небольшая часть изображения внешнего мира.

Байонет Canon EF находится на расстоянии 44 мм от плоскости пленки (разве это не интересное совпадение?).

Байонет Nikon F находится на расстоянии 46,5 мм от плоскости пленки.

Байонет Leica M находится на расстоянии 27,8 мм от плоскости пленки.

Это означает, что любой объектив с фокусным расстоянием «короче» (шире), чем это, не может содержать фокусное расстояние внутри самого объектива, и чтобы это изменить, необходимо использовать некоторые приемы.

У Leica есть несколько широкоугольных объективов, которые выступают в камеру, эффективно перемещая объектив обратно ближе к плоскости пленки.

Однако обычно, если фокусное расстояние шире, чем может содержаться внутри линзы, производители линз должны добавлять дополнительные линзы, чтобы отклонить свет обратно к плоскости пленки.

Это увеличивает размер, вес, сложность и увеличивает вероятность аберраций.

Это означает, что дальномерные (и беззеркальные) линзы часто могут быть проще, чем их эквиваленты для SLR, и, поскольку они должны меньше отклонять свет, обычно имеют меньше аберраций.

Переход с пленки на цифровой также означает, что многие из этих широкоугольных объективов с крутым углом падения (свет падает на пленку под углом, далеком от 90 градусов) не так хорошо работают с цифровыми датчиками, у которых есть дополнительные элементы к ним, такие как массивы цветных фильтров и ИК-фильтры.

Судя по появлению новых беззеркальных объективов, они все еще отклоняют свет обратно к датчику, чтобы приблизиться к идеальному углу 90 °, но это лишь предположение.

Я не собирался говорить об этом, но пока мы здесь, кажется, это самое подходящее место для объяснения сферической аберрации.

Линзы в основном состоят из «сферических» элементов. Это означает, что радиус края стекла можно описать как сечение сферы. Другими словами — представьте сферу (глобус или что-то в этом роде), а затем отрежьте немного — этот кусок, который вы отрезали, имеет сферический радиус — радиус, который можно описать как сечение сферы.

Поскольку эти элементы изгибают свет по существу сферически, когда свет попадает на пленку или датчик, сам свет становится сферическим — трехмерным. Даже объекты, которые в реальном мире плоские (скажем, книга — продолжая нашу тему карты, скажем, это атлас).

Поскольку эта плоская книга проецируется через сферическую линзу, центр книги проецируется дальше, чем края этой книги — что, надеюсь, ясно показано на диаграмме выше.

Val с Leica 90mm f / 2.8

Это называется сферической аберрацией и создает ощущение «гладкости, но резкости» на изображениях. Края резкие и в фокусе, но центр слегка не в фокусе, сглаживая детали.

У меня есть несколько объективов, которые делают это, и они дают довольно приятные портреты из-за этого качества.

Сферические элементы легко изготовить — вы просто устанавливаете стекло на одной поверхности и устанавливаете шлифовальный элемент (например, наждачную бумагу) на фиксированное расстояние, и вы вращаете один из них вокруг фиксированной точки, создавая сферическую кривую.

«Исправить» сферическую аберрацию можно одним или несколькими асферическими элементами — стеклом, радиус которого нельзя описать просто как край кривой / сферы. Их, естественно, сделать намного сложнее, и они увеличивают стоимость линз.

Асферические элементы появились в очень дорогих объективах в 1970-е годы, но стоимость производства этих элементов снизилась, и они нашли применение даже в относительно недорогих объективах.

Асферический элемент отшлифован до определенной формы, чтобы противодействовать этой проблеме «фокус разный в одной плоскости».

Наши глаза, конечно, решают это иначе — задняя часть глаза сама по себе просто сферическая. Задача решена. Есть некоторый прогресс в создании изогнутых датчиков, и предполагается, что, хотя это может упростить конструкцию линз (больше не требуются асферические элементы), линза должна быть специально разработана для этого датчика и не может служить объективом общего назначения для любого другой датчик.

Диагональ «полнокадрового» сенсора составляет 43 мм.

Диагональ датчика APS-C составляет 27 мм (хотя размеры датчика APS-C различаются).

Диагональ сенсора Micro Four Thirds составляет 22 мм.

Станьте первым комментатором

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2019 © Все права защищены. Интернет-Магазин Санкт-Петербург (СПБ)