İçeriğe atla

Defokus aberasyonu

Önemli odaksızlık problemi olan Noel ışıklarının fotoğrafı.
Optik sapınç
Defokus

Eğim sapması (Tilt)
Küresel sapınç
Astigmatizm
Koma
Distorsiyon
Petzval alan eğriliği
Renkser sapınç

Optikte, bulanıklaşma, (odaksızlık problemi), defokus aberasyonu (ingilizce: defocus aberration) olarak ifade edilen basitçe görüntünün odak dışı olduğu bulanık hale geldiği optik sapmaları ifade eder . Bu optik aberasyon sorunu ile, kamera, video kamera, mikroskop, teleskop veya dürbün kullanan herkes karşılaşır. Optik olarak, odak bulanıklığı, odaklamanın optik eksen boyunca algılama yüzeyinden uzağa çevrilmesi anlamına gelir. Genel olarak, bulanıklaştırma görüntünün keskinliğini ve kontrastını azaltır. Bir sahnede keskin olması gerekliliktir, bu yüksek kontrastlı kenarlar kademeli geçişler halinde olur. Ancak bu problemde sahnedeki ince ayrıntılar bulanıklaşır ve hatta görünmez hale gelir. Neredeyse tüm görüntü oluşturan optik aygıtlar, odaksızlık problemini en aza indirmek ve görüntü kalitesini en üst düzeye çıkarmak için bir tür odak ayarı içerir.

Optik ve fotoğrafçılıkta

Belirli bir odak kaydırma miktarı için görüntü bulanıklığının derecesi, lensin f-sayısı ile ters orantılıdır. Böyle f/1.4 için f/ 2.8 gibi düşük f-sayıları, bulanıklaştırma karşı çok hassastır ve çok sığ olan odak derinlikleridir . f/ 16 ila f/ 32 aralığındaki yüksek f sayıları, odak bulanıklığına karşı oldukça toleranslıdır ve sonuç olarak büyük odak derinliklerine sahiptir. f-sayının sınırlayıcı durumuna örnek, belki f/ 100 ila f/ 1000 arasında çalışan bu durumda, tüm nesneler, iğne deliği açıklığından uzaklıklarına bakılmaksızın neredeyse odakta olan iğne deliği kamerasıdır . Burada aşırı odak derinliğini elde etmenin cezası, görüntüleme filminde veya sensörde çok loş aydınlatma, kırınım nedeniyle sınırlı çözünürlük ve hareket bulanıklığı nedeniyle görüntü bozulması potansiyelini ortaya çıkaran çok uzun pozlama süresidir .

İzin verilen bulanıklaştırma miktarı, görüntüleme ortamının çözünürlüğü ile ilgilidir. Daha düşük çözünürlüklü bir görüntüleme çipi veya filmi, bulanıklaştırma ve diğer sapmalara karşı daha toleranslıdır. Daha yüksek çözünürlüklü bir ortamdan tam olarak yararlanmak için odak ve diğer sapmalar en aza indirilmelidir.

Odaklanma, Zernike polinom formatında şu şekilde modellenmiştir: , burada ışığın dalga boylarındaki bulanıklık katsayısıdır. Bu, köşelerinde teğet olan ve farklı eğrilik yarıçaplarına sahip iki küresel dalga cephesi arasındaki parabol şeklindeki optik yol farkına karşılık gelir.

Faz kontrastlı elektron mikroskobu gibi bazı uygulamalar için, odaklanmamış görüntüler faydalı bilgiler içerebilir. Elektron dalgasının yoğunluğunun üç boyutlu uzayda nasıl değiştiğini incelemek için çeşitli defokus değerleriyle kaydedilen çoklu görüntüler kullanılabilir ve bu bilgilerden dalganın fazı çıkarılabilir. Bu, interferometrik olmayan faz alımının temelidir. Odaklanmamış görüntüleri kullanan faz alma algoritmalarının örnekleri arasında Gerchberg-Saxton algoritması ve yoğunluk aktarımı denklemine dayanan çeşitli yöntemler bulunur.

Görüşte bulanıklık

Gündelik konuşmalarda, bulanıklık (blur) terimi, görüşteki herhangi bir azalmayı tanımlamak için kullanılabilir. Bununla birlikte, klinik bir ortamda bulanık görme, kırma kusuru olarak adlandırılan, göz içindeki optik bulanıklığın öznel deneyimi veya algısı anlamına gelir. Bulanıklık, kırma kusurunun miktarına ve türüne göre farklı görünebilir. Aşağıdakiler, kırılma hatalarından kaynaklanabilecek bulanık görüntü örnekleridir:

Bulanık görmenin kapsamı, bir göz çizelgesi ile görme keskinliği ölçülerek değerlendirilebilir. Bulanık görme genellikle ışığı düzeltici lenslerle retinaya odaklayarak düzeltilir. Bu düzeltmelerin bazen büyütme veya küçültme, bozulma, renk saçakları ve değişen derinlik algısı gibi istenmeyen etkileri olabilir. Bir göz muayenesi sırasında hastanın keskinliği, düzeltme yapılmadan, mevcut düzeltmeleriyle ve kırılmadan sonra ölçülür. Bu, optometrist veya göz doktorunun ("göz doktoru"), kırma kusurlarının hastanın görme kalitesini sınırlamada oynadığı boyutu belirlemesine olanak tanır. 6/6 veya 20/20 Snellen keskinliği veya ondalık değer 1.0 olarak, ortalama bir insan için keskin görüş olarak kabul edilir (genç yetişkinlerde bu değerin yaklaşık iki katı olabilir). En iyi düzeltilmiş keskinlik bundan daha düşüktür, bu görmede kırma kusurunun düzeltilmesinin ötesinde başka bir sınırlamanın olduğunun bir göstergesidir.

Bulanıklık diski

Optik odak dışı yanlış düzeltici lensler veya örn yaşlanmadan dolayı presbiyopi gibi sorunlardan kaynaklı yetersiz göz rahatlığı optik odaksızlık problemi sorununa neden olabilir. Yukarıda belirtildiği gibi, bu hallerde bir nokta kaynaktan gelen ışık ışınları retina üzerinde tek bir noktaya odaklanmaz, bulanıklık diski adı verilen küçük bir ışık diskinde dağıtılır. Boyutu, gözbebeği boyutuna ve bulanıklaştırma miktarına bağlıdır ve denklem ile hesaplanır.

(d = derece görüş açısı olarak çap, p = mm olarak göz bebeği boyutu, D = diyoptri olarak odaktan sapma).[1]

Doğrusal sistemler teorisinde, nokta görüntüsü (yani bulanıklık diski), nokta yayılma fonksiyonu (PSF) olarak adlandırılır. Retina görüntüsü, odaktaki görüntünün PSF ile konvolüsyonu ile verilir.

Ayrıca bakınız

Kaynakça

  1. ^ Strasburger (2018). "Blur Unblurred—A Mini Tutorial". i-Perception. 9 (2): 204166951876585. doi:10.1177/2041669518765850. PMC 5946648 $2. PMID 29770182. 
  • Smith, Warren J., Modern Optik Mühendisliği, McGraw–Hill, 2000, Bölüm 11,0-07-136360-2

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Optik</span> fizik biliminin bir alt dalı

Optik, ışık hareketlerini, özelliklerini, ışığın diğer maddelerle etkileşimini inceleyen; fiziğin ışığın ölçümünü ve sınıflandırması ile uğraşan bir alt dalı. Optik, genellikle gözle görülebilen ışık dalgalarının ve gözle görülemeyen morötesi ve kızılötesi ışık dalgalarının hareketini inceler. Çünkü ışık bir elektromanyetik dalgadır ve diğer elektromanyetik dalga türleri ile benzer özellikler gösterir.

<span class="mw-page-title-main">Makula dejenerasyonu</span>

Makula dejenerasyonu ya da sarı nokta hastalığı kelime anlamı itibarı ile, makulada meydana gelen herhangi dejeneratif bir süreci tanımlasa da, bu makalede yaşa bağlı makula dejenerasyonu (YBMD) anlatılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Hipermetropi</span> göz kusuru

Hipermetropi, kelime köken anlamı, aşırı görme olan bir göz kusurudur. Hafif hipermetropların uzağı çok iyi görmeleri nedeniyle halk arasında böyle isimlendirildiği düşünülmektedir. Göz ya normalden daha kısa ya da korneası daha düz olduğu için göze yakın cisimlerden gelen diverjan, birbirinden uzaklaşan ışınlar retinanın arkasında sanal bir noktada odaklanır. Bu durumda retina üzerinde oluşan görüntü bulanıktır.

Retina (latince:rete) ya da ağkatman çoğu omurgalı ve bazı yumuşakçaların gözünün en içindeki görmeyi sağlayan ışığa ve renge duyarlı hücrelerin bulunduğu göz doku tabakasıdır. Gözün optiği, retinadaki görsel dünyanın odaklanmış iki boyutlu bir görüntü oluşturur ve bu görüntüyü beyne elektriksel sinir uyarılarına çevirerek görsel algı oluşturur. Retina, bir kameradaki film veya görüntü sensörü 'ne benzer bir iş yapar.

<span class="mw-page-title-main">Oküler</span>

Oküler diğer adıyla göz merceği, mikroskop, teleskop vb. sistemlerde kullanılan gözün hemen önündeki genelde akromatik mercek grubudur. Asıl amacı önündeki mercek sisteminin renk ve şekil alanlarındaki kusurlarını asgariye indirerek kullanıcıya net bir görüntü sağlamak görüntü kalitesini arttırmadır.

Sinematografi veya görüntü yönetimi, sinema filmi için görüntü kaydederken ışıklandırma ve kamera tercihleri yapma disiplinidir. Birçok açıdan fotoğraf sanatıyla yakından ilgilidir; fakat kamera ve görüntü elemanlarının hareket hâlinde olduğu durumlarda birtakım ek özellikler de gösterir. Elektronik görüntü sensörüyle görüntü yakalamak, görüntüdeki her piksel için elektronik olarak işlenen ve sonraki işleme veya görüntüleme için bir video dosyasında saklanan bir elektrik yükü üretir. Fotoğraf emülsiyonu ile yakalanan görüntüler, film stoğu üzerinde kimyasal olarak "geliştirilen" bir görünür görüntüye dönüşen bir dizi görünmez/gizli görüntüyle sonuçlanır.

<i>Bokeh</i>

Bokeh veya boke, fotoğraf çekilirken, fokus yani odak dışında kalan net olmayan kısımların fotoğrafçının seçtiği objektif, kullandığı diyafram gibi ayarlar neticesinde fotoğrafta oluşan bulanıklık efektidir. Bokehin belirleyicisi öncelikle objektiftir. Her objektifin bokehi farklı olduğu gibi, seçilen diyafram değeri ile bokeh efekti ve derecesi değişebilir.

<span class="mw-page-title-main">Mercek</span>

Mercek ya da lens ışığın yönünü değiştiren (kıran), ışık ışınlarını birbirine yaklaştıran ya da uzaklaştıran optik alet.
Basit mercek tek bir optik elemanın kullanıldığı, bileşik mercek ise iki optik elemanın bir arada olduğu mercek tipidir. Bileşik mercek, basit mercek kullanıldığında ortaya çıkan sapınç olayının etkisini azaltmak için kullanılır. Mercekler genelde camdan ve saydam plastikten yapılır. Lensler, gereken şekle göre taşlanır, parlatılır veya kalıplanır. Bir mercek, ışığı odaklamadan kıran bir prizmadan farklı olarak, bir görüntü oluşturmak için ışığı odaklayabilir. Mikrodalga lensler, elektron lensler, akustik lensler veya patlayıcı lensler gibi görünür ışık dışındaki dalgaları ve radyasyonu benzer şekilde odaklayan veya dağıtan cihazlara da "mercekler" denir.

<span class="mw-page-title-main">Renk sapması</span>

Renk sapması, renk sapıncı, renkser sapınç, kromatik sapma veya kromatik aberasyon, optikte bir lensin tüm renkleri aynı uyumda odaklayamamasından kaynaklanan bir sorundur. Bunun nedeni lenslerin değişik dalga boyları ve değişik ışıklar için değişik sapma endekslerinin olmasıdır. Sapma endeksi dalga boyu arttıkça azalır. Bu sorun en çok kırılmalı teleskoplarda görülür ve çözümleri vardır ancak giderirken çıkan maliyet, kırılmalı teleskop yapımındaki en büyük problemlerdendir.

<span class="mw-page-title-main">Optik teleskop</span>

Optik teleskoplar esas olarak elektromanyetik spektrumun görünür ışık kısmından ışığı toplayan ve odaklayan teleskop çeşididir. Kullanım amacı bakılan nesnenin doğrudan görünümü için büyütülmüş görüntüsünü oluşturmak, fotoğrafını çekmek ya da elektronik görüntü sensörleri üzerinden veri toplamaktır.Optik teleskop, başlıca elektromanyetik spektrumun görünür bölgesinden olmak üzere direkt görüş için büyütülmüş bir imaj oluştururken, bir fotoğraf yaratırken ya da elektronik imaj sensörleri boyunca veri toplarken ışığı odaklar ve toplar.

Uyarlanabilir optik, optik sistemlerinin performansını artırmak için geliştirilmiş ve dalga cephesi bozulmalarını en aza indirmek amacıyla kurulmuş bir teknolojidir.

Geometrik optik veya ışın optiği, ışık yayılmasını ışınlarla açıklar. Geometrik optikte ışın bir soyutlama ya da enstrumandır; ışığın belirli şartlarda yayıldığı yola yaklaşmada kullanışlıdır.

<span class="mw-page-title-main">Astigmatizma</span>

Astigmatizma, gözün kırma gücündeki dönme asimetrisinden kaynaklanan bir tür kırma hatasıdır. Bu, herhangi bir mesafede görmenin bozulmasına veya bulanıklaşmasına neden olur. Diğer semptomlar arasında göz yorgunluğu, baş ağrısı ve gece araba kullanma zorluğu sayılabilir. Astigmatizma sıklıkla doğumda ortaya çıkar ve yaşamın ilerleyen dönemlerinde değişebilir veya gelişebilir. Yaşamın erken dönemlerinde ortaya çıkar ve tedavi edilmezse ambliyopiye neden olabilir.

<span class="mw-page-title-main">Küresel sapınç</span> Optik sapma

Optikte, küresel aberasyon , küresel yüzeylere sahip elemanlara sahip optik sistemlerde bulunan bir sapma türüdür. Lensler ve kavisli aynalar başlıca örneklerdir çünkü bu şeklin üretimi daha kolaydır. Merkez dışında küresel bir yüzeye çarpan ışık ışınları, merkeze yakın gelenlerden daha fazla veya daha az kırılır veya yansıtılır. Bu sapma, optik sistemler tarafından üretilen görüntülerin kalitesini düşürür.

<span class="mw-page-title-main">Koma (optik)</span>

Olarak optik, koma ya da Komatik sapmaları bir optik sistem içinde sapmaları ifade eder Bazı optik tasarımları ya da bağlı olarak doğal lens ya da diğer bileşenlerin kusurları yıldızların çarpık görünmesi, kuyruklu yıldız gibi bir kuyruğu (koma) varmış gibi görünmesi gibi eksen dışı nokta kaynakları ile sonuçlanır. Spesifik olarak, koma, giriş göz bebeği üzerindeki büyütmede bir değişiklik olarak tanımlanır. Refraktif veya difraktif optik sistemlerde, özellikle geniş bir spektral aralığı görüntüleyenlerde, koma dalga boyunun bir fonksiyonu olabilir, bu durumda bir renk sapması şeklidir.

Astigmatizm (veya Astigmatizma) ile bir optik sistemde, iki dik düzlemde yayılan ışınların farklı odaklara sahip olduğu bir sistem sorunudur. Bir çarpı görüntüsünü oluşturmak için astigmatizma ile optik bir sistem kullanılırsa, dikey ve yatay çizgiler iki farklı mesafede keskin odakta olacaktır. Terim, "yok" anlamına gelen Yunanca α- (a- ) ve στίγμα ( stigma), ("bir işaret, nokta, delinme" anlamına gelen") birleşiminden oluşmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Apokromatik mercek</span>

Bir apokromat veya apokromatik mercek (apo), kromatik ve küresel sapmayı çok daha yaygın akromatik lenslerden daha iyi düzelten bir fotoğrafik veya başka bir lenstir.

<span class="mw-page-title-main">Barlow mercek</span>

Adını Peter Barlow'dan alan Barlow merceği optik bir sistemdeki diğer optiklerle seri olarak kullanılan, optik sistemin etkin odak uzaklığını, sistemdeki kendisinden sonra gelen tüm bileşenler tarafından algılandığı şekilde artıran, ıraksak bir mercektir. Pratik olarak, bir Barlow merceği yerleştirmenin sonucu görüntüyü büyütmesidir. Gerçek bir barlow lens, tek bir cam eleman değildir, çünkü bu, kromatik aberasyona ve mercek asferik değilse küresel averasyona neden olur. Barlow mercekler bu sebeple yaygın olarak, akromatik düzeltme veya apokromatik düzeltme ile daha yüksek görüntü kalitesi için iki, üç veya daha fazla elementli mercek (cam) kombinasyonu kullanır.

<span class="mw-page-title-main">Çapraz ayna</span>

Yıldız köşegen,Yıldız diyagonal, dikme merceği, prizma diyagonal, diyagonal ayna veya çapraz ayna teleskoplarda kullanılan ve normal mercek eksenine dik bir yönden görüntülemeye izin veren açılı bir ayna veya prizmadır. Teleskop doğrultulduğunda veya başucuna yakın olduğunda daha rahat ve kolay görüntüleme sağlar. Ayrıca, elde edilen görüntünün sağ tarafı yukarı, ancak soldan sağa ters çevrilir.

<span class="mw-page-title-main">Görüş keskinliği</span>

Görüş keskinliği genellikle görüşün netliğini ifade eder, ancak teknik olarak kişinin küçük ayrıntıları hassasiyetle tanıma yeteneğini değerlendirir. Görüş keskinliği optik ve sinirsel faktörlere bağlıdır. Gözün optik faktörleri, retinadaki görüntünün keskinliğini etkiler. Nöral faktörler, retinanın, beyne giden nöral yolların ve beynin yorumlama yeteneğinin sağlığı ve işleyişidir.