Разрешение (оптика)

Разрешение (оптика)

Разреше́ние — способность оптического прибора измерять линейное или угловое расстояние между близкими объектами, показывать раздельно близко расположенные предметные точки.

Угловое разрешение

Угловое разрешение — минимальный угол между линиями, точками, которые может различить оптическая система (см. подробнее en:Angular resolution в английской википедии).

Линейное разрешение

Линейное разрешение — минимальное расстояние между различимыми объектами в микроскопии. В современной микроскопии достигнут предел, когда можно рассматриват вещества на атомно-молекулярном уровне.

Общие сведения

Разрешение связано и принципиально ограничено дифракцией на объективе: видимые точки являются не чем имым, как дифракционными пятнами. Две соседние точки разрешаются, если обеспечен минимум интенсивности между ними, дающий возможность их разглядеть. Для снятия зависимости от субъективности восприятия был введен эмпирический критерий разрешения Рэлея, который определяет минимальное угловое расстояние между точками как

$\sin \theta = 1.22 \frac{\lambda}{D}$

где θ — угловое разрешение (минимальное угловое расстояние), λ — длина волны, D — диаметр объектива.

Коэффициент подобран так, чтобы интенсивность в минимуме между пятнами была равна примерно 0,8 от интенсивности в их максимумах — считается, что этого достаточно для различения невооруженным глазом.

Зависимость разрешения при фотографировании от свойств оптической системы

При фотографировании с целью получения отпечатка или изображения на мониторе, суммарная разрешающая способность определяется разрешением каждого этапа воспроизведения объекта.

Способы определения разрешающей способности в фотографии

Определение разрешающей способности производится путём фотографирования специального тестового объекта (миры). Для определения разрешающей способности каждого из элементов, принимающих участие в техническом процессе получения изображения, измерения проводят в условиях, когда погрешности от остальных этапов пренебрежимо малы. При этом применяются стандартные, базовые фотообъективы, например, с фокусным расстоянием 50мм, светосилой f=1,4.

Разрешающая способность первичного материального носителя

Изображения с разным разрешением, выведенные для сравнения на экран

Разрешающая способность фотографической эмульсии

Разрешающая способность фотографической плёнки обычно менее 100 лин/мм. Специальные плёнки (Микрат-200, Микрат-400) имеют разрешающую способность, обозначенную цифрой в названии.

Разрешающая способность матриц цифровых фотоаппаратов

Разрешение матриц зависит от их типа, площади и плотности фоточувствительных элементов на единицу поверхности.

Оно нелинейно зависит от светочувствительности матрицы и от заданного программой уровня шума.

Важно, что современная трактовка линий миры считает пару черная и белая полоса - за 2 линии, - в отличие от мир по ГОСТ, где линия - это одна чёрная линия, пробелы не считали.

Некоторые фирмы - производители цифровых фотоаппаратов в рекламных целях пытаются повернуть матрицу под углом в 45°, достигая определённого формального повышения разрешения при фотографировании простейших горизонтально-вертикальных мир. Но если использовать профессиональную миру, или хотя бы повернуть простую миру под тем же углом, становится очевидным, что повышение разрешения - фиктивное.

Разрешающая способность на стадии получения отпечатка/изображения

Разрешающая способность современных принтеров измеряется в точках на миллиметр (dpm) или на дюйм (dpi).

Разрешение мониторов

Измеряется в точках на единицу длины изображения на поверхности монитора (в dpm или dpi).

Разрешение микроскопов

Разрешение R зависит от угловой апертуры α:

$R=\frac{1.22\lambda}{2n\sin\alpha}$.

где α - угловая апертура объектива, которая зависит от выходного размера линзы объектива и фокусного расстояния до образца. n - показатель преломления оптической среды, в которой находится линза. λ - длина волны света, освещающего объект или испускаемого им (для флюоресцентной микроскопии). Значение n sin α также именуется численная апертура.

См. также

• Зрение
• Разрешающая сила объектива

Ссылки

ca:Resolució angular de:Auflösungsvermögen en:Optical resolution es:Resolución óptica fa:وضوح فضایی fr:Pouvoir de résolution it:Risoluzione angolare ko:분해능 sl:Ločljivost mikroskopa sv:Optisk upplösning zh:瑞利準則