第章摄-影成像讲解课件.ppt
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- 第章摄 成像 讲解 课件
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1、遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS内容提要:内容提要:本章内容是该课程的核心之一,内容包括本章内容是该课程的核心之一,内容包括摄影成像过程及其原理,感光材料的基本特性,摄影成像过程及其原理,感光材料的基本特性,滤光镜与多波段摄影。滤光镜与多波段摄影。讲授重点:讲授重点:是感光成像原理,感光材料的主要性质,是感光成像原理,感光材料的主要性质,彩色影像形成的原理和方法,真彩色摄影与红彩色影像形成的原理和方法,真彩色摄影与红外彩色摄影及其联系与区别,一般假彩色影像外彩色摄影及其联系与区别,一般假彩色影像的形成。的形成。遥遥 感感 原原 理理 与与
2、 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 摄影成像过程摄影成像过程拍拍 照(潜影)照(潜影)负负 片片正正 片片负负 片片 过过 程程正正 片片 过过 程程显影显影定影定影晾干晾干水洗水洗水洗水洗印像印像定影定影烘干烘干水洗水洗水洗水洗遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 摄影成像过程摄影成像过程摄影摄影 安装感光片安装感光片对准目标物对准目标物调节焦距调节焦距 确定曝光量确定曝光量(光圈大小、曝光时间)(光圈大小、曝光时间)打开快门,打开快门,进行曝光进行曝光潜影潜影 曝光的曝光的本质本质
3、:目标物反射光线通过物镜,:目标物反射光线通过物镜,形成光学影像,该光学影像投射在感光片的感形成光学影像,该光学影像投射在感光片的感光层上,感光物质受光后发生光化学效应,从光层上,感光物质受光后发生光化学效应,从而在感光片上构成人眼看不见的影像而在感光片上构成人眼看不见的影像潜影。潜影。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 摄影成像过程摄影成像过程负片过程负片过程 曝光感光片曝光感光片显影显影定影定影水洗水洗晾干晾干负片负片负片负片:影像与目标物黑白相反:影像与目标物黑白相反 也称也称阴片阴片 底片底片遥遥 感感 原原 理理
4、与与 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 摄影成像过程摄影成像过程负片过程负片过程 负片像纸负片像纸曝光曝光显影显影定影定影水洗水洗烘干烘干正片正片正片正片:影像与目标物明暗相应:影像与目标物明暗相应 也称也称阳片阳片 像片像片遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 摄影机成像原理摄影机成像原理摄影机构成摄影机构成 如图所示如图所示镜箱镜箱、光圈光圈、物镜物镜、暗盒暗盒遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RSs2abfdDBAP P1 1P P2 2s15.1 5.1 摄影成像过程及基
5、本原理摄影成像过程及基本原理 摄影机成像原理摄影机成像原理透镜公式透镜公式 遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 摄影机成像原理摄影机成像原理透镜公式透镜公式)所有光线,通过透镜后都要发生折射,唯所有光线,通过透镜后都要发生折射,唯有通过透镜中心的光线不发生折射。有通过透镜中心的光线不发生折射。)平行于主光轴的光线,经透镜折射后交于平行于主光轴的光线,经透镜折射后交于透镜的后焦点透镜的后焦点;通过前焦点;通过前焦点的光线,经的光线,经透镜折射后,均平行于主光轴。透镜折射后,均平行于主光轴。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法
6、法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 摄影机成像原理摄影机成像原理透镜公式透镜公式)任意点任意点A发出的光线,经过透镜折射后交于发出的光线,经过透镜折射后交于a,a就是物点就是物点A的像。物距、像距和焦距的像。物距、像距和焦距之间的关系:之间的关系:fDd遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 摄影机成像原理摄影机成像原理相对孔径和透光力相对孔径和透光力相对孔径:相对孔径:光孔直径与焦距之比光孔直径与焦距之比透光力透光力D:透镜的透光力与其光孔直径的平方透镜的透光力与其光孔直径的平方成正比,与其焦距
7、的平方成反比,即成正比,与其焦距的平方成反比,即 *K透光系数;透光系数;f/d相对孔径分母,表示物镜相对孔径分母,表示物镜焦距是光孔直径的倍数,其值越大,透光能力焦距是光孔直径的倍数,其值越大,透光能力越弱越弱遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 摄影机成像原理摄影机成像原理物镜的分辨率物镜的分辨率分辨率分辨率 也称分辨力或解像力,它反映物镜对也称分辨力或解像力,它反映物镜对被摄物体的表达能力。分辨力的大小是按焦面被摄物体的表达能力。分辨力的大小是按焦面上一毫米的宽度范围内,能够构成互相平行、上一毫米的宽度范围内,能够构成互
8、相平行、间隔相等、彼此不连的线条数来表示,线毫间隔相等、彼此不连的线条数来表示,线毫米米(Ro)。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 摄影机成像原理摄影机成像原理透镜的构像误差透镜的构像误差 由于光线中各种色光的折射率不同,加上由于光线中各种色光的折射率不同,加上透镜中间部分和边缘部分的折射率不同,以及透镜中间部分和边缘部分的折射率不同,以及光线入射角和透镜结构等因素的影响,就造成光线入射角和透镜结构等因素的影响,就造成了不能按成像原则构像的缺点。即:物点光线了不能按成像原则构像的缺点。即:物点光线通过透镜后不能会聚于同一点
9、,致使构像变形,通过透镜后不能会聚于同一点,致使构像变形,影像模糊,出现了构像误差。影像模糊,出现了构像误差。透镜构像误差透镜构像误差:球面像差、色像差、彗形:球面像差、色像差、彗形像差、畸变差和像场弯曲等。像差、畸变差和像场弯曲等。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 摄影机成像原理摄影机成像原理景深景深景深景深:被摄物体在影像上清晰的范围叫景深:被摄物体在影像上清晰的范围叫景深影响因素影响因素:透光孔径、焦距、物距:透光孔径、焦距、物距 光圈越小、焦距越短、物距越大,景光圈越小、焦距越短、物距越大,景深越大;光圈越大、焦距
10、越长、物距越小,景深越大;光圈越大、焦距越长、物距越小,景深越小。深越小。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 感光片工作原理感光片工作原理 感光片是摄影成像的探测器件,负责目标物感光片是摄影成像的探测器件,负责目标物信息的接收、记录和输出,其地位和作用在摄信息的接收、记录和输出,其地位和作用在摄影成像中最为重要。影成像中最为重要。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 感光片工作原理感光片工作原理结构和成分结构和成分遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS
11、5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 感光片工作原理感光片工作原理结构和成分结构和成分(1)乳剂层乳剂层:涂布于片基上的一层明胶薄膜:涂布于片基上的一层明胶薄膜 成分成分:卤化银、明胶,增感剂和防灰雾剂:卤化银、明胶,增感剂和防灰雾剂 厚度厚度:1025m,卤化银卤化银:颗粒大小:颗粒大小0.15m,以晶粒状态悬,以晶粒状态悬浮在明胶中,结构为立方体晶体。入射光照射到浮在明胶中,结构为立方体晶体。入射光照射到卤化银晶体,把银原子分解出来,形成潜影。卤化银晶体,把银原子分解出来,形成潜影。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄
12、影成像过程及基本原理 感光片工作原理感光片工作原理结构和成分结构和成分(1)(1)乳剂层乳剂层:涂布于片基上的一层明胶薄膜涂布于片基上的一层明胶薄膜 明胶明胶:透明色动物蛋白,为卤化银的分布:透明色动物蛋白,为卤化银的分布介质,本身不具感光性。介质,本身不具感光性。明胶的作用明胶的作用:主要是支持作用;有助于形:主要是支持作用;有助于形成感光中心;有吸溴作用,在光化过程中起加成感光中心;有吸溴作用,在光化过程中起加速作用;保护影像质量。速作用;保护影像质量。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 感光片工作原理感光片工作原理结构
13、和成分结构和成分(2)(2)片基片基:乳剂层的载体,常用材料有玻璃、硝:乳剂层的载体,常用材料有玻璃、硝酸纤维、醋酸纤维和纸,分别称为硬片、软片和酸纤维、醋酸纤维和纸,分别称为硬片、软片和像纸。像纸。硝酸纤维燃点很低,容易燃烧,此类片基已硝酸纤维燃点很低,容易燃烧,此类片基已被淘汰;现在的软片都以三醋酸纤维素酯作片基,被淘汰;现在的软片都以三醋酸纤维素酯作片基,近年来用聚酯近年来用聚酯(涤纶涤纶)片基和聚碳酸酯作片基。其片基和聚碳酸酯作片基。其中聚酯片基具有强度大,柔和性好,吸水膨胀率中聚酯片基具有强度大,柔和性好,吸水膨胀率小,尺寸稳定性好,耐寒性好等一系列优点小,尺寸稳定性好,耐寒性好等一
14、系列优点遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 感光片工作原理感光片工作原理结构和成分结构和成分(3)(3)中间层中间层:乳剂层和片基之间的一层胶结物质,乳剂层和片基之间的一层胶结物质,作用是使乳剂层能牢固地粘合在片基上。像纸的作用是使乳剂层能牢固地粘合在片基上。像纸的中间层,还起掩盖和防止纸浆中的有害物或树脂。中间层,还起掩盖和防止纸浆中的有害物或树脂。感光胶片的中间层是明胶,像纸的中间层是感光胶片的中间层是明胶,像纸的中间层是硫酸钡。硫酸钡。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄
15、影成像过程及基本原理 感光片工作原理感光片工作原理结构和成分结构和成分(4)(4)保护层:保护层:乳剂层上面再涂的薄明胶层,作用乳剂层上面再涂的薄明胶层,作用是保护乳剂层少受擦伤和刮刻,厚度约是保护乳剂层少受擦伤和刮刻,厚度约1m。(5)(5)防防(反反)光晕层:光晕层:感光片底部的薄层吸光物质,感光片底部的薄层吸光物质,作用是吸收从片基背面反射重新进入乳剂层的作用是吸收从片基背面反射重新进入乳剂层的光线。光线。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 感光片工作原理感光片工作原理感光成像原理感光成像原理 感光片成像主要利用光化效
16、应,将电磁辐射感光片成像主要利用光化效应,将电磁辐射能转化成化学能,以光学影像的形式显示出来。能转化成化学能,以光学影像的形式显示出来。潜影的形成潜影的形成 可见影像的形成可见影像的形成遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 感光片工作原理感光片工作原理感光成像原理感光成像原理(1)潜影的形成潜影的形成 摄影曝光时,电磁辐射到达感光片乳剂层,摄影曝光时,电磁辐射到达感光片乳剂层,卤化银结晶体的负离子吸收光子卤化银结晶体的负离子吸收光子(辐射能辐射能h),放,放出自由电子,形成中性卤原子,卤原子成对结合出自由电子,形成中性卤原子,
17、卤原子成对结合成分子。以成分子。以AgBr为例,即有为例,即有:BrhBr BrBrBr遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS5.1 5.1 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 感光片工作原理感光片工作原理感光成像原理感光成像原理(1)潜影的形成潜影的形成 卤分子离开晶体格子,被明胶吸收。电子不卤分子离开晶体格子,被明胶吸收。电子不离开晶格,形成带负电感光中心,强烈吸收周围离开晶格,形成带负电感光中心,强烈吸收周围带正电的银离子,银离子吸收电子成银原子带正电的银离子,银离子吸收电子成银原子 AgAg 2AgBrhBr2Ag 银原子吸附在感光中心上,形成潜影。银原子吸附在感光中心
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