Frage:
Ist es grundsätzlich möglich, ein orthographisches Bild der realen Welt aufzunehmen?
J.Todd
2014-10-26 02:36:27 UTC
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Ich entschied, dass dies eine Art grundlegende physikalische Frage in Bezug auf Licht- und Dimensionsbeobachtung ist, und entschied mich daher, sie sowohl auf dieser Site als auch in der Physics SE (die im Stapelaustausch akzeptabel ist, wenn) zu veröffentlichen Die Frage ist für beide Websites thematisch) hier und hier.

Frage:

Ist es grundsätzlich möglich, eine zu erfassen orthographisches Bild der realen Welt?

Detail:

Ich habe kürzlich eine Frage zu einem Stealth-Anzug auf Physics SE gestellt und festgestellt, dass "Retro-Reflective-Panels" oder Panels, die " reflektieren "ihre Umkehrung, würde eine orthografische Bildgebung erfordern, um genau zu bleiben.

Stellen Sie sich eine Kugel vor, deren Oberfläche gleichmäßig mit achteckigen hochauflösenden Anzeigeplatten bedeckt ist, wobei jede Platte eine Doppelplatte auf der gegenüberliegenden Seite der Kugel aufweist . Dies ist ein vereinfachtes Modell des Konzepts, aber es demonstriert die Idee. Jede Platte zeichnete die Szene vor sich über eine Mikrokamera in der Mitte auf und führte das Bild zur Anzeige auf die Doppelplatte. Das Bild wäre jedoch ungenau, wenn es nicht aus einer orthografischen Perspektive aufgenommen würde, was in der realen Welt physikalisch nicht möglich ist, daher diese Frage.

Zwei antworten:
user13451
2014-10-26 03:33:49 UTC
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Unterschiedliche Linsensysteme haben unterschiedliche Eigenschaften. Die meisten für die Fotografie verwendeten Objektive zeigen Dinge, die näher als größer sind - hauptsächlich, weil wir Menschen auf diese Weise erwarten, das Bild zu sehen. Diese Linsen werden als entozentrisch bezeichnet.

Es gibt Linsen, die als telezentrische Linsen bezeichnet werden und mit der Eigenschaft entworfen werden können, dass Objekte keine Vergrößerung aufweisen basierend auf ihrer Entfernung (Kehrseite, es gibt auch perizentrische Linsen, bei denen entfernte Objekte vergrößert erscheinen, aber das ist eine Tangente).

Telezentrische Linsen werden in Prozessen verwendet, die Bildverarbeitung, Meteorologie und industrielle Prozesse umfassen (Lithographie).

Edmund Optics hat ein Beispiel für diese und detailliertere Informationen unter Was ist Telecentricity?, das das folgende Bild enthält:

enter image description here

Beachten Sie, dass mit dem telezentrischen Objektiv, wie beschrieben, die beiden Objekte dieselbe Größe haben, unabhängig von der Entfernung, in der sie fotografiert wurden.

Ein weiteres nützliches Tutorial zum Design des telezentrischen Objektivs finden Sie unter Opto-Engineering: Tutorial zu telzentrischen Objektiven: Grundlegende Informationen und Arbeitsprinzipien. Dies liefert ein weiteres telezentrisches Foto auf der rechten Seite:

regular optics telecentric lens

Beachten Sie, dass die Röhre die Perspektive nicht mehr zeigt und der Hintergrund dahinter deutlich sichtbar ist.

Die Verwendung einer telezentrischen Linse in einem Winkel würde dann das orthografische Projektionsbild auf dem Medium ergeben.

Das Problem bei der Verwendung von telezentrischen Linsen, um das zu tun, was die Frage verlangt, besteht darin, dass, da eine telezentrische Linse ein größeres Objektiv haben muss als die Objekte, die sie betrachtet, die Linsen größer sein müssten als die Bildschirme, die die Ausgabe von der entsprechenden Linse um 180 ° projizieren Die andere Seite.
@MichaelClark yep. Es ist überhaupt nicht praktisch (wie im Edmund-Video erwähnt) - aber die Optik ist da und es gibt reale Anwendungen ... und wer weiß, vielleicht inspiriert es jemanden, Waffenbohrlochfotos mit einem telezentrischen Objektiv zu machen.
Ordentlich, also lautet die Antwort im Grunde "Ja ... aber mit dem Nachteil, dass Ihre Kamera die Größe (Breite / Höhe) des Bereichs haben muss, den Sie erfassen möchten." Vielleicht könnte das Konzept, auf das ich neugierig war, über einen Einwegbildschirm erreicht werden, der die Kamera herausblicken lässt, aber jeder, der zurückblickt, würde das angezeigte Bild sehen. So ähnlich wie ein Einwegspiegel. Es ist ziemlich weit hergeholt.
@jt0dd Ihre Medien müssen mindestens so groß sein ... das Objektiv wird noch größer.
Mit der Bildtransformation / -verarbeitung kann es möglich sein, ein nahezu orthographisches Bild zu erhalten.
JDługosz
2014-10-27 06:29:09 UTC
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Trivial Nein: Wenn die Szene nicht flach ist, führt der Paralex der Kameraposition dazu, dass vordere Objekte hintere Objekte blockieren. Wenn Sie die Kamera auf die orthogonale Linie bewegen, um diese Funktion zu korrigieren, bringen Sie sie an anderer Stelle in der Szene durcheinander. Solange die Kamera nicht unendlich weit entfernt ist, ist dies nicht möglich. OTOH, die Kamera kann weit genug entfernt sein, so dass die Unterschiede kleiner sind als die Auflösung oder die wichtigen Funktionen, die Sie interessieren.

Sie haben gesehen, dass telezentrische Objektive dies tun? Sie werden die Szene flach machen.


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