Читайте также:
|
Число, показывающее, во сколько раз нужно увеличить экспозицию при съемке со светофильтром по сравнению с экспозицией без светофильтра, называется кратностью светофильтра (табл. 24).
Когда кратность светофильтра известна, определение значения диафрагмы объектива для съемки со свето-фильтром производится по формуле:
n x = n / sqrt(k)
где n х — новое значение диафрагмы для съемки со светофильтром; n — значение диафрагмы для получения правильной экспозиции при съемке без светофильтра; k — кратность светофильтра.
Пример. Допустим, что кратность светофильтра ЖС-18 для кинопленки ОЧ-45 равна 2; диафрагму для съемки в данных условиях без светофильтра устанавливают 5,6. Новое значение диафрагмы для съемки со светофильтром будет:
5.6 / 1.4 = 4.
Кратность одного и того же цветного светофильтра при использовании одной и той же кинопленки зависит от спектрального состава света, при котором производится съемка.
Для желтых, оранжевых и красных светофильтров, например, кратность при съемке в раннее утреннее время и в предвечерние часы меньше, чем в полдень.
Чтобы точно определить кратность светофильтра, а заодно и изобразительный эффект, даваемый им при съемке в определенных условиях освещения на данном типе кинопленки, можно использовать способ экспоно-метрического клина, Выбрав подходящий объект, например пейзаж с включением в кадр неба, снять его дважды с последовательно уменьшающимися диафрагмами сначала без светофильтра, затем — со светофильтром. После этого проявить весь отснятый материал в одном и том же режиме, а затем сопоставить полученные результаты.
Такие съемки целесообразно производить в полдень, а потом еще повторить в предвечернее время и еще раз в пасмурную погоду. Это дает возможность определить точнее кратность светофильтра для различных условий съемки и обеспечить более высокое изобразительное качество фильма.
Снижение экспозиции от центра кадра к границе (виньетирование, различие угла падения лучей на плёнку);
Виньетирование, частичное затемнение пучка лучей, вступающего в оптическую систему, происходящее вследствие его ограничения диафрагмами прибора. В. приводит к постепенному падению освещённости изображения при переходе от центра к краю поля зрения. В. полностью отсутствует только при совпадении плоскости входного люка с плоскостью предмета (соответственно, плоскости выходного люка с плоскостью изображения); при этом изображение резко ограниченно. Существует и иной вид В., вызванный в зеркальных и зеркально-линзовых системах наличием 2-го отражательного элемента, препятствующего распространению центральных лучей.
В. играет существенную роль в фотографических объективах. Обычно оно не превышает 30—40%, но в широкоугольных объективах может достигать 50—60%, в результате чего фотопластинка на краях оказывается недоэкспонированной. С возможностью В. необходимо считаться в спектральном анализе, например в случае, когда должна быть обеспечена равномерная освещённость по всей высоте изображения щели спектрографа.
Виньети́рование — затемнение изображения по краям кадра (в фотографии и оптике). Виньетирование (фр. vignette — заставка) — ослабление проходящего под углом по отношению к оптической оси потока лучей в оптической системе. Приводит к постепенному падению яркости изображения от центра к краям, соответственно больше всего заметно по углам кадра. Термин применяется и к затемнению части изображения из-за различных преград на пути света.
Виньетирования коэффициент — величина, количественно характеризующая падение освещённости изображения, создаваемого оптической системой. Равен отношению величин телесных углов или площадей поперечных сечений пучков света, образующих изображения точек на краю поля изображения и в центре.
Существующие методы цифровой обработки изображений позволяют частично компенсировать виньетирование.
В лазерных оптических системах виньетирование, как правило, приводит к уменьшению мощности, изменению формы и сечения пучка, а также может вызывать дифракционное рассеяние на виньетирующих апертурах.
[править]
Виньетирование в фотографии
Виньетирование, как правило, характерно для широкоугольных объективов, телеобъективов, а также для оптических систем с большой светосилой. При уменьшении относительного отверстия (диафрагмы) в оптической системе, эффект виньетирования снижается или же пропадает вовсе.
В цифровой фотографии с момента выпуска объективов предназначенных для кропнутых камер, виньетирование появляется в случае, если надеть на полноформатную камеру объектив предназначенный для кропнутых камер, как результат, мы получим сильное виньетирование из-за разницы в углах обзора.
На широкоугольных объективах виньетирование может появляться в случае использования фильтров, поэтому для широкоугольных линз рекомендуется покупать фильтры с тонкой оправой.
Нежелательное виньетирование можно частично или полностью убрать при редактировании фотографий или же автоматически. Например, в камерах Кэнон для этого есть функция коррекции периферийного освещения. Виньетирование, образовавшееся из-за фильтра или использования объективов предназначенных для кропнутых камер на полноформатных камерах, убрать не получится.
Очень часто виньетирование используют в художественных целях.
[править]
Виньетирование как художественный приём
В век развития цифровой техники, когда обработка изображений посредством компьютерных программ доступна многим, виньетирование как художественный приём становится достаточно популярным явлением. Любой творчески настроенный фотохудожник либо экспериментировал с этим приемом, либо использовал его в своих работах.
Затемнение или осветление краев кадра несет определенную художественную нагрузку: искусственным образом отвлекает зрителя от несущественных деталей, фокусируя его внимание на нужных объектах фотоснимка создавая изобразительный акцент.
Изобразительный акцент с помощью виньетирования легко смещается с второстепенных предметов на сцену, которую художник желает выделить, подчеркнуть и привлечь тем самым внимание зрителей к той или иной сцене.
Фотохудожник может использовать виньетирование для достижения своего творческого замысла, расставляя световые акценты на нужных ему деталях, предметах или героях в кадре. Особенностью приёма является то, что он сравнительно прост в применении, но при этом достаточно эффективен в достижении выразительности.
Стоит отметить, что если общепринятым понятием виньетирование признано считать затемнение кадра по краям, то в художественном приёме виньетирования можно не только затемнять края кадра, но и осветлять (в плёночной фотографии применяли вньетирование при печати снимков с негатива), а также выборочно на поле кадра менять освещённость отдельно взятых деталей.
Однако наличие виньетирования не всегда означает, что фотограф использовал его умышленно, как художественный приём. Например, ломография — отдельное течение в фотографии, где виньетирование является общепринятым, и является следствием использования дешёвой фототехники, с плохими оптическими характеристиками.
Погрешности измерения: абсолютная и относительная, приборная и методическая, систематическая и несистематическая. Факторы, влияющие точность измерения в практике киноэкспонометрии. Допустимая погрешность в профессиональной киноэкспонометрии
Погрешность измерений. Классификация
Эффективность использования измерительной информации зависит от точности измерений — свойства, отражающего близость результатов измерений к истинным значениям измеренных величин. Точность измерений может быть большей или меньшей, в зависимости от выделенных ресурсов (затрат на средства измерений, проведение измерений, стабилизацию внешних условий и т. д.). Очевидно, что она должна быть оптимальной: достаточной для выполнения поставленной задачи, но не более, ибо дальнейшее повышение точности приведет к неоправданным финансовым затратам. Поэтому наряду с точностью часто употребляют понятие достоверность результатов измерений, под которой понимают то, что результаты измерений имеют точность, достаточную для решения поставленной задачи (погрешность измерений).
Классический подход к оцениванию точности измерений, впервые примененный великим математиком Карлом Гауссом и затем развитый многими поколениями математиков и метрологов, может быть представлен в виде следующей последовательности утверждений.
1. Целью измерения является нахождение истинного значения величины — значения, которое идеальным образом характеризовало бы в качественном и количественном отношении измеряемую величину. Однако истинное значение величины найти в принципе невозможно. Но не потому, что оно не существует — любая физическая величина, присущая конкретному объекту материального мира, имеет вполне определенный размер, отношение которого к единице является истинным значением этой величины. Это означает всего лишь непознаваемость истинного значения величины, в гносеологическом смысле являющегося аналогом абсолютной истины. Хорошим примером, подтверждающим это положение, являются фундаментальные физические константы (ФФК).
Они измеряются наиболее авторитетными научными лабораториями мира с наивысшей точностью, и затем результаты, полученные разными лабораториями, согласуются между собой. При этом согласованные значения ФФК устанавливают с таким количеством значащих цифр, чтобы при следующем уточнении изменение произошло в последней значащей цифре. Таким образом, истинные значения ФФК неизвестны, но каждое следующее уточнение приближает значение этой константы, принятое мировым сообществом, к ее истинному значению.
I la практике вместо истинного значения используют действительное значение величины — значение величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него.
2. Отклонение результата измерения X от истинного значения Хи (действительного значения Хд) величины называется погрешностью измерений
(2.1)
Вследствие несовершенства применяемых методов и средств измерений, нестабильности условий измерений и других причин результат каждого измерения отягощен погрешностью. Но, так как Хи и Хд неизвестны, погрешность также остается неизвестной. Она является случайной величиной и поэтому в лучшем случае может быть только оценена по правилам математической статистики. Это должно быть сделано обязательно, поскольку результат измерения без указания оценки его погрешности не имеет практической ценности.
3. Используя различные процедуры оценивания, находят интервальную оценку погрешности, в виде которой чаще всего выступают доверительные границы —,+ погрешности измерений при заданной вероятности Р. Под ними понимают верхнюю и нижнюю границы интервала, в котором с заданной вероятностью Р находится погрешность измерений.
4. Из предыдущего факта следует, что
(2.2)
истинное значение измеряемой величины находится с вероятностью Р в интервале [X-; Х + ]. Границы этого интервала называются доверительными границами результата измерений.
Таким образом, в результате измерения находят не истинное (или действительное) значение измеряемой величины, а оценку этого значения в виде границ интервала, в котором оно находится с заданной вероятностью.
Погрешности измерений могут быть классифицированы по различным признакам.
1. По способу выражения их делят на абсолютные и относительные погрешности измерений.
Абсолютная погрешность измерения — погрешность, выраженная в единицах измеряемой величины. Так, погрешность?X в формуле (2.1) является абсолютной погрешностью. Недостатком такого способа выражения этих величин является то, что их нельзя использовать для сравнительной оценки точности разных измерительных технологий. Действительно = 0,05 мм при Х = 100 мм соответствует достаточно высокой точности измерений, а при Х=1 мм — низкой. Этого недостатка лишено понятие «относительная погрешность», определяемое выражением
(2.3)
Таким образом, относительная погрешность измерения— отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины или результату измерений.
Для характеристики точности СИ часто применяют понятие «приведенная погрешность», определяемое формулой
(2.4)
где Хн — значение измеряемой величины, условно принятое за нормирующее значение диапазона СИ. Чаще всего в качестве Хн - принимают разность между верхним и нижним пределами этого диапазона.
Таким образом, приведенная погрешность средства измерения — отношение абсолютной погрешности средства измерения в данной точке диапазона СИ к нормирующему значению этого диапазона.
2. По источнику возникновения погрешности измерений делят на инструментальные, методические и субъективные.
Инструментальная погрешность измерения — составляющая погрешности измерения, обусловленная несовершенством применяемого СИ: отличием реальной функции преобразования прибора от его калибровочной зависимости, неустранимыми шумами в измерительной цепи, запаздыванием измерительного сигнала при его прохождении в СИ, внутренним сопротивлением СИ и др. Инструментальная погрешность измерений разделяется на основную (погрешность измерений при применении СИ в нормальных условиях) и дополнительную (составляющая погрешности измерений, возникающая вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от ее номинального значения или ее выхода за пределы нормальной области значений). Метод их оценивания будет рассмотрен ниже.
Методическая погрешность измерений — составляющая погрещности измерений, обусловленная несовершенством метода измерений. К ней относят погрешности, обусловленные отличием принятой модели объекта измерения от реального объекта, несовершенством способа воплощения принципа измерений, неточностью формул, применяемых при нахождении результата измерений, и другими факторами, не связанными со свойствами СИ. Примерами методических погрешностей измерений являются:
• погрешности изготовления цилиндрического тела (отличие от идеального круга) при измерении его диаметра;
• несовершенство определения диаметра круглого тела как среднего из значений диаметра в двух его заранее выбранных перпендикулярных плоскостях;
• погрешность измерений вследствие кусочно-линейной аппроксимации нелинейной калибровочной зависимости СИ при вычислении результата измерений;
• погрешность статического косвенного метода измерений массы нефтепродукта в резервуаре вследствие неравномерности плотности нефтепродукта по высоте резервуара.
Субъективная (личная) погрешность измерения — составляющим погрешности измерения, обусловленная индивидуальными особенностями оператора, т. е. погрешность отсчета оператором показаний по шкалам СИ. Они вызываются состоянием оператора, несовершенством органов чувств, эргономическими свойствами СИ. Характеристики субъективной погрешности измерений определяют с учетом способности «среднего оператора» к интерполяции в пределах цены деления шкалы измерительного прибора. Наиболее известная и простая оценка этой погрешности — ее максимальное возможное значение в виде половины цены деления шкалы.
3. По характеру проявления разделяют систематические, случайные и грубые погрешности.
Грубой погрешностью измерений (промахом) называют погрешность измерения, существенно превышающую ожидаему при данных условиях погрешность. Они возникают, как правило из-за ошибок или неправильных действий оператора (неверный отсчет, ошибка в записях или вычислениях, неправильное включение СИ и др.). Возможной причиной промаха могут быть сбои работе технических средств, а также кратковременные резкие из менения условий измерений. Естественно, что грубые погрешности должны быть обнаружены и исключены из ряда измерений.
Более содержательно деление на систематические и случайные погрешности.
Систематическая погрешность измерения — составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или же закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины. Систематические погрешности подлежат исключению насколько возможно, тем или иным способом. Наиболее известный из них — введение поправок на известные систематически погрешности. Однако полностью исключить систематическую погрешность практически невозможно, и какая-то ее небольшая часть остается и в исправленном (введением поправок) результате измерений. Эти остатки называются неисключенной систематической погрешностью (НСП). НСП — погрешность измерений, обусловленная погрешностями вычисления и введения поправок или же систематической погрешностью, на действие которой по правка не введена.
Например, с целью исключения систематической погрешности, измерения, обусловленной нестабильностью функции npeoбpaзования аналитического прибора, периодически проводят его калибровку по эталонным мерам (поверочным газовым смесям или стандартным образцам). Однако, несмотря на это, в момент измерения все равно будет некоторое отклонение действительной функции преобразования прибора от калибровочной зависимости, обусловленное погрешностью калибровки и дрейфом функции преобразования прибора за время, прошедшее после калибровки. Погрешность измерения, обусловленная этим отклонением, является НСП.
Случайной погрешностью измерения называется составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) при повторных измерениях одной и той же шпчины. Причины случайных погрешностей многообразны: шумы измерительного прибора, вариация его показаний, случайные колебания параметров электрической сети и условий измерений, погрешности округления отсчетов и многие другие. В появлении таких погрешностей не наблюдается какой-либо закономерности, они проявляются при повторных измерениях одной и той же величины в виде разброса результатов измерений. Поэтому оценивание случайных погрешностей измерений возможно только на основе математической статистики (эта математическая дисциплина родилась как наука о методах обработки рядов измерений, отягощенных случайными погрешностями).
В отличие от систематических, случайные погрешности нельзя исключить из результатов измерений путем введения поправок, однако их влияние можно существенно уменьшить проведением многократных измерений.
Дата добавления: 2015-12-07; просмотров: 132 | Нарушение авторских прав