 |
Построение изображения в фотокамере
|
|
|
|
Аэросъемочные системы
Для фотограмметрической съемки местности или исследуемых объектов применяются оптические системы – фотокамеры. Их очень часто называют метрическими камерами, так как по полученным с их помощью снимкам можно определить координаты изобразившихся на них точек.
При этом искажение изображения на снимке сведено к минимуму. Обычные любительские фотоаппараты такими свойствами не обладают, так как для них главное - художественное качество полученных при фотографировании изображений.
Фотокамеры, используемые для фотографирования местности с летательного аппарата, называются аэрофотоаппаратами (или АФА) а, для фотографирования с точек земной поверхности - фототеодолитами.
Фотографическое изображение в фотокамере строится при помощи объектива представляющего собой сложную оптическую систему, состоящую из собирательных и рассеивающих линз, и предназначенную для получения действительного обратного изображения фотографируемого объекта. Это изображение получают на плоской (реже искривленной) поверхности фотографического светочувствительного слоя (фото-и кинопленка, пластина), ПЗС – матрице (приборе с зарядовой связью) и т.п. Все линзы объектива ограничены шаровыми поверхностями различных радиусов и центрированы относительно прямой, проходящей через центры кривизны всех линз. Эта прямая называется главной оптической осью, а совпадающий с ней луч – главным оптическим лучом.
Рассмотрим особенности построения изображения объекта идеальным объективом (рис. 4.1):
- R 1 и R 2 – передняя и задняя поверхности объектива;
- S 1 и S 2 – передняя и задняя узловые точки;
-F 1 и F 2 – передний и задний главные фокусы;
|
|
|
- H 1 и H 2 – главные плоскости объектива (они проходят через точки S 1 и S 2 перпендикулярно главной оптической оси).
Передняя узловая точка S 1 относится к пространству предметов местности и является точкой фотографирования. Задняя узловая точка S 2 относится к пространству изображения и является центром проектирования. Узловые точки S 1 и S 2 расположены на главной оптической оси и обладают тем свойством, что любой луч, вошедший в переднюю узловую точку, при выходе из задней узловой точки, не меняет своего первоначального направления.
На плоскостях H 1 и H 2 происходит преломление лучей.
Главным фокусом объектива (линзы) называется точка схода лучей идущих от бесконечно удаленного предмета, параллельно главной оптической оси. Таких точек две:передний фокус F 1 в пространстве предмета и F 2 - задний фокус в пространстве изображения.
Плоскости, проходящие через главные фокусы F 1 и F 2 перпендикулярно к главной оптической оси, называются главными фокальными плоскостями.
 |
Рис. 4.1- Построение изображения с помощью оптической системы
Плоскость Р1, в которой получается резкое изображение фотографируемого объекта, называется фокальной плоскостью.
Расстояния между узловыми точками S 1 и S 2, и точками фокуса F 1 и F 2 для применяемых при аэрофотосъемке симметричных объективов одинаковы. Эти расстояния называются фокусным расстоянием объектива и обозначаются буквой f.
Изображение любой точки, например, А, фотографируемого объекта местности строится следующим образом. Луч, идущий параллельно главной оптической оси, преломляется на главной задней плоскости H 2 и проходит через задний фокус F 2. Луч, проходящий через передний фокус F 1, после преломления на передней главной плоскости H 1 пойдет параллельно оптической оси. В соответствии с законами геометрической оптики центральный луч AS входит в переднюю узловую точку S 1 под углом b к оптической оси и выходит из задней узловой точки S 2 под тем же углом к ней. В результате таких построений все три луча пересекутся в точке a на плоскости P 1. При этом для точек A и a будет выполняться условие оптического сопряжения
|
|
|
 (4.1)
|
где D и d – расстояния вдоль главного оптического луча от передней и задней узловых точек до точки изображения а и объекта А соответственно; f – фокусное расстояние объектива (рис. 4.1).
При аэрофотосъемке полагают, что объект находится в бесконечности, и величиной 1/ D в формуле (4.1) можно пренебречь и в этом случае, d= f, т.е. изображение объекта строится в главной фокальной плоскости. В этой плоскости помещают светочувствительный материал, на которой получается изображение объекта.
|
|
|
