в чем измеряется предел разрешения
Разрешающая способность (в оптике)
═ Лит.: Тудоровский А. И., Теория оптических приборов, 2 изд., ч. 1, М. ≈ Л., 1948; Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Волосов Д. С., Фотографическая оптика, М., 1971.
Полезное
Смотреть что такое «Разрешающая способность (в оптике)» в других словарях:
Разрешающая способность (в оптике) — Разрешение способность оптического прибора измерять линейное или угловое расстояние между близкими объектами, показывать раздельно близко расположенные объекты. Содержание 1 Угловое разрешение 2 Линейное разрешение 3 Общие сведения … Википедия
РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ — (разрешающая сила) оптических приборов, характеризует способность этих приборов давать раздельное изображение двух близких друг к другу точек объекта. Наименьшее линейное (или угловое) расстояние между двумя точками, начиная с которого их… … Физическая энциклопедия
Разрешающая способность — I Разрешающая способность (разрешающая сила) оптических приборов, характеризует способность этих приборов давать раздельные изображения двух близких друг к другу точек объекта. Наименьшее линейное или угловое расстояние между двумя… … Большая советская энциклопедия
разрешающая способность фотоматериала — его способность передавать в изображении мелкие детали объекта; измеряется наибольшим числом параллельных линий, различаемых под микроскопом на 1 мм изображения штриховой решётки (миры). * * * РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ФОТОМАТЕРИАЛА РАЗРЕШАЮЩАЯ… … Энциклопедический словарь
РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ — 1. Вообще в оптике способность линзы производить отдельные изображения различимых, но пространственно близких друг к другу объектов. 2. Специальное значение подобная способность глаза. 3. Метафорически познавательная способность проводить тонкое… … Толковый словарь по психологии
ЭЛЕКТРОННАЯ И ИОННАЯ ОПТИКА — раздел физики, в к ром изучают законы распространения пучков за ряж. частиц электронов и ионов в макроскопич. магн. и электрич. полях и вопросы их фокусировки, отклонения и формирования изображений. Развитие электронной оптики (ЭО) началось с… … Физическая энциклопедия
Объектив — обращенная к объекту часть оптической системы или самостоятельная оптическая система, формирующая действительное Изображение оптическое объекта. Это изображение либо рассматривают визуально в Окуляр, либо получают на плоской (реже… … Большая советская энциклопедия
ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП — прибор для наблюдения и фотографирования многократно (до 106 раз) увеличенного изображения объекта, в к ром вместо световых лучей используются пучки электронов, ускоренных до больших энергий (30 1000 кэВ и более) в условиях глубокого вакуума. Физ … Физическая энциклопедия
Матрица (фото) — Матрица на печатной плате цифрового фотоаппарата У этого термина существуют и другие значения, см … Википедия
АКУСТООПТИКА — изучает вз ствие эл. магн. волн со звуковыми в тв. телах и жидкостях. На основе этих явлений в технике создаются разл. приборы. Вз ствие света со звуком широко используется в оптике, электронике, лазерной технике для управления когерентным… … Физическая энциклопедия
Дифракционный предел разрешения оптических инструментов
Дифракция Фраунгофера. Формулы
Главное условие дифракции Фраунгофера – это наличие зон Френеля, проходящих через точку волны, являющихся плоскими относительно друг друга.
Теперь доступна дифракционная картина Фраунгофера, располагаемая в фокальной плоскости линзы. Исходя из геометрической оптики, фокус должен иметь линзу с точечным изображением удаленного предмета. Изображение такого предмета размывается по причине наличия дифракции. Это и есть проявление волновой природы света.
Оправа линзы обладает свойством дифракции света, если лучи падают на нее, то есть выполняет роль экрана. Тогда D обозначается как диаметр линзы.
Вышеуказанный рисунок объясняет, что расстояние Δ l между центрами дифракционных изображений звезд превышает значение радиуса r центрального светлого пятна. Данный случай позволяет воспринимать изображение раздельно, значит, есть возможность видеть одновременно две близко расположенные звезды.
Разрешающая способность микроскопа
Предел разрешения объектива микроскопа был определен в 1874 г Г. Гельмгольцем. Такая формула записывается:
Знак λ требуется для обозначения длины волны, n – для показателя преломления иммерсионной жидкости, α – для обозначения апертурного угла. Величину n · sin α называют числовой апертурой.
Отсюда следует, что микроскоп не дает полной возможности просмотра каких-либо деталей с размерами намного менее размера длины световой волны. Волновые свойства света влияют на предел качества изображения объекта, который получаем с помощью любой оптической системы.
Разрешающая способность (оптика)
Разреше́ние или разрешающая способность — способность оптической системы измерять линейное или угловое расстояние между близкими объектами, показывать раздельно близко расположенные структурные элементы объекта, которые визуально не возможно различить. [1]
Обычно различают угловое и линейное разрешение
Содержание
Общие сведения
где θ — угловое разрешение (минимальное угловое расстояние), λ — длина волны, D — диаметр объектива.
Коэффициент подобран так, чтобы интенсивность в минимуме между пятнами была равна примерно 0,8 от интенсивности в их максимумах — считается, что этого достаточно для различения невооруженным глазом.
Зависимость разрешения при фотографировании от свойств оптической системы
Способы определения разрешающей способности в фотографии
Определение разрешающей способности производится путём фотографирования специального тестового объекта ( миры ). Для определения разрешающей способности каждого из элементов, принимающих участие в техническом процессе получения изображения, измерения проводят в условиях, когда погрешности от остальных этапов пренебрежимо малы.
Разрешающая сила объектива
Разрешающая способность первичного материального носителя
Разрешающая способность фотографической эмульсии
Разрешающая способность матриц цифровых фотоаппаратов
Разрешение матриц — основного элемента фотосенсора зависит от их типа, площади и плотности фоточувствительных элементов на единицу поверхности.
Разрешающая способность на стадии получения отпечатка/изображения
Разрешающая способность современных принтеров измеряется в точках на миллиметр ( dpm ) или на дюйм ( dpi ).
Разрешающая способность фотографической эмульсии
Разрешающая способность струйных принтеров
Разрешающая способность лазерных и светодиодных принтеров
Разрешение мониторов
Измеряется в точках на единицу длины изображения на поверхности монитора (в dpm или dpi ).
Разрешение микроскопов
Разрешение R зависит от угловой апертуры α:
.
Due to the limitations of the values α, λ, and n, the resolution limit of a light microscope using visible light is about 200 nm. This is because: α for the best lens is about 70° (sin α = 0.94), the shortest wavelength of visible light is blue (λ = 450nm), and the typical high resolution lenses are oil immersion lenses (n = 1.56):
Применение в полиграфии и дизайне при воспроизведении изображений
Необходимая для качественного воспроизведения изображений разрешающая способность (в полиграфии, рекламе и т.д.) зависит от расстояния, на котором предполагается его рассматривание.
Разрешение (компьютерная графика)
Разреше́ние — величина, определяющая количество точек (элементов растрового изображения) на единицу площади (или единицу длины). Термин обычно применяется к изображениям в цифровой форме, хотя его можно применить, например, для описания уровня грануляции фотопленки, фотобумаги или иного физического носителя. Более высокое разрешение (больше элементов) типично обеспечивает более точные представления оригинала. Другой важной характеристикой изображения является разрядность цветовой палитры.
Как правило, разрешение в разных направлениях одинаково, что даёт пиксель квадратной формы. Но это не обязательно — например, горизонтальное разрешение может отличаться от вертикального, при этом элемент изображения (пиксель) будет не квадратным, а прямоугольным.
Содержание
Разрешение изображения
Растровая графика
При выводе изображения на поверхность экрана или бумаги, оно занимает прямоугольник определённого размера. Для оптимального размещения изображения на экране необходимо согласовывать количество точек в изображении, пропорции сторон изображения с соответствующими параметрами устройства отображения. Если пикселы изображения выводятся пикселами устройства вывода один к одному, размер будет определяться только разрешением устройства вывода. Соответственно, чем выше разрешение экрана, тем больше точек отображается на той же площади и тем менее зернистой и более качественной будет ваша картинка. При большом количестве точек, размещённом на маленькой площади, глаз не замечает мозаичности рисунка. Справедливо и обратное: малое разрешение позволит глазу заметить растр изображения («ступеньки»). Высокое разрешение изображения при малом размере плоскости отображающего устройства не позволит вывести на него всё изображение, либо при выводе изображение будет «подгоняться», например для каждого отображаемого пиксела будут усредняться цвета попадающей в него части исходного изображения. При необходимости крупно отобразить изображение небольшого размера на устройстве с высоким разрешением приходится вычислять цвета промежуточных пикселей. Изменение фактического количества пикселей изображения называется передискретизация, и для неё существуют целый ряд алгоритмов разной сложности.
При выводе на бумагу такие изображения преобразуются под физические возможности принтера: проводится цветоделение, масштабирование и растеризация для вывода изображения красками фиксированного цвета и яркости, доступными принтеру. Принтеру для отображения цвета разной яркости и оттенка приходится группировать несколько меньшего размера точек доступного ему цвета, например один серый пиксел такого исходного изображения, как правило, на печати представляется несколькими маленькими чёрными точками на белом фоне бумаги. В случаях, не касающихся профессиональной допечатной подготовки, этот процесс производится с минимальным вмешательством пользователя, в соответствии с настройками принтера и желаемым размером отпечатка. Изображения в форматах, получаемых при допечатной подготовке и рассчитанные на непосредственный вывод печатающим устройством, для полноценного отображения на экране нуждаются в обратном преобразовании.
Большинство форматов графических файлов позволяют хранить данные о желаемом масштабе при выводе на печать, то есть о желаемом разрешении в dpi (англ. dots per inch — эта величина говорит о каком-то количестве точек на единицу длины, например 300 dpi означает 300 точек на один дюйм). Это исключительно справочная величина. Как правило, для получения распечатка фотографии, который предназначен для рассматривания с расстояния порядка 20-30 сантиметров, достаточно разрешения 300 dpi. Исходя из этого можно прикинуть, какого размера отпечаток можно получить из имеющегося изображения или какого размера изображение надо получить, чтоб затем сделать отпечаток нужного размера.
Например, надо напечатать с разрешением в 300 dpi изображение на бумаге размером 10×10 см. Переведя размер в дюймы получим 3,9×3,9 дюймов. Теперь, умножив 3,9 на 300 и получаем размер фотографии в пикселях: 1170×1170. Таким образом, для печати изображения приемлемого качества размером 10×10 см, размер исходного изображения должен быть не менее 1170×1170 пикселей.
Для обозначения разрешающей способности различных процессов преобразования изображений (сканирование, печать, растеризация и т. п.) используют следующие термины:
По историческим причинам величины стараются приводить к dpi, хотя с практической точки зрения ppi более однозначно характеризует для потребителя процессы печати или сканирования. Измерение в lpi широко используется в полиграфии. Измерение в spi используется для описания внутренних процессов устройств или алгоритмов.
Значение разрядности цвета
Для создания реалистичного изображения средствами компьютерной графики цвет иногда оказывается важнее (высокого) разрешения, поскольку человеческий глаз воспринимает картинку с большим количеством цветовых оттенков как более правдоподобную. Вид изображения на экране напрямую зависит от выбранного видеорежима, основу которого составляют три характеристики: кроме собственно разрешения (кол-ва точек по горизонтали и вертикали), отличаются частота обновления изображения (Гц) и количество отображаемых цветов (цветорежим или разрядность цвета)). Последний параметр (характеристику) часто также называют разрешение цвета, или частота разрешения (частотность или разрядность гаммы) цвета.
Разница между 24- и 32-разрядным цветом на глаз отсутствует, потому как в 32-разрядном представлении 8 разрядов просто не используются, облегчая адресацию пикселов, но увеличивая занимаемую изображением память, а 16-разрядный цвет заметно «грубее». У профессиональных цифровых фотокамер у сканеров (например, 48 или 51 бит на пиксел) более высокая разрядность оказывается полезна при последующей обработке фотографий: цветокоррекции, ретушировании и т. п.
Векторная графика
Для векторных изображений, в силу принципа построения изображения, понятие разрешения неприменимо.
Разрешение устройства
Разрешение устройства (inherent resolution) описывает максимальное разрешение изображения, получаемого с помощью устройства ввода или вывода.
Разрешение экрана монитора
Для типичных разрешений мониторов, индикаторных панелей и экранов устройств (inherent resolution) существуют устоявшиеся буквенные обозначения:
СОДЕРЖАНИЕ
Определение терминов
Критерий Рэлея
Взаимодействие между дифракцией и аберрацией можно охарактеризовать функцией рассеяния точки (PSF). Чем уже апертура линзы, тем более вероятно, что в PSF преобладает дифракция. В этом случае угловое разрешение оптической системы можно оценить (по диаметру апертуры и длине волны света) по критерию Рэлея, определенному лордом Рэлеем : два точечных источника считаются только что разрешенными, когда главный дифракционный максимум (центр) диска Эйри одного изображения совпадает с первым минимумом диска Эйри другого изображения, как показано на прилагаемых фотографиях. (На фотографиях, показывающих предел критерия Рэлея, центральный максимум одного точечного источника может выглядеть так, как будто он лежит за пределами первого минимума другого, но проверка с помощью линейки подтверждает, что два действительно пересекаются.) Если расстояние больше, две точки разрешены хорошо, и если она меньше, они считаются неразрешенными. Рэлей защищал этот критерий на источниках равной силы.
Учитывая дифракцию через круглую апертуру, это означает:
Конкретные случаи
Одиночный телескоп
Угловое разрешение телескопа R обычно можно аппроксимировать следующим образом:
Массив телескопов
Наивысшего углового разрешения можно достичь с помощью массивов телескопов, называемых астрономическими интерферометрами : эти инструменты могут достигать углового разрешения 0,001 угловой секунды в оптических длинах волн и гораздо более высоких разрешений на длинах волн рентгеновского излучения. Для получения изображений с синтезом апертуры требуется большое количество телескопов, расположенных в 2-мерном порядке с точностью размеров лучше доли (0,25x) требуемого разрешения изображения.
Угловое разрешение R решетки интерферометра обычно можно аппроксимировать следующим образом:
Например, чтобы сформировать изображение в желтом свете с длиной волны 580 нм с разрешением 1 милли-дуговая секунда, нам нужны телескопы, расположенные в виде массива размером 120 м × 120 м с точностью размеров лучше 145 нм.
Микроскоп
Отсюда следует, что NA как объектива, так и конденсора должны быть как можно более высокими для максимального разрешения. В случае, если оба НА одинаковы, уравнение можно свести к следующему:
р знак равно 1,22 × 400 нм 1,45 + 0,95 знак равно 203 нм <\ Displaystyle R = <\ гидроразрыва <1,22 \ times 400 \, <\ mbox <нм>>> <1,45 \ + \ 0,95>> = 203 \, <\ mbox <нм>>> 
что составляет около 200 нм.