五月丁香啪啪中文字幕

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    光學相關知識

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    光學相關知識

    發布時間:2016-01-05 瀏覽:491 次

    三恩時研發生產的色差儀、光澤度儀、對色燈箱以及透射燈箱都是光學檢測儀器。這些儀器之所以可以測量各種產品的色差、光澤、色度、影像清晰度都是由于其內部設計的光學原理,學習光學知識對色差儀、光澤度計、對色燈箱和透射燈箱的使用和分析都是非常有幫助的。本文里我們就簡單的介紹一下相關光學知識和概念。
    人們可以看見顏色與光密不可分只有在可見光譜下我們才能通過肉眼看清色彩,一般人眼可以感受的可見光的波長為400nm(紫色)~700nm(紅色),可見光譜是所有電磁波譜中的一小部分。
    世界上存在著變化萬千的顏色,其中紅、綠、藍被稱為三原色。紅色、綠色、藍色比例的變化可以生產出多種顏色,三者等量的混合可以再現白色。
    補色的概念:從白色中減去顏色X所形成的顏色,稱之為顏色X的補色(complementary color)。
      白色-紅色red=青色cyan
      白色-綠色green=洋紅magenta
      白色-藍色blue=黃色yellow
    白色-紅色-綠色-藍色=黑色
    補色特點:當我們使用X補色濾鏡時,我們會發現補色對應的原色會被過濾掉。
    原色以及所對應補色的名稱:

    實現顏色再現的兩種方式:
    原色加法:三原色全部參與疊加形成白色,任意其中兩種原色相加形成不參與合成的顏色的補色。

    原色減法:三補色全部參與疊加形成黑色,任意其中兩種補色相加形成不參與合成的顏色的原色。

    在這兩種方法中,原色加法比較簡單,是由原色疊加而形成的其他顏色,但是在實際生活中這種方式應用比較少;而原色減法是從白色中減去相應的原色形成的其他顏色,就是用補色來疊加形成其他顏色,相對應用場合比較多。
    以上我們介紹有關顏色的知識,其實在色差儀、光澤度儀等儀器中對于顏色定義和概念使用并不多,最多還是光學概念,下面我們就光學知識進行簡單的解釋。
    光的直線傳播定律:光在均勻介質中是沿直線傳播的。
    在光澤度儀的研發中費馬定律是被最先考慮的,所謂的費馬定律是指當一束光線在真空或空氣中傳播時,有介質A透射到介質B的分界面上時,在一般情況下會被分解成兩種光束:反射光線(reflection)和折射光線(refraction)。
    反射定律:反射角等于入射角,i(反射角)= i'(入射角)。
    鏡面表面亮度取決于視點,觀察角度不同,表面亮度也不同。這就是為什么現在流通的光澤度儀分為20°、60°、85°、120°等多種角度。

    其實光澤度儀的測量原理就是一個理想的漫射面將入射光線在各個方向做均勻反射,其亮度與視點無關,是個常量。
    折射定律:
    n1 sin i = n2 sin r
    任何介質相對于真空的折射率,稱為該介質的絕對折射率,簡稱折射率(Index of refraction)。公式中n1 和n2 分別表示兩種介質的折射率。


     

    光之所以會產生折射現象是因為光在不同介質的傳播速度不同而引起的,折射率取決于兩種不同介質的性質和光的波長。
    在理想真空下一種介質的絕對折射率為:
    n = c/v?。╟是真空中光的速度,v為該介質中光的速度)

     

    從上式中我們可以看出:在折射率較大的介質中,光的速度比較低;在折射率較小的介質中,光的速度比較高。
    光線的衍射:在光的傳播過程中,當光線遇到障礙物時,它將偏離直線傳播,這就是所謂光的衍射。由于光的波長很短,在日常生活中很難察覺出衍射現象。衍射不僅使物體的幾何陰影失去清晰的輪廓,在邊緣還會出現一系列明暗相間的亮紋。
    相對復雜的光學知識一般在我們色差儀是應用較多,我們都知道色差儀是利用光學原理與顏色檢測的光學研發的一種光學顏色檢測設備,這種儀器內部結構非常復雜是一款精密儀器。光學理論的應用非常的多。這些我們可以從《色差儀分析原理》中看出。
    焦點(focus)
    與光軸平行的光線射入凸透鏡時,理想的鏡頭應該是所有的光線聚集在一點后,再以錐狀的擴散開來,這個聚集所有光線的一點,就叫做焦點。



    彌散圓(circle of confusion)   
    在焦點前后,光線開始聚集和擴散,點的影象變成模糊的,形成一個擴大的圓,這個圓就叫做彌散圓。



    不同的廠家、不同的膠片面積有不同的容許彌散圓(permissible circle of confusion)直徑的數值定義。一般常用的是:

     

     

    畫幅 24mm x 36mm 6cm x 9cm 4" x 5"
    彌散圓直徑 0.035mm 0.0817mm 0.146mm

    人的肉眼所感受到的影象與放大倍率及觀看距離有很大的關系,35mm 照相鏡頭的容許彌散圓,大約是底片對角線長度的1/1000~1/1500 左右。前提是畫面放大為5x7 英寸的照片,觀察距離為25~30cm。
    景深(depth of field)
    在焦點前后各有一個容許彌散圓,呈現在底片面的影象模糊度,都在容許彌散圓的限定范圍內。這兩個彌散圓之間的距離就叫景深,即:在被攝主體(對焦點)前后,其影像仍然有一段清晰范圍的,就是景深。



    景深隨鏡頭的焦距、光圈值、拍攝距離而變化。對于固定焦距和拍攝距離,使用光圈越小,景深越大。





    以持照相機拍攝者為基準,從焦點到近處容許彌散圓的的距離叫前景深,從焦點到遠方容許彌散圓的距離叫后景深。
    景深的計算

    δ 容許彌散圓直徑 f 鏡頭焦距
    F 鏡頭的拍攝光圈值 L 對焦距離
    ΔL1 前景深 ΔL2 后景深
    ΔL 景深    
     
    前景深 ΔL1= (FδL2)/ (f2 + FδL) (1)
    后景深 ΔL2= (FδL2)/ (f2 –FδL) (2)
    景深 ΔL = ΔL2 + ΔL2 = (2f2FδL2)/ (f4 - F2δ2L2)

    從公式(1)和(2)可以看出,后景深> 前景深。
    由景深計算公式可以看出,景深與鏡頭使用光圈、鏡頭焦距、拍攝距離以及對像質的要求(表現為對容許彌散圓的大小)有關。
    鏡頭光圈越大,景深越??;鏡頭焦距越長,景深越??;焦距越短,景深越大;拍攝距離越近,景深越小。

    200/2.8 對焦在5m 時,f/2.8 的景深 200/2.8+2X=400/5.6 對焦在5m 時,f/5.6 的景深
    δ 0.035mm δ 0.035mm
    f 200mm f 400mm
    F 2.8 F 5.6
    L 5000mm L 5000mm
    ΔL1 60mm ΔL1 30mm
    ΔL2 62mm ΔL2 31mm
    ΔL 122mm ΔL 61mm
    4.94m~5.062m,景深很淺4.47~2.531m

    相對于色差儀和光澤度儀這種內部結果比較復雜的儀器來說,對色燈箱和透射燈箱就相對簡單很多,他們主要應用的光學原理就是光的色溫和波長以及照度,綜合這些因素對色比色。
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