Системы линз
В глазах позвоночных и в современных видеокамерах используются линзы. Линза имеет гораздо большую площадь по сравнению с микроотверстием, что позволяет пропускать с ее помощью больше света. За это приходится платить тем, что исчезает возможность представить в резком фокусе всю сцену одновременно. Изображение объекта в сцене, находящегося на расстоянии z, создается на фиксированном расстоянии от линзы z •, а отношение между z и z • задается с помощью следующего уравнения линзы, где f — фокусное расстояние линзы:
Если дана определенная возможность выбора расстояния изображения z0' между узловой точкой линзы и плоскостью изображения, то точки сцена с глубинами в диапазоне, близком к z0, где z0 — соответствующее расстояние до объекта, могут быть спроектированы на изображение в достаточно резком фокусе. Указанный диапазон глубин в сцене называется глубиной резкости пространственного изображения.
Следует отметить, что расстояние до объекта Z обычно намного больше по сравнению с расстоянием до изображения z1 или по сравнению с f, поэтому часто можно воспользоваться следующей аппроксимацией:
Таким образом, расстояние до изображения z*~f. Поэтому можно по-прежнему использовать уравнения перспективной проекции камеры-обскуры для описания геометрии формирования изображения в системе линз.
Для того чтобы можно было создавать сфокусированные изображения объектов, находящихся на разных расстояниях Z, линза в глазу (рис. 24.2) меняет форму, а линза в камере передвигается в направлении Z.