光學測量技術(shù)知多少——景深與測量體積
景深 攝影與藝術(shù)的核心
景深,這一攝影領(lǐng)域的核心概念,它描述了在拍攝主體前后一定距離內(nèi)的清晰范圍,它如同藝術(shù)家的畫筆,小景深能在拍攝人物特寫時創(chuàng)造出柔美的背景虛化,大景深則能在拍攝風景時確保照片的細節(jié)都銳利呈現(xiàn),滿載足夠的信息量。在攝影測量技術(shù)中,景深同樣扮演著舉足輕重的角色,對測量過程精準度起著至關(guān)重要的作用。
揭秘景深 從透鏡到成像的奇妙旅程
在對物體進行拍攝時,所使用鏡頭往往采用透鏡組的形式來進行像差消除和成像效果優(yōu)化,在光路模型中可將其近似為單一透鏡。在成像過程中根據(jù)透鏡性質(zhì)可知,物距和像距關(guān)系滿足薄透鏡公式,當物距變大時,相距會相應減小。而在相機中由于探測器的位置固定,因此當透鏡確定時,往往也會得到最佳物距,即相機的工作距離。當拍攝主體在最佳工作距離位置前后移動時成像點也會在探測器的前后發(fā)生移動,而在探測器上則無法清晰對焦,因此也就出現(xiàn)了圖像的模糊,所形成的圓形光斑稱為彌散圓,而前后移動后仍能保證成像能夠被分辨的距離就被稱為景深,景深由前景深和后景深構(gòu)成。當拍攝主體位于景深極限時在探測器上形成的圓形大小即最大允許彌散圓。
景深的大小,受相機的諸多參數(shù)調(diào)控,光圈、焦距、鏡頭特性與成像芯片的特性等皆包括在其中。當光圈較大時,由于物體上點發(fā)射出光線所形成的光錐角較大,則景深收窄;反之,則景深較大。另外在成像之時,彌散圓的大小需要與成像芯片像元大小相互匹配,同時又受到衍射和光線波長的微妙影響。在光學器件中,由于光學像差等因素的影響,景深范圍內(nèi)往往也會產(chǎn)生對理想數(shù)學模型的偏離,尤其在圖像邊緣,這種偏離更為顯著。因此,成像的最外側(cè)邊界配合景深,勾勒出了單個相機的測量范圍。
三維掃描儀的測量原理與挑戰(zhàn)
三維掃描儀,常常使用雙目視覺方法來進行測量,根據(jù)三角測量的基本結(jié)構(gòu),就可以由兩個相機構(gòu)造出三維掃描儀的測量體積。在近景攝影測量的應用中,如何在拓寬測量體積的同時,堅守成像結(jié)果的精準,一方面需要保證硬件上的可靠,同時也需要在算法上提供一套具有高魯棒性的計算方法。
ZEISS ATOS 三維掃描儀的技術(shù)優(yōu)勢
ZEISS ATOS 三維掃描儀,具有大測量體積的特點,其憑借高亮度光源,借助藍光均衡器技術(shù),即使在大測量體積內(nèi)也能保持光線亮度的均勻,保證良好的數(shù)據(jù)質(zhì)量。激光壓縮器的使用使得光源亮度進一步提升,同時能夠?qū)⒓す廪D(zhuǎn)化為非相干光,進一步保證其高亮度和均勻性。在ATOS 5X和ATOS LRX測頭的大測量體積上,這一優(yōu)勢更加明顯。憑借窄帶藍光光源波長短和卓越單色性,ZEISS ATOS三維掃描儀有效降低了光線衍射和光學像差對于成像的影響,使得測量體積的范圍進一步擴大。而在整個測量范圍內(nèi)的精細便捷的標定過程,結(jié)合標定算法,保證了整個測量體積內(nèi)的高精度和測量準確性。ZEISS ATOS 三維掃描儀,憑借一系列優(yōu)異技術(shù)的使用,在工業(yè)級計量領(lǐng)域樹立了行業(yè)標桿,獲得了從汽車制造到航空航天的眾多領(lǐng)域用戶的一致認可。
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