光学畸变与TV畸变

光学畸变:实际主光线与参考光线的高度差除以参考光线的高度,也即实际像高与理想像高的比较,关注的是实际图形和理想图形的差异

光学畸变与TV畸变_第1张图片

光学畸变的计算方式

TV畸变:实际像高的最大值与最小值做比较。关注的是图形本身的变形情况。

光学畸变与TV畸变_第2张图片

TV畸变的计算公式

一般来说,我们更关注的是图形本身的变形情况,因此对于一个实物镜头,实际测量的是TV畸变。(光学畸变也比较难测量)

总结:

光学畸变:实际像高和理想像高差(y-y')/y'*100% 
TV畸变举例说明,如果拍摄一个长方形格子纸(假如完全对准 水平 和竖直对好),拍的图片里面格子应该是这样的(假设为常见负畸变):格子中心宽长度为C,格子两端宽度应该均向下弯,且宽度长度小于C,假如两边宽度分别为 A和B,如此TV畸变为 (A+B)/2/C*100% 
 
TV畸变意义是容易,只管衡量实际图片给人整体感觉的变形情况,zmx里面 有这个模拟。其中有个朋友回到说 正方形如果拍出来图片还是正方形,TV畸变为0,我认为不完全对,这种必须需要满足 0.6畸变和1.0Y畸变一样大(即格子图片两端高度和中心高度一样大,C=A=B) 

测量TV畸变的方式有:

1.实拍网格图,使用实拍照片,按照计算公式计算TV畸变,或使用软件imatest直接分析实拍照片得出TV畸变值。

光学畸变与TV畸变_第3张图片

2.使用逆投影的方式,投影出网格图,按照计算公式计算TV畸变。

光学畸变与TV畸变_第4张图片

上图中SMIA TV Distortion=-12.6% Barrel 注释:

SMIA TV 畸变的计算公式如下:

光学畸变与TV畸变_第5张图片

SMIA TV Distortion = 100( A-B )/B ; A = ( A1+A2 )/2   

ISO TV畸变的计算公式如下:

光学畸变与TV畸变_第6张图片


所以,SMIA TV畸变=2*ISO TV畸变,从公式可以看出,TV畸变是基于图像的高度和参考中心线的高度差异。

在设计过程中,也可以使用操作数,或者宏来控制TV畸变。具体的思路就是按照TV畸变的定义追迹光线(reay,reax),使用追迹出来的坐标按照公式计算TV畸变,构建评价函数进行控制。参考:ZEMAX中获取TV畸变的方法

 

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