Аэрофотоаппараты
Классификация азрофотоаппаратов по различным признакам, их калибровка. Светочувствительные материалы и их виды. Чувствительность фотоплёнок, ее изменение обработкой после экспонирования. Методы повышения чувствительности пленки до экспонирования.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 31.01.2012 |
| Размер файла | 39,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Введение
- 1. Аэрофотоаппарат
- 1.1 Классификация азрофотоаппаратов
- 1.2 Калибровка
- 2. Светочувствительные материалы
- 2.1 Светочувствительность фотоматериала
- 2.2 Классификация светочувствительных материалов
- 2.3 Основные понятия
- 2.4 Чувствительность фотоплёнок
- 2.5 Изменение чувствительности обработкой после экспонирования
- 2.6 Методы повышения чувствительности до экспонирования
Введение
Первый в мире АФА для маршрутной и площадной съёмки с самолёта был изобретён русским военным инженером В.Ф. Потте. Фотоаппарат полковника Поте В.Ф. был создан специально для съемки с самолёта. Его испытания прошли летом 1911 г. на Гатчинском аэродроме. Это был первый в мире полуавтоматический плёночный аэрофотоаппарат с однодисковым затвором. Цикл работы аэрофотоаппарата осуществлялся автоматически. Съёмка проводилась на катушечную фотопленку с форматом кадра 13 х 18 см. Объектив имел фокусное расстояние 21 см и относительное отверстие 1: 4,5. Во время Первой мировой войны аэрофотоаппарат использовался для разведывательных аэрофотосъёмок. Конструкция фотоаппарата Потте в то время была лучшей в мире. Он использовался в нашей стране до конца 1920-х годов. Им были выполнены первые производственные аэрофотосъёмки с целью создания топографических карт.
Развитие микроэлектронники предопределило появление цифрового аэрофотоаппарата. Первую цифровую аэрофотокамеру Z/I Imaging DMC выпустила корпорация Intergraph в 2004 г.
1. Аэрофотоаппарат
Аэрофотоаппарамт (АФА) - специализированный оптико-механический прибор для аэрофотосъёмки, установленный на атмосферном летательном аппарате.
1.1 Классификация азрофотоаппаратов
Классификация аэрофотоаппаратов возможна по различным признакам. В зависимости от способа экспонирования аэрофотопленки различают кадровые, щелевые и панорамные аэрофотоаппараты. Как видно из предыдущего, в кадровых аэрофотоаппаратах экспонирование аэрофотопленки происходит прерывисто, отдельными кадрами вдоль длины аэрофотопленки; при этом направление оптической оси не меняется относительно плоскости предметов.
В щелевых аэрофотоаппаратах экспонирование происходит непрерывно по всей длине аэрофотопленки; при этом направление оптической оси также не меняется относительно плоскости предметов.
В панорамных аэрофотоаппаратах оптическая ось непрерывно изменяет свое направление.
Наибольший интерес имеет классификация аэрофотоаппаратов по назначению. В этом случае все аэрофотоаппараты принято делить на два больших класса: топографические аэрофотоаппараты и аэрофотоаппараты нетопографического назначения.
Топографические аэрофотоаппараты предназначены для получения ортоскопических аэроснимков земной поверхности, поверхности Луны и других небесных тел с целью их картографирования. Использование аэроснимков, полученных топографическими аэрофотоаппаратами, для составления топографических карт предопределяет требования к их конструкции и характеристикам.
Топографические аэрофотоаппараты обеспечивают получение аэроснимков, обладающих высокими как измерительными, так и изобразительными свойствами. Так как фотограмметрические методы, применяемые в настоящее время при составлении топографических карт по аэроснимкам, основаны на предпосылке, что аэроснимок является центральной проекцией точек местности на плоскость, то конструкция топографических аэрофотоаппаратов должна обеспечивать получение ортоскопических аэроснимков. Поэтому топографические аэрофотоаппараты являются кадровыми, в них не применяются шторно-щелевые аэрофотозатворы. Для обеспечения высоких измерительных и изобразительных свойств получаемых аэроснимков топографические аэрофотоаппараты снабжаются ортоскопическими аэрофотообъективами с хорошей контрастно-частотной характеристикой; конструкция этих аэрофотоаппаратов обеспечивает высокоточное выравнивание аэрофотопленки в плоскость при экспонировании, возможность получения аэроснимков с заданным продольным перекрытием. Непременное условие, выполнение которого предусматривается в топографических аэрофотоаппаратах, - неизменяемость элементов внутреннего ориентирования аэрофотокамеры и остаточной дисторсии, а также постоянство других характеристик аэрофотоаппаратов в любых условиях их эксплуатации: на малых и больших высотах, при низких и высоких скоростях полета, при использовании пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов.
Так как решение измерительных задач по аэроснимкам требует точного знания элементов внутреннего ориентирования аэрофотокамеры и дисторсии изображения, то топографические аэрофотоаппараты периодически калибруются. Кроме того, в топографических аэрофотоаппаратах дополнительная информация регистрируется наиболее полно.
Аэрофотоаппараты нетопографического назначения применяются для получения аэроснимков с целью их топографического, геологического, ландшафтного и других видов дешифрирования, т.е. опознавания и определения качественной и количественной характеристик изображенных на них объектов. В этом случае решение измерительных задач по аэроснимкам ограничивается определением цифровых характеристик отдешифрированных объектов (глубины оврагов, высоты деревьев и пр.). На этом основании требования к ортоскопии аэроснимков, получаемых этими аэрофотоаппаратами, значительно снижаются.
Общим свойством топографических и нетопографических аэрофотоаппаратов являются одинаково высокие требования к изобразительным свойствам получаемых аэроснимков.
Для увеличения разрешения на местности, улучшения дешифрируемости аэроснимков, что зависит не только от их изобразительных свойств, но и от масштаба аэроснимков, последние в целях детального дешифрирования получают в более крупном масштабе, поэтому аэрофотоаппараты нетопографического назначения для получения крупномасштабных аэроснимков снабжаются более длиннофокусными объективами, чем топографические.
Топографические аэрофотоаппараты для обеспечения более высокой экономической эффективности аэрофототопографического метода создания карт имеют, как правило, широкоугольные, а в ряде случаев даже сверхширокоугольные объективы. Нормальноугольные объективы используются реже.
Как видно, топографические и нетопографические аэрофотоаппараты дополняют друг друга, поэтому аэрофотосъемочный комплекс включает те и другие аэрофотоаппараты. При аэрофотосъемке в картографических целях фотографирование выполняется, как правило, одновременно топографическим и нетопографическим длиннофокусными аэрофотоаппаратами. В этом случае первый считается основным, а второй - дополнительным. Аэроснимки, полученные топографическим аэрофотоаппаратом, используются для фотограмметрических работ, а аэроснимки, полученные нетопографическим длиннофокусным аэрофотоаппаратом, - для топографического дешифрирования.
К аэрофотоаппаратам нетопографического назначения относится также небольшая группа аэрофотоаппаратов, применяемых для обзорной или рекогносцировочной аэрофотосъемки. Это, как правило, сверхширокоугольные аэрофотоаппараты, часто малоформатные.
1.2 Калибровка
Калибровка аэрофотоаппарата - процесс определения элементов внутреннего ориентирования и параметров дисторсии.
Существует два метода: визуальный, фотографический (по снимкам звёзд).
Визуальный метод заключается в измерении центральных углов в пространстве изображения с вершиной в заданной узловой точке объектива и направлениями на эталонные координатные метки, выравнивающего стекла. Наведение на эталонные кресты производится путём наблюдения через аэрофотообъектив. Если Аэрофотообъектив имеет дисторсию, то измеренные углы между одинаковыми расстояниями будут разными. Эта разность объясняется наличием дисторсии. Углы измеряются с точностью до двух секунд. недостатком этого метода является невозможность определения дисторсии по всему полю изображения, так как она определяется только в точках, где находятся кресты. Метод требует наличия оптического прибора, который называется оптической скамьёй.
Фотографический метод заключается в получении изображения объектов, координаты которых определенны в первой системе координат. Фотографирование должно производиться с начала системы координат. для определения искомых параметров используют аппарат обратной фотограмметрической задачи.
2. Светочувствительные материалы
Светочувствимтельные материамлы, светочувствимтельные прибомры - химические соединения, вещества, биологические светочувствительные материалы, электронные устройства произвольной сложности, которые под действием электромагнитного излучения (в том числе - видимого света) меняют свои структурные или физико-химические свойства.
Термин употребляется также для сочетания собственно светочувствительного материала (например, галогенида серебра) с его носителем (эмульсионные слои и полимерная подложка в случае фотоплёнки, бумажная подложка фотобумаги), если они применяются в фотографическом или ином процессе как единое целое.
Фотоматериамлы, Фотографимческие материамлы - общее название расходных светочувствительных материалов для фотографии (фотоплёнка, фотопластинка, фотобумага и т.п.).
Светочувствимтельный слой, фотосломй - часть фотографического материала, предназначенная для фиксации полного или частичного (например, одного из цветоделённых) изображения при фотографической съёмке или печати. В ряде многослойных фотоплёнок светочувствительностью обладает, например, противоореольный слой, однако его обычно так не называют.
2.1 Светочувствительность фотоматериала
1. способность фотографического материала образовывать изображение под действием электромагнитного излучения, в частности света.
2. числовая величина, количественно характеризующая эту способность.
· Используется для определения правильной экспозиции.
аэрофотоаппарат пленка чувствительность экспонирование
· Важным условием определения светочувствительности является стандартизация условий экспонирования и обработки фотоматериала.
· Применяется также и в цифровой фотографии, причём шкалы числовых значений - общие для цифровой и плёночной фотографии. Отличия только в выбранном критерии.
· Измеряется в относительных единицах: DIN, ISO, ГОСТ и др.
2.2 Классификация светочувствительных материалов
· взаимодействующие с падающими на них лучами электромагнитного излучения только в момент облучения.
o Люминесцентные светочувствительные материалы.
o Биологические - сетчатка глаза.
o Биологические - основные фотосинтезирующие пигменты растений и аппарат фотосинтеза на его фотофизическом этапе.
o Вакуумные электронные устройства, работающие благодаря внешнему фотоэффекту - вакуумный фотоэлемент, Фотоэлектронный умножитель.
o Полупроводниковые фотоэлектронные устройства, работа которых основана на внутреннем фотоэффекте - Фототранзистор, фоторезистор, фотодиод.
· Светочувствительные материалы, взаимодействующие с падающими на них лучами электромагнитного излучения (в том числе светового), сохраняющие свои изменения после облучения.
o Биологические - Кожа человека и многих представителей животного мира.
o Биологические - листья растений, водоросли, другие фотосинтезирующие организмы как фотосинтезирующий аппарат в целом.
o Фотографическая эмульсия
o Дагерротипия
o Фотопластинка
o Фотоплёнка
o Фотохромные материалы - материалы, в которых используется явление фотохромизма органических и неорганических веществ. Ряд таких материалов имеет чрезвычайно малое время хранения изменений, и потому может быть отнесён к первой группе.
o Фоторезист - полимерный светочувствительный материал, применяемый в фотолитографии.
o Фототиристор - электронный прибор, разновидность тиристора, переключаемый из закрытого состояния в открытое воздействием электромагнитного излучения благодаря внутреннему фотоэффекту.
o Матрица (фото)
2.3 Основные понятия
Критерий светочувствительности - выбранная в сенситометрической системе для определения светочувствительности величина фотографического эффекта.
· В 1870-х использовался единственный критерий - порог почернения.
· В 1890 году английскими учёными Хертером и Дриффилдом было создано представление о характеристической кривой. В качестве критерия светочувствительности была выбрана фотографическая инерция (критерий Хертера и Дриффилда) - максимальная величина экспозиции, определяемая в точке пересечения касательной к графику характеристической кривой с осью абсцисс
· Сейчас используется величина плотности при определённом градиенте характеристической кривой.
Общая светочувствительность - количественная мера светочувствительности, определяемая экспериментально при стандартизированных условиях экспонирования белым светом фотоматериала и его последующей обработки. Измеряется по получаемой оптической плотности фотоматериала, или, для электронных устройств, по величине выходного сигнала устройства. Также называется интегральной или фотографической чувствительностью. Для краткости именно общая светочувствительность обычно называется светочувствительностью или чувствительностью фотоматериала.
Спектральная чувствительность - такая же количественная мера, измеренная при экспонировании монохроматическим светом определённой длины волны. Также это наименование применяется к графику зависимости спектральной чувствительности от длины волны (или частоты) электромагнитного излучения. Чувствительность большинства плёнок не является строго равномерной по всему диапазону видимого света с резким обрывом на границе.
Эффективная чувствительность - применяется при съёмке через светофильтр.
Светочувствительности число - количественное выражение общей светочувствительности, которым маркируется фотоматериал. Это число и измеренное значение яркости или освещённости снимаемых объектов служат для нахождения или установки экспозиции
Светочувствительности шкала - принятая в конкретной сенситометрической системе последовательность чисел, означающих величину общей светочувствительности материала. Наносится на калькуляторы экспонометрических устройств.
· Арифметическая шкала представлена в виде геометрической прогрессии, обычно с коэффициентом , реже . Этот коэффициент является константой фотометрического клина, который применяется при сенситометрических испытаниях. Числа в шкале обычно округляются до 2-х значащих цифр.
· Реже применяется логарифмическая шкала, числа которой составляют арифметическую прогрессию логарифмов арифметической шкалы. DIN - логарифмическая шкала.
· Для цветных фотоматериалов в сенситометрии используется несколько различных понятий плотности фотоматериала.
2.4 Чувствительность фотоплёнок
Стандарт светочувствительности
В настоящее время (2001 год и позже) наибольшее распространение получило указание чувствительности фотоматериала в относительных единицах ISO, принятая в 1974 году. Ранее эта система называлась ASA, также существовали ещё два стандарта на число светочувствительности - DIN и ГОСТ.
Именно чувствительность в стандарте ISO указывается изготовителем в инструкциях к фотоаппаратам и пленкам, а также используется на шкале экспонометров.
Заметим, что, в зависимости от режима проявки, чувствительность плёнки может увеличиваться и уменьшаться. В частности, существуют способы поднять чувствительность чёрно-белой плёнки в несколько раз по сравнению с метоловым проявителем.
Фотоматериалы, которые не могут удовлетворить описанным требованиям, не маркируются числом чувствительности. Для них используется "индекс экспозиции", обозначаемый как E.I. и приблизительно соответствующий (по числовому значению) чувствительности ISO, которое можно использовать при экспонометрии. [4]
2.5 Изменение чувствительности обработкой после экспонирования
Любой из применяемых методов, эффективный для чёрно-белой плёнки, имеет ограниченное применение для цветных фотоматериалов, так как приводит к существенному изменению цветового баланса.
· Пуш-ап (англ. push-up) - изменение условий проявления фотографического материала для повышения эффективной чувствительности:
o Время проявления - удвоение времени проявления по сравнению со стандартным для данного материала приводит к увеличению эффективной чувствительности в 1.4-1.7 раза, в зависимости от кинетики конкретных веществ, и к увеличению коэффициента контраста в 1.1-1.3 раза. Одновременно с этим растёт плотность вуали;
o Концентрация проявляющего вещества - ;
o Температура проявителя - ;
o Подбор состава проявителя - наиболее безопасный способ повышения чувствительности. Самые удачные рецептуры дают выигрыш в одну-две-три ступени (до 8 раз) по сравнению со стандартным проявителем.
· Латенсификамция (лат. latens - скрытый и лат. facio - делаю) - усиление существующего скрытого изображения в фотографическом материале, служащая для повышения эффективной светочувствительности. Самый простой способ - слабая дополнительная засветка фотослоя после основной экспозиции перед проявлением. Дополнительное воздействие такого рода происходит увеличение неустойчивых центров скрытого изображения и переход их в устойчивое состояние. Интенсивность засветки подбирается так, чтобы увеличение уровня вуали не составило более чем 0.05-0.01. При этом условии светочувствительность может быть повышена в 2-4 раза. В наибольшей степени повышается чувствительность низкочувствительных материалов. Как и гиперсенсибилизация, латенсификация даёт плохо воспроизводимые результаты.
· Завышение чувствительности плёнки производителем
У некоторых плёнок высокой чувствительности "штатным" режимом проявки является проявка с увеличением чувствительности. Например, в стандартном проявителе получается чувствительность 1000, в рекомендуемом - 3200. Для них указывается именно завышенная чувствительность.
2.6 Методы повышения чувствительности до экспонирования
Гиперсенсибилизация (от hyper - над, сверх и сенсибилизация) - Обработка светочувствительного материала до экспонирования, изменяющая свойства фотографического слоя в сторону улучшения условия образования скрытого изображения при съёмке. Особенности гиперсенсибилизации:
· В наибольшей степени при гиперсенсибилизации меняется добавочная светочувствительность, нежели собственная.
· Достигнутый гиперсенсибилизацией эффект, как правило, сохраняется в течение нескольких часов, поэтому обработку совершают непосредственно перед съёмкой или хранят гиперсенсибилизированный материал в прохладном месте между процедурой гиперсенсибилизации и экспонированием.
· Поскольку, в отличие от производства фотографической эмульсии, гиперсенсибилизация может происходить в различных, хуже нормированных условиях, она часто даёт нестабильные, плохо воспроизводимые результаты.
Эти основные свойства ограничивают применение гиперсенсибилизации. Долгое время гиперсенсибилизацию массово применяли для повышения чувствительности инфракрасных плёнок. Однако, по мере развития электронных светочувствительных элементов, были достигнуты лучшие результаты в этой области спектра.
Светочувствительность фотоэмульсионного слоя.
Основу фотоэмульсионного слоя составляет конгломерат светочувствительных микрокристаллов ("зерен") галогенидов (хлорида, бромида и иодида) серебра в коллоидных системах, равномерно распределённых в желатине или в другом защитном коллоиде. По сути фотопленка представляет собой слой сухого геля желатина с микрокристаллами (кубической или кубооктаэдрической формы) галогенида серебра, которые образуются после нанесения эмульсии на гибкие или жесткие прозрачные подложки (пленки из органических оптических материалов или на листовое стекло) с последующей сушкой.
Светочувствительность с увеличением размера микрокристаллов возрастает. Вместе с тем, увеличивается также и зернистость получаемого изображения.
Спектральная сенсибилизация
Светочувствительность галогеносеребряных материалов может быть представлена в виде суммы собственной (естественной) светочувствительности галогенидов серебра, и добавочной светочувствительности, обусловленной поглощением электромагнитного излучения адсорбированными поверхностью микрокристаллов галогенида серебра молекулами специального вещества - сенсибилизатора. В роли такового обычно выступают некоторые органические красители. Таким образом получают фотопленки, различающихся по спектральной чувствительности.
Светочувствительность матриц цифровых фотоаппаратов
Матрица состоит из фотодатчиков (пикселей) - отдельных светочувствительных элементов, реагирующих на электромагнитное излучение (в том числе световое). В отдельном ее элементе (пикселе) под действием падающего луча света генерируется электрический заряд. Таким образом, светочувствительность матрицы складывается из светочувствительности всех её фотодатчиков (пикселей) и в целом зависит от:
· интегральной светочувствительности, представляющей собой отношение величины фотоэффекта (в миллиамперах) к световому потоку (в люменах) от источника излучения, спектральный состав которого соответствует вольфрамовой лампе накаливания (этот параметр позволяет оценить светочувствительность сенсора в целом);
· монохроматической светочувствительности - отношения величины фотоэффекта к величине световой энергии излучения (в миллиэлектронвольтах), соответствующей определённой длине волны;
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Последовательность этапов образования зародышей и роста пленки вплоть до образования непрерывной. Зарождение частиц новой фазы. Изменение формы островков в процессе их коалесценции. Образование каналов и их заполнение. Формирование сплошной пленки.
реферат [840,7 K], добавлен 25.04.2011Многовариантный анализ в системе автоматизированного проектирования (САПР). Методы анализа чувствительности системы управления (СУ) при их использовании в САПР. Статистический анализ СУ в САПР с целью получения информации о рассеянии выходных параметров.
контрольная работа [5,7 M], добавлен 27.09.2014Калибровка биотелеметрических сигналов электрокардиограмм, псевмограмм для получения количественных сведений об уровне сигналов. Симметричные и несимметричные мультивибраторы на биполярных транзисторах, расчет при заданном напряжении источника питания.
лабораторная работа [209,2 K], добавлен 20.10.2009Требования к реакции, надежности, компактности, чувствительности датчиков давления. Влияние электромагнитной помехи на показания пьезорезистивного датчика давления. Измерение атмосферного давления с помощью манометра. Калибровка пьезорезистивного датчика.
контрольная работа [593,3 K], добавлен 29.12.2012Классификация и структурная схема универсального электронного аналогового осциллографа. Виды разверток осциллографа. Методы измерения параметров сигналов. Калибровка осциллографа, рекомендации по выбору полосы пропускания канала вертикального отклонения.
контрольная работа [260,0 K], добавлен 20.09.2015Понятие и функциональные особенности аналоговых измерительных устройств, принцип их работы, структура и основные элементы. Классификация электрических устройств по различным признакам, их типы и отличительные признаки, сферы практического применения.
презентация [745,2 K], добавлен 22.04.2013Классификация радиоприемников по различным признакам. Основные узлы и блоки приемника. Технико-экономическое обоснование и расчет структурной схемы приемника. Расчет ширины спектра принимаемого сигнала. Выбор первых каскадов и коэффициент шума.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 18.03.2011Общие сведения и особенности автоматизации техпроцесса. Роботизированные комплексы и ГПС механообработки. Выбор компоновки и комплектующих деталей. Терминология сенсорных систем. Классификация датчиков и систем управления по различным признакам.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 23.04.2014Классификация топографических аэрофотоаппаратов, характеристика их типов. Особенности аэрофотоаппаратов нетопографического назначения. Щелевые и панорамные аэрофотоаппараты. Фиксация изображения цифровым аэрофотоаппаратом, строение фотоматериалов.
курсовая работа [699,3 K], добавлен 15.12.2012Основные характеристики дискретных каналов. Проблема их оптимизации. Классификация каналов передачи дискретной информации по различным признакам. Нормирование характеристик непрерывных каналов связи. Разновидности систем передачи дискретных каналов.
контрольная работа [103,7 K], добавлен 01.11.2011
