يُظهر الرسم التخطيطي دوائر التشويش لمصدر النقطة قريبة جدًا ، في التركيز ، وبعيدًا جدًا
دائرة الارتباك – Circle of confusion ..
من ويكيبيديا
في بصريات، أ دائرة الارتباك هي بقعة بصرية ناتجة عن مخروط من الضوء أشعة من عدسة لا تصل إلى الكمال التركيز عند التصوير أ نقطه المصدر. ومن المعروف أيضا باسم قرص الارتباك, دائرة الغموض, دائرة طمسأو بقعة طمس.
في التصوير دائرة الالتباس (مدونة قواعد السلوك) لتحديد عمق الميدان، جزء الصورة الذي يكون حادًا بشكل مقبول. غالبًا ما ترتبط القيمة القياسية لمدونة قواعد السلوك بكل منها شكل صورة، ولكن القيمة الأنسب تعتمد على حدة البصروشروط المشاهدة ومقدار التوسيع. الاستخدامات في السياق تشمل دائرة الارتباك القصوى المسموح بها, دائرة قطر الارتباك الحد، و ال معيار دائرة الارتباك.
العدسات الحقيقية لا تركز جميع الأشعة بشكل مثالي ، بحيث يتم تصوير نقطة على أنها بقعة بدلاً من نقطة ، حتى في أفضل حالات التركيز البؤري. غالبًا ما يشار إلى أصغر بقعة يمكن أن تنتجها العدسة باسم الدائرة الأقل ارتباكًا.
استخدامان:
استخدامان
يجب التمييز بين استخدامين هامين لهذا المصطلح والمفهوم:
في عدسة مثالية إل، كل الأشعة تمر عبر نقطة محورية F. لكن على مسافات أخرى من العدسة ، تشكل الأشعة دائرة.
1. لوصف أكبر بقعة ضبابية لا يمكن تمييزها عن نقطة. يمكن للعدسة تركيز الأشياء بدقة على مسافة واحدة فقط ؛ الأشياء على مسافات أخرى غير مركزة. يتم تصوير نقاط الكائن غير المركزة على أنها البقع الضبابية بدلا من النقاط كلما زادت مسافة الكائن عن مستوى التركيز ، زاد حجم بقعة التمويه. مثل هذه البقعة الضبابية لها نفس شكل فتحة العدسة ، ولكن من أجل البساطة ، عادة ما يتم التعامل معها كما لو كانت دائرية. من الناحية العملية ، يمكن للأشياء الموجودة على مسافات مختلفة إلى حد كبير من الكاميرا أن تظهر حادة (راي 2000، 50) ؛ نطاق مسافات الكائن التي تظهر عليها الكائنات حادة هو عمق الميدان (“DoF”). المعيار الشائع لـ “الوضوح المقبول” في الصورة النهائية (على سبيل المثال ، الطباعة ، شاشة العرض ، أو العرض الإلكتروني) هو أن النقطة الضبابية لا يمكن تمييزها عن نقطة.
في عدسة غير كاملة إل، كل الأشعة لا تمر عبر نقطة محورية. أصغر دائرة يمرون من خلالها ج تسمى الدائرة الأقل ارتباكًا.
2. لوصف بقعة الضبابية التي حققتها العدسة ، في أفضل تركيز لها أو بشكل عام ، مع إدراك أن العدسات الحقيقية لا تركز جميع الأشعة تمامًا حتى في أفضل الظروف ، فإن المصطلح الدائرة الأقل ارتباكًا غالبًا ما يستخدم لأصغر بقعة ضبابية يمكن أن تصنعها العدسة (راي 2002, 89) ، على سبيل المثال من خلال اختيار أفضل موضع تركيز بؤري يحقق حل وسط جيد بين العناصر المؤثرة المتغيرة أطوال بؤرية من مناطق العدسة المختلفة بسبب كروية أو غيرها الانحرافات. المصطلح دائرة الارتباك بشكل عام ، على حجم البقعة خارج نطاق التركيز التي تصور العدسة فيها نقطة كائن. الانحراف تأثيرات بصريات الموجة والمتناهية فتحة العدسة تحدد الدائرة الأقل ارتباكًا ؛[1] يمكن حساب الاستخدام الأكثر عمومية لـ “دائرة الارتباك” للنقاط الخارجة عن التركيز البؤري من منظور بصريات الأشعة (الهندسية).[2]
في البصريات الشعاعية المثالية ، حيث يُفترض أن تتلاقى الأشعة إلى نقطة عندما يكون التركيز البؤري مثاليًا ، فإن شكل بقعة ضبابية من العدسة ذات الفتحة الدائرية هي دائرة صلبة من الضوء. بقعة الضباب الأكثر عمومية لها حواف ناعمة بسبب الانعراج والانحرافات (ستوكث 1969, 1317; ميركلنجر 1992، 45-46) ، وقد تكون غير دائرية بسبب شكل الفتحة. لذلك ، يجب تحديد مفهوم القطر بعناية من أجل أن يكون ذا معنى. غالبًا ما تستخدم التعريفات المناسبة مفهوم الطاقة المطوقة، وهو جزء من إجمالي الطاقة الضوئية للبقعة الموجودة داخل القطر المحدد. تختلف قيم الكسر (على سبيل المثال ، 80٪ ، 90٪) باختلاف التطبيق.
دائرة حيرة قطرها في التصوير الفوتوغرافي
في التصوير، دائرة حد قطر التشويش (“حد CoC” أو “معيار CoC”) غالبًا ما يتم تعريفها على أنها أكبر بقعة ضبابية ستظل تنظر إليها العين البشرية كنقطة ، عند عرضها على صورة نهائية من مسافة عرض قياسية . يمكن تحديد حد CoC على صورة نهائية (مثل الطباعة) أو على الصورة الأصلية (على مستشعر الفيلم أو الصورة).
باستخدام هذا التعريف ، يمكن تعيين حد CoC في الصورة الأصلية (الصورة الموجودة على الفيلم أو المستشعر الإلكتروني) بناءً على عدة عوامل:
- حدة البصر. بالنسبة لمعظم الأشخاص ، يُطلق على أقرب مسافة مشاهدة مريحة اسم مسافة قريبة لرؤية متميزة (راي 2000، 52) ، حوالي 25 سم. على هذه المسافة ، يمكن للشخص الذي يتمتع برؤية جيدة أن يميز عادة دقة الصورة من 5 أزواج من الخطوط لكل مليمتر (lp / mm) ، أي ما يعادل CoC من 0.2 مم في الصورة النهائية.
- شروط المشاهدة. إذا تم عرض الصورة النهائية على مسافة 25 سم تقريبًا ، فغالبًا ما تكون CoC للصورة النهائية بحجم 0.2 مم مناسبة. مسافة المشاهدة المريحة هي أيضًا تلك التي تكون فيها زاوية الرؤية 60 درجة تقريبًا (راي 2000، 52) ؛ على مسافة 25 سم ، هذا يتوافق مع حوالي 30 سم ، تقريبًا قطري لصورة 8 × 10 (ورق A4 هو 8 × 11 ″ تقريبًا). غالبًا ما يكون من المعقول افتراض ذلك ، بالنسبة للصورة الكاملة عند المشاهدة ، سيتم عرض صورة نهائية أكبر من 8 ″ × 10 ″ على مسافة تقابلها أكبر من 25 سم ، والتي قد تكون مقبولة من قواعد السلوك الخاصة بالصورة الأصلية ؛ ثم تكون مدونة قواعد السلوك الخاصة بالصورة الأصلية هي نفسها التي تم تحديدها من النهائي القياسي -حجم الصورة ومسافة المشاهدة. ولكن إذا تم عرض الصورة النهائية الأكبر على مسافة عادية تبلغ 25 سم ، فستكون هناك حاجة إلى رمز CoC أصغر للصورة الأصلية لتوفير درجة وضوح مقبولة.
- التكبير من الصورة الأصلية إلى الصورة النهائية. إذا لم يكن هناك تكبير (على سبيل المثال ، طباعة جهة اتصال لملف 8×10 الصورة الأصلية) ، فإن مدونة قواعد السلوك للصورة الأصلية هي نفسها الموجودة في الصورة النهائية. ولكن إذا تم ، على سبيل المثال ، تكبير البعد الطويل لصورة أصلية مقاس 35 مم إلى 25 سم (10 بوصات) ، فإن التكبير يبلغ 7 × تقريبًا ، وتكون CoC للصورة الأصلية 0.2 مم / 7 ، أو 0.029 مم.
قد لا تكون القيم المشتركة لحد CoC قابلة للتطبيق إذا كانت ظروف إعادة الإنتاج أو المشاهدة تختلف بشكل كبير عن تلك المفترضة في تحديد تلك القيم. إذا تم تكبير الصورة الأصلية بشكل أكبر ، أو عرضها من مسافة أقرب ، فستكون هناك حاجة إلى CoC أصغر. يتم استيعاب العوامل الثلاثة المذكورة أعلاه مع هذه الصيغة:CoC بالملم = (مسافة المشاهدة سم / 25 سم) / (دقة الصورة النهائية المطلوبة في lp / mm لمسافة رؤية 25 سم) / تكبير
على سبيل المثال ، لدعم دقة صورة نهائية تعادل 5 lp / mm لمسافة عرض 25 سم عندما تكون مسافة المشاهدة المتوقعة 50 سم والتكبير المتوقع 8:CoC = (50/25) / 5/8 = 0.05 ملم
نظرًا لأن حجم الصورة النهائية غير معروف عادةً في وقت التقاط الصورة ، فمن الشائع افتراض حجم قياسي مثل عرض 25 سم ، جنبًا إلى جنب مع رمز CoC للصورة النهائية التقليدية يبلغ 0.2 مم ، وهو 1/1250 من عرض الصورة. كما يشيع استخدام الاصطلاحات من حيث القياس القطري. ستحتاج DoF المحسوبة باستخدام هذه الاصطلاحات إلى التعديل إذا تم اقتصاص الصورة الأصلية قبل تكبيرها إلى الحجم النهائي للصورة ، أو إذا تم تغيير الحجم وافتراضات العرض.
بالنسبة إلى تنسيق 35 مم كامل الإطار (24 مم × 36 مم ، 43 مم قطري) ، حد CoC المستخدم على نطاق واسع هو د/ 1500 ، أو 0.029 مم لصيغة الإطار الكامل 35 مم ، وهو ما يتوافق مع حل 5 أسطر لكل مليمتر على طباعة قطرها 30 سم. القيم 0.030 مم و 0.033 مم شائعة أيضًا لتنسيق 35 مم كامل الإطار.
تم أيضًا استخدام المعايير المتعلقة CoC بالبعد البؤري للعدسة. كوداك (1972)، 5) يوصى باستخدام دقيقتين من القوس ( سنيلين معيار 30 دورة / درجة للرؤية العادية) للعرض النقدي والعطاء مدونة قواعد السلوك ≈ F /1720، أين F هو البعد البؤري للعدسة. بالنسبة لعدسة مقاس 50 مم بصيغة 35 مم كاملة الإطار ، فإن هذا يعطي CoC ≈ 0.0291 مم. من الواضح أن هذا المعيار افترض أنه سيتم عرض الصورة النهائية على مسافة “تصحيح المنظور” (أي أن زاوية الرؤية ستكون هي نفسها زاوية الصورة الأصلية):مسافة الرؤية = البعد البؤري لأخذ العدسة × التكبير
ومع ذلك ، نادرًا ما يتم عرض الصور على مسافة “صحيحة” ؛ لا يعرف المشاهد عادةً البعد البؤري لعدسة الالتقاط ، وقد تكون المسافة “الصحيحة” قصيرة أو طويلة بشكل غير مريح. وبالتالي ، فإن المعايير القائمة على البعد البؤري للعدسة أعطت عمومًا طريقة للمعايير (مثل د/ 1500) المتعلقة بصيغة الكاميرا.
إذا تم عرض صورة على وسيط عرض منخفض الدقة مثل شاشة الكمبيوتر ، فسيتم تقييد إمكانية اكتشاف الضبابية بواسطة وسيط العرض بدلاً من الرؤية البشرية ، على سبيل المثال ، سيكون من الصعب اكتشاف التمويه البصري في 8 يتم عرض صورة × 10 على شاشة الكمبيوتر مقارنة بطباعة 8 × 10 من نفس الصورة الأصلية التي تم عرضها على نفس المسافة. إذا كان سيتم عرض الصورة فقط على جهاز منخفض الدقة ، فقد تكون CoC أكبر مناسبة ؛ ومع ذلك ، إذا كان من الممكن أيضًا عرض الصورة في وسط عالي الدقة مثل الطباعة ، فإن المعيار الذي تمت مناقشته أعلاه هو الذي سيحكم.
عمق المعادلات الميدانية المشتقة من البصريات الهندسية الإيحاء بأنه يمكن تحقيق أي DoF تعسفي باستخدام CoC صغير بما فيه الكفاية. بسبب الانحراف، ومع ذلك ، هذا ليس صحيحًا تمامًا. باستخدام CoCrequires أصغر لزيادة العدسة رقم f لتحقيق نفس DOF ، وإذا تم إيقاف العدسة لأسفل بشكل كافٍ ، فإن تقليل تشوه إلغاء التركيز يتم تعويضه عن طريق زيادة التشويش الناتج عن الانعراج. انظر عمق الميدان مقال لمزيد من المناقشة التفصيلية.
دائرة الارتباك حد قطرها على أساس د/1500
| شكل صورة | حجم الاطار[3] | مدونة قواعد السلوك |
|---|---|---|
| شكل صغير | ||
| مستشعر 1 بوصة (نيكون 1 ، سوني RX10 ، سوني RX100) | 8.8 ملم × 13.2 ملم | 0.011 ملم |
| نظام الأربعة الأثلاث | 13.5 مم × 18 مم | 0.015 ملم |
| APS-C[4] | 15.0 مم × 22.5 مم | 0.018 ملم |
| APS-C كانون | 14.8 ملم × 22.2 ملم | 0.018 ملم |
| APS-C نيكون / بنتاكس / سوني | 15.7 ملم × 23.6 ملم | 0.019 ملم |
| APS-H كانون | 19.0 مم × 28.7 مم | 0.023 ملم |
| 35 ملم | 24 مم × 36 مم | 0.029 ملم |
| تنسيق متوسط | ||
| 645 (6×4.5) | 56 مم × 42 مم | 0.047 ملم |
| 6×6 | 56 مم × 56 مم | 0.053 ملم |
| 6×7 | 56 ملم × 69 ملم | 0.059 ملم |
| 6×9 | 56 مم × 84 مم | 0.067 ملم |
| 6×12 | 56 مم × 112 مم | 0.083 ملم |
| 6×17 | 56 مم × 168 مم | 0.12 ملم |
| شكل كبير | ||
| 4×5 | 102 مم × 127 مم | 0.11 ملم |
| 5×7 | 127 ملم × 178 ملم | 0.15 ملم |
| 8×10 | 203 ملم × 254 ملم | 0.22 ملم |
ضبط دائرة قطر التشويش لمقياس DoF للعدسة
ال F– يمكن ضبط العدد المحدد من مقياس DoF للعدسة ليعكس CoC مختلفًا عن المقياس الذي يعتمد عليه مقياس DoF. هو مبين في عمق الميدان المقالة التي
أين ن هي العدسة F-رقم، ج هي مدونة قواعد السلوك ، م هو التكبير و F هو البعد البؤري للعدسة. بسبب ال F-العدد و CoC يحدثان فقط كمنتج ن، الزيادة في أحدهما تعادل انخفاض مقابل في الآخر ، والعكس صحيح. على سبيل المثال ، إذا كان من المعروف أن مقياس DoF للعدسة يعتمد على CoC من 0.035 مم ، وتتطلب الظروف الفعلية CoC من 0.025 مم ، فيجب تقليل CoC بعامل 0.035 / 0.025 = 1.4؛ يمكن تحقيق ذلك عن طريق زيادة F– العدد المحدد من مقياس DoF بنفس العامل ، أو حوالي 1 توقف ، لذلك يمكن ببساطة إغلاق العدسة لأسفل بمقدار توقف واحد من القيمة الموضحة على المقياس.
يمكن استخدام نفس الطريقة عادةً مع آلة حاسبة DoF على كاميرا الرؤية.
تحديد دائرة ارتباك قطرها من مجال الكائن
مخطط العدسة والأشعة لحساب دائرة قطر الارتباك ج لهدف خارج نطاق التركيز البؤري عن بعد س2 عندما تركز الكاميرا على س1. دائرة التمويه المساعدة ج في مستوى الكائن (الخط المتقطع) يجعل الحساب أسهل.
حساب مبكر لقطر CoC (“عدم الوضوح”) بواسطة “T.H.” في عام 1866.
لحساب قطر دائرة الارتباك في مستوى الصورة لموضوع خارج نطاق التركيز ، تتمثل إحدى الطرق أولاً في حساب قطر دائرة التمويه في صورة افتراضية في مستوى الكائن ، والذي يتم ببساطة باستخدام مثلثات مماثلة ، ثم اضرب بتكبير النظام الذي يتم حسابه بمساعدة معادلة العدسة.
دائرة طمس القطر ج، في مستوى الكائن المركّز على مسافة س1، هي صورة افتراضية غير مركزة للكائن على مسافة س2 كما هو موضح في الرسم التخطيطي. يعتمد فقط على هذه المسافات وقطر الفتحة أعبر مثلثات متشابهة ، بغض النظر عن البعد البؤري للعدسة:
يتم الحصول على دائرة الارتباك في مستوى الصورة عن طريق الضرب في التكبير م:
حيث التكبير م تعطى من خلال نسبة مسافات التركيز:
باستخدام معادلة العدسة يمكننا حل المتغير الإضافي F1:
الذي يحصد
والتعبير عن التكبير من حيث المسافة المركزة والبعد البؤري:
والتي تعطي النتيجة النهائية:
يمكن التعبير عن هذا اختياريًا من حيث رقم f ن = و / أ مثل:
هذه الصيغة دقيقة من أجل بسيط مجاور عدسة رقيقة أو عدسة متناظرة يكون فيها كل من بؤبؤ العين والخروج من القطر أ. ستحتاج تصميمات العدسات الأكثر تعقيدًا مع تكبير الحدقة غير الموحد إلى تحليل أكثر تعقيدًا ، كما هو موضح في عمق الميدان.
بشكل عام ، يؤدي هذا النهج إلى نتيجة مجاور محورية دقيقة لجميع الأنظمة البصرية إذا أ هل تلميذ المدخل القطر ، يتم قياس مسافات الموضوع من تلميذ المدخل ، والتكبير معروف:
إذا كانت مسافة التركيز البؤري أو مسافة الهدف خارج نطاق التركيز غير محدودة ، فيمكن تقييم المعادلات في الحد. لمسافة التركيز اللانهائي:
وبالنسبة لدائرة التمويه لكائن ما في اللانهاية عندما تكون مسافة التركيز البؤري محدودة:
إذا كان ج يتم إصلاح القيمة كدائرة من حدود قطر الارتباك ، ويمكن حل أي منهما لمسافة الموضوع للحصول على مسافة فائقة البؤرة، بنتائج متكافئة تقريبًا.
التاريخ
هنري كودينجتون 1829
قبل تطبيقه على التصوير الفوتوغرافي ، تم تطبيق مفهوم دائرة الارتباك على الأدوات البصرية مثل التلسكوبات. كودينجتون (1829, 54) يحدد كلا من أ الدائرة الأقل ارتباكًا و أ أقل دائرة من الارتباك لسطح عاكس كروي.
هذا قد نعتبره أقرب نهج لتركيز بسيط ، ونصطلح الدائرة الأقل ارتباكًا.
جمعية نشر المعرفة المفيدة 1832
ال جمعية نشر المعرفة المفيدة (1832، ص.11) طبقته على الانحرافات من الدرجة الثالثة:
ينتج هذا الانحراف الكروي عدم وضوح الرؤية ، عن طريق نشر كل نقطة رياضية من الجسم في بقعة صغيرة في صورته ؛ أي البقع ، من خلال الاختلاط مع بعضها البعض ، تخلط الكل. سيكون قطر دائرة الارتباك هذه ، عند بؤرة الأشعة المركزية F ، والتي تنتشر فوقها كل نقطة ، LK (شكل 17.) ؛ وعندما تكون فتحة العاكس معتدلة فإنها تساوي مكعب الفتحة ، مقسومًا على مربع نصف القطر (…): تسمى هذه الدائرة انحراف خط العرض.
العاشر. 1866
حسابات دائرة الارتباك: مقدمة مبكرة لـ عمق الميدان الحسابات هي TH (1866، ص. 138) حساب قطر دائرة الارتباك من مسافة الهدف ، لعدسة مركزة على اللانهاية ؛ تمت الإشارة إلى هذه المقالة بواسطة فون روهر (1899). إن الصيغة التي توصل إليها لما يسميه “عدم التمييز” تعادل ، بالمصطلحات الحديثة ،
للبعد البؤري 
ويلاحظ أخيرًا أن “العدسات طويلة التركيز لها فتحة أكبر من العدسات القصيرة ، و على هذا الحساب لديها عمق تركيز أقل “[تركيزه المائل].
دالمير وأبني
دالمير (1892، ص. 24)، في إعادة نشر موسعة لوالده جون هنري دالميرعام 1874 (دالمير 1874) كتيب حول اختيار واستخدام عدسات التصوير الفوتوغرافي (في مادة غير موجودة في طبعة 1874 ويبدو أنها تمت إضافتها من ورقة كتبها ج.ه.د. “حول استخدام الأغشية أو التوقفات” ذات التاريخ غير المعروف) ، يقول:
وهكذا يتم تمثيل كل نقطة في كائن خارج التركيز في الصورة بواسطة قرص ، أو دائرة تشويش ، يتناسب حجمها مع الفتحة بالنسبة إلى تركيز العدسة المستخدمة. إذا كانت نقطة في الكائن خارج التركيز 1/100 من البوصة ، فسيتم تمثيلها بدائرة تشويش بقياس 1/100 جزء من فتحة العدسة.
من الواضح أن هذا البيان الأخير غير صحيح أو خاطئ ، لأنه بعيد عن عامل المسافة البؤرية (البعد البؤري). يتابع:
وعندما تكون دوائر التشويش صغيرة بما فيه الكفاية ، لا تراها العين على هذا النحو ؛ ثم يتم رؤيتها كنقاط فقط ، وتظهر الصورة حادة. على مسافة الرؤية العادية ، من 12 إلى 15 بوصة ، يُنظر إلى دوائر الارتباك على أنها نقاط ، إذا كانت الزاوية المقابلة لها لا تتجاوز دقيقة واحدة من القوس ، أو تقريبًا ، إذا لم تتجاوز 1/100 من بوصة في القطر.
عدديًا ، 1/100 من البوصة عند 12 إلى 15 بوصة أقرب إلى دقيقتين من القوس. يظل اختيار حد COC (للطباعة الكبيرة) هو الأكثر استخدامًا حتى اليوم. أبني (1881، ص.207–08) يتبع نهجًا مشابهًا استنادًا إلى حدة البصر لدقيقة واحدة من القوس ، ويختار دائرة ارتباك من 0.025 سم لعرضها من 40 إلى 50 سم ، مما يؤدي بشكل أساسي إلى حدوث نفس خطأ العامل الثاني في الوحدات المترية. من غير الواضح ما إذا كان Abney أو Dallmeyer قد وضعوا معيار COC في وقت سابق.
الجدار 1889
تم تطبيق حد COC الشائع 1/100 بوصة للتمويه بخلاف إلغاء التركيز البؤري. فمثلا، الجدار (1889, 92) يقول:
لمعرفة مدى السرعة التي يجب أن يتصرف بها الغالق لأخذ جسم متحرك ، فقد تكون هناك دائرة تشوش أقل من 1/100 بوصة. في القطر ، قسّم مسافة الكائن على 100 ضعف تركيز العدسة ، وقسم سرعة حركة الجسم بالبوصة في الثانية على النتائج ، عندما يكون لديك أطول فترة تعريض في جزء من الثانية.
