Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 4243
2017-10-14 
Как нужно рассматривать фотографию, чтобы получить правильное пространственное впечатление с неискаженной перспективой?
Решение:
Наличие у фотоаппарата определенной глубины резкости позволяет на одном плоском фотоснимке получить отчетливое изображение предметов, находящихся на разных расстояниях от объектива. Плоские изображения пространственно протяженных предметов всегда передают определенную геометрическую перспективу, т. е. определенное соотношение между размером и расположением предметов, находящихся на различном удалении от фотоаппарата.
рис.1
При формировании плоского изображения на фотопластинке объектив осуществляет центральную проекцию предметов (рис. 1а). Центр такой проекции O находится в середине объектива, поскольку проходящие через центр линзы лучи не отклоняются. В результате изображение более удаленного предмета А будет иметь на фотоснимке меньший размер, чем изображение такого же по размеру, но более близкого предмета В.
Обычно при фотографировании пластинка находится почти в фокальной плоскости объектива. Для получения правильного пространственного представления при рассматривании фотоснимка нужно, чтобы видимые глазом угловые размеры изображений предметов были бы такими же, как и при непосредственном наблюдении этих предметов. Если рассматривать фотоснимок, помещая глаз точно в ту же точку, где был расположен объектив, это условие будет выполнено: из рис. 1б ясно, что мы будем видеть предметы на изображении под такими же углами, как и при непосредственном их наблюдении из той точки, где находился объектив фотоаппарата при съемке.
Итак, смотреть на снимок следует одним глазом, помещая его на расстоянии, равном фокусному расстоянию объектива. Тогда фотография будет производить естественное пространственное впечатление. При фокусных расстояниях 25 см и более это легко осуществить. У распространенных малоформатных фотокамер фокусное расстояние значительно меньше и составляет обычно около 5 см. В этом случае при рассматривании слайдов следует воспользоваться лупой (диаскопом), тогда и здесь сохранится правильное расстояние между глазом и изображением. При рассматривании n-кратно увеличенных по сравнению с негативом фотоснимков для сохранения естественной перспективы расстояние между глазом и снимком должно быть в п раз больше фокусного расстояния объектива. В большой аудитории, например в кинозале, это условие выполняется лишь для немногих мест.
рис.2
При рассматривании одним глазом с неправильного расстояния фотография дает пространственное впечатление, но с искаженной перспективой. При слишком близком расстоянии глубина снимка будет казаться уменьшенной, а при слишком большом — увеличенной. Это искажение перспективы поясняет рис. 2. Во всех трех случаях с разных расстояний рассматривается один и тот же снимок, поэтому положение любых точек изображения, например точек $A^{ \prime}$ и $B^{ \prime}$, соответствующих вершинам фонарей, одинаково. Рис. 2а соответствует правильному положению глаза и, следовательно, неискаженной перспективе. При рассматривании снимка с меньшего расстояния (рис. 2б) дистанция между фонарями кажется уменьшенной. При рассматривании с большего расстояния (рис. 2в) картина кажется растянутой в глубину.
Искажение продольной перспективы особенно бросается в глаза при наблюдении в зрительную трубу или бинокль. Хотя в бинокль мы видим объемное изображение, в глубину все предметы и расстояния кажутся нам укороченными. Объектив зрительной трубы создает в фокальной плоскости действительное изображение, которое затем рассматривается глазом через окуляр. Окуляр при этом действует как лупа, позволяя приблизить глаз к изображению и тем самым увеличивая угол зрения. Но увеличение угла зрения, как видно из рис. 2б, приводит к кажущемуся уменьшению глубины. Видеть в трубу неискаженную перспективу можно только тогда, когда труба не изменяет угол зрения. Но это соответствует увеличению, равному единице. Если зрительная труба дает увеличение, то искажение перспективы неизбежно.
Еще большее впечатление производит обратный опыт. Если смотреть в бинокль или трубу, направив на предмет не объектив, а окуляр, то протяженность предмета в глубину нам кажется забавно увеличенной.
Как нужно рассматривать фотографию, чтобы получить правильное пространственное впечатление с неискаженной перспективой?
Решение:
Наличие у фотоаппарата определенной глубины резкости позволяет на одном плоском фотоснимке получить отчетливое изображение предметов, находящихся на разных расстояниях от объектива. Плоские изображения пространственно протяженных предметов всегда передают определенную геометрическую перспективу, т. е. определенное соотношение между размером и расположением предметов, находящихся на различном удалении от фотоаппарата.
рис.1
При формировании плоского изображения на фотопластинке объектив осуществляет центральную проекцию предметов (рис. 1а). Центр такой проекции O находится в середине объектива, поскольку проходящие через центр линзы лучи не отклоняются. В результате изображение более удаленного предмета А будет иметь на фотоснимке меньший размер, чем изображение такого же по размеру, но более близкого предмета В.
Обычно при фотографировании пластинка находится почти в фокальной плоскости объектива. Для получения правильного пространственного представления при рассматривании фотоснимка нужно, чтобы видимые глазом угловые размеры изображений предметов были бы такими же, как и при непосредственном наблюдении этих предметов. Если рассматривать фотоснимок, помещая глаз точно в ту же точку, где был расположен объектив, это условие будет выполнено: из рис. 1б ясно, что мы будем видеть предметы на изображении под такими же углами, как и при непосредственном их наблюдении из той точки, где находился объектив фотоаппарата при съемке.
Итак, смотреть на снимок следует одним глазом, помещая его на расстоянии, равном фокусному расстоянию объектива. Тогда фотография будет производить естественное пространственное впечатление. При фокусных расстояниях 25 см и более это легко осуществить. У распространенных малоформатных фотокамер фокусное расстояние значительно меньше и составляет обычно около 5 см. В этом случае при рассматривании слайдов следует воспользоваться лупой (диаскопом), тогда и здесь сохранится правильное расстояние между глазом и изображением. При рассматривании n-кратно увеличенных по сравнению с негативом фотоснимков для сохранения естественной перспективы расстояние между глазом и снимком должно быть в п раз больше фокусного расстояния объектива. В большой аудитории, например в кинозале, это условие выполняется лишь для немногих мест.
рис.2
При рассматривании одним глазом с неправильного расстояния фотография дает пространственное впечатление, но с искаженной перспективой. При слишком близком расстоянии глубина снимка будет казаться уменьшенной, а при слишком большом — увеличенной. Это искажение перспективы поясняет рис. 2. Во всех трех случаях с разных расстояний рассматривается один и тот же снимок, поэтому положение любых точек изображения, например точек $A^{ \prime}$ и $B^{ \prime}$, соответствующих вершинам фонарей, одинаково. Рис. 2а соответствует правильному положению глаза и, следовательно, неискаженной перспективе. При рассматривании снимка с меньшего расстояния (рис. 2б) дистанция между фонарями кажется уменьшенной. При рассматривании с большего расстояния (рис. 2в) картина кажется растянутой в глубину.
Искажение продольной перспективы особенно бросается в глаза при наблюдении в зрительную трубу или бинокль. Хотя в бинокль мы видим объемное изображение, в глубину все предметы и расстояния кажутся нам укороченными. Объектив зрительной трубы создает в фокальной плоскости действительное изображение, которое затем рассматривается глазом через окуляр. Окуляр при этом действует как лупа, позволяя приблизить глаз к изображению и тем самым увеличивая угол зрения. Но увеличение угла зрения, как видно из рис. 2б, приводит к кажущемуся уменьшению глубины. Видеть в трубу неискаженную перспективу можно только тогда, когда труба не изменяет угол зрения. Но это соответствует увеличению, равному единице. Если зрительная труба дает увеличение, то искажение перспективы неизбежно.
Еще большее впечатление производит обратный опыт. Если смотреть в бинокль или трубу, направив на предмет не объектив, а окуляр, то протяженность предмета в глубину нам кажется забавно увеличенной.
