Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков

Чтобы получить горизонтальный снимок, достаточно по наклонному снимку Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №1 - открытая онлайн библиотека (рисунок 1) восстановить связку проектирующих лучей, существовавшую в момент фотографирования, установить ее относительно экрана Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №2 - открытая онлайн библиотека в такое положение, в котором она находилась относительно горизонтальной плоскости во время съемки, и зафиксировать изображение, построенное на экране.

Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №3 - открытая онлайн библиотека

Рисунок 1 –

В качестве основных частей в фототрансформатор входят объектив Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №4 - открытая онлайн библиотека , кассета, где расположен снимок Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №1 - открытая онлайн библиотека , экран Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №2 - открытая онлайн библиотека и источник света Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №7 - открытая онлайн библиотека .

Фототрансформатор, в котором стоится связка лучей, подобная существовавшей в момент фотографирования, называется фототрансформатором первого рода.

Чтобы изображение, полученное на экране фототрансформатора первого рода, соответствовало горизонтальному снимку и было достаточно резким, необходимо выполнить следующие геометрические и оптические условия.

К числу геометрических условий относятся:

1. Отрезок Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №8 - открытая онлайн библиотека , соединяющий заднюю узловую точку объектива с главной точкой снимка, должен быть перпендикулярен к плоскости снимка и равен фокусному расстоянию снимка Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №9 - открытая онлайн библиотека .

2.Угол между снимком и экраном должен быть равен углу наклона снимка на момент фотографирования Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №10 - открытая онлайн библиотека .

3. Главная вертикаль снимка должна находится в плоскости угла Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №10 - открытая онлайн библиотека .

4. Расстояние Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №12 - открытая онлайн библиотека от задней узловой точки объектива до экрана должно быть равно высоте фотографирования, выраженное в заданном масштабе трансформированного снимка Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №13 - открытая онлайн библиотека :

Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №14 - открытая онлайн библиотека (3)

или, поскольку Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №15 - открытая онлайн библиотека ,

Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №16 - открытая онлайн библиотека (4)

где Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №17 - открытая онлайн библиотека - главный масштаб наклонного снимка;

Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №18 - открытая онлайн библиотека – коэффициент трансформирования снимка.

В фототрансформаторе первого рода центр проекции трансформированного снимка совпадает с передней узловой точкой объектива. Поэтому расстояние от этой точки до экрана представляет собой фокусное расстояние Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №19 - открытая онлайн библиотека трансформированного снимка.

Чтобы изображение снимка на экране было резким, необходимо выполнить два оптических условия:

1. Расстояние Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №20 - открытая онлайн библиотека от задней узловой точки объектива по главной оптической оси до снимка и расстояние Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №21 - открытая онлайн библиотека от передней узловой точки до экрана должно удовлетворять основному уравнению оптики

Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №22 - открытая онлайн библиотека (5)

где Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №23 - открытая онлайн библиотека – фокусное расстояние объектива фототрансформатора.

2. Главная плоскость объектива должна проходить через линию пересечения плоскости снимка с плоскостью экрана.

Чтобы показать на рисунке фокусное расстояние объектива, воспользуемся лучом Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №24 - открытая онлайн библиотека , параллельным экрану Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №2 - открытая онлайн библиотека , т.е. идущем из бесконечно удаленной точки экрана в главную точку схода Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №26 - открытая онлайн библиотека .

Очевидно, что изображение бесконечно удаленной точки экрана должно быть в главной плоскости объектива, Следовательно, главная фокальная плоскость объектива должна проходить через главную точку схода перпендикулярно к главной оптической оси Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №27 - открытая онлайн библиотека . Поэтому расстояние Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №28 - открытая онлайн библиотека между главной фокальной плоскостью и главной плоскостью объектива равно фокусному расстоянию объектива фототрансформатора.

Из рис.5.30 следует, что

Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №29 - открытая онлайн библиотека (6)

Поэтому фототрансформатор первого рода должен быть снабжен набором объективов для трансформирования с различными коэффициентами Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №30 - открытая онлайн библиотека .

В настоящее время более широкое применение нашли фототрансформаторы второго рода, которые позволяют трансформировать снимки с различными коэффициентами при помощи одного объектива. Эта задача решается путем построения в приборе не подобной, а преобразованной связки лучей по сравнению со связкой на момент фотографирования.

Возможность трансформирования снимка с преобразованной связкой лучей можно доказать, если использовать формулы, связывающие координаты точек местности (экрана) с координатами ее изображения на снимке (см. 5.10).

Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №31 - открытая онлайн библиотека (7)

Эти формулы записаны при условии, что начало координат Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №32 - открытая онлайн библиотека и Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №33 - открытая онлайн библиотека находится в точке Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №34 - открытая онлайн библиотека , а начало координат Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №35 - открытая онлайн библиотека и Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №36 - открытая онлайн библиотека - в точке Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №37 - открытая онлайн библиотека (рисунок 2).

Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №38 - открытая онлайн библиотека

Рисунок 2 –

Обозначим Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №39 - открытая онлайн библиотека (8)

С учетом этого представим (5.61) в виде

Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №40 - открытая онлайн библиотека (9)

Данные формулы позволяют сделать следующий важный вывод. Если элементы Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №41 - открытая онлайн библиотека изменяются так, что Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №42 - открытая онлайн библиотека и Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №43 - открытая онлайн библиотека остаются постоянными, то перспективная зависимость между плоскостями Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №1 - открытая онлайн библиотека и Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №2 - открытая онлайн библиотека не нарушается.

Таким образом, при изменении углов между сторонами параллелограмма Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №46 - открытая онлайн библиотека на экране фототрансформатора получаются одинаковые изображения, если длины этих сторон сохраняются.

Это условие выполняется во всех случаях, когда центр проекции Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №4 - открытая онлайн библиотека перемещается по окружности радиусом Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №48 - открытая онлайн библиотека и центром в главной точке схода Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №26 - открытая онлайн библиотека , а экран вращается вокруг линии основания Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №50 - открытая онлайн библиотека , оставаясь все время параллельным прямой Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №51 - открытая онлайн библиотека , соединяющей центр проекции с главной точкой схода.

Стороны параллелограмма Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №42 - открытая онлайн библиотека и Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №43 - открытая онлайн библиотека называются инвариантами трансформирования снимка.

В фототрансформаторе второго рода необходимо выполнить три геометрических условия:

1. Центр проектирования или узловая точка объектива (предполагается, что передняя и задняя узловые точки фототрансформатора совмещены) должен находится на окружности, описанной из главной точки схода J радиусом Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №54 - открытая онлайн библиотека в плоскости Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №55 - открытая онлайн библиотека , проходящей через центр проекции и главную вертикаль наклонного снимка.

2. Расстояние от главной точки схода до линии пересечения плоскости наклонного снимка с экраном должно быть

Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №56 - открытая онлайн библиотека (10)

3. Экран должен быть установлен параллельно линии Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №57 - открытая онлайн библиотека и перпендикулярно к плоскости Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №55 - открытая онлайн библиотека .

Таким образом, при выполнении только геометрических условий в фототрансформаторе второго рода положение объектива остается неопределенным, поскольку любая точка дуги Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №59 - открытая онлайн библиотека может быть принята за узловую точку и угол Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №60 - открытая онлайн библиотека не определен.

Данная неопределенность устраняется при выполнении двух оптических условий, которые являются общими для фототрансформаторов первого и второго рода.

Если дано фокусное расстояние объектива фототрансформатора Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №23 - открытая онлайн библиотека , то вполне определяются углы Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №62 - открытая онлайн библиотека и Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №63 - открытая онлайн библиотека :

Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №64 - открытая онлайн библиотека и угол Вопрос 3 геометрические и оптические условия фотомеханического трансформирования снимков - №65 - открытая онлайн библиотека . (11)