Câmp de vizualizare - Field of view

FOV ambii ochi

FOV vertical

Unghiul de vedere poate fi măsurat orizontal, vertical sau diagonal.

Un 360 de grade panoramă a Căii Lactee , la Very Large Telescope . O astfel de panoramă arată întregul câmp vizual (FOV) al telescopului într-o singură imagine. În imagine, Calea Lactee apare ca un arc de stele care se întinde de la orizont la orizont, cu două fluxuri de stele aparent în cascadă ca cascade.

Câmpul de vizualizare ( FOV ) este întinderea lumii observabile care este văzută la un moment dat. În cazul instrumentelor optice sau al senzorilor, este un unghi solid prin care un detector este sensibil la radiațiile electromagnetice .

Oameni și animale

În contextul viziunii umane și primate, termenul „câmp vizual” este de obicei folosit doar în sensul unei restricții la ceea ce este vizibil de către aparatele externe, cum ar fi atunci când poartă ochelari sau ochelari de realitate virtuală . Rețineți că mișcările ochilor sunt permise în definiție, dar nu schimbă câmpul vizual atunci când sunt înțelese astfel.

Dacă se folosește analogia retinei ochiului care funcționează ca senzor, conceptul corespunzător în viziunea umană (și o mare parte din viziunea animală) este câmpul vizual . Este definit ca „numărul de grade de unghi vizual în timpul fixării stabile a ochilor”. Rețineți că mișcările ochilor sunt excluse în definiția câmpului vizual. Diferite animale au câmpuri vizuale diferite, în funcție, printre altele, de așezarea ochilor. Oamenii au un arc orizontal ușor peste 210 grade orientat spre înainte al câmpului lor vizual (adică fără mișcări ale ochilor), (cu mișcări ale ochilor incluse este puțin mai mare, deoarece puteți încerca singuri dând un deget în lateral), în timp ce unele păsări au un câmp vizual complet sau aproape complet de 360 ​​de grade. Gama verticală a câmpului vizual la oameni este de aproximativ 150 de grade.

Gama abilităților vizuale nu este uniformă în câmpul vizual și implicit FoV și variază între specii . De exemplu, viziunea binoculară , care stă la baza stereopsiei și este importantă pentru percepția adâncimii , acoperă 114 grade (orizontal) din câmpul vizual la om; restul de 40 de grade periferice de pe fiecare parte nu au viziune binoculară (deoarece doar un singur ochi poate vedea acele părți ale câmpului vizual). Unele păsări au o viziune binoculară redusă între 10 și 20 de grade.

În mod similar, viziunea culorilor și capacitatea de a percepe forma și mișcarea variază în câmpul vizual; la om, viziunea culorii și percepția formei sunt concentrate în centrul câmpului vizual, în timp ce percepția mișcării este doar ușor redusă în periferie și are astfel un avantaj relativ acolo. Baza fiziologică pentru aceasta constă în concentrația mult mai mare de celule conice sensibile la culoare și celule ganglionare retiniene parvocelulare sensibile la culoare în fovea - regiunea centrală a retinei, împreună cu o reprezentare mai mare în cortexul vizual - în comparație cu cea mai mare concentrația de celule de tijă insensibile la culoare și celule ganglionare retiniene magnocelulare sensibile la mișcare în periferia vizuală și reprezentare corticală mai mică. Deoarece celulele cu tije necesită mult mai puțină lumină pentru a fi activate, rezultatul acestei distribuții este că viziunea periferică este mult mai sensibilă noaptea față de viziunea foveală (sensibilitatea este cea mai mare la aproximativ 20 de grade excentricitate).

Conversii

Multe instrumente optice, în special binocluri sau lunete de observare, sunt publicitate cu câmpul lor vizual specificat în unul din cele două moduri: câmp vizual unghiular și câmp vizual liniar. Câmpul vizual unghiular este de obicei specificat în grade, în timp ce câmpul vizual liniar este un raport de lungimi. De exemplu, binoclurile cu un câmp vizual de 5,8 grade (unghiular) ar putea fi promovate ca având un câmp vizual (liniar) de 102 mm pe metru. Atâta timp cât FOV este mai mic de aproximativ 10 grade sau cam asa ceva, următoarele formule de aproximare permit conversia între câmpul vizual liniar și unghiular. Fie câmpul vizual unghiular în grade. Fie câmpul vizual liniar în milimetri pe metru. Apoi, folosind aproximarea cu unghi mic : ${\ displaystyle A}$${\ displaystyle M}$

${\ displaystyle A \ approx {360 ^ {\ circ} \ over 2 \ pi} \ cdot {M \ over 1000} \ approx 0,0573 \ times M}$

${\ displaystyle M \ approx {2 \ pi \ cdot 1000 \ over 360 ^ {\ circ}} \ cdot A \ approx 17.45 \ times A}$

Viziunea automată

În viziunea automată , distanța focală a obiectivului și dimensiunea senzorului de imagine stabilesc relația fixă ​​dintre câmpul vizual și distanța de lucru. Câmpul vizual este zona de inspecție capturată pe imagerul camerei. Dimensiunea câmpului vizual și dimensiunea imaginii aparatului foto afectează direct rezoluția imaginii (un factor determinant al acurateței). Distanța de lucru este distanța dintre partea din spate a obiectivului și obiectul țintă.

Tomografie

În tomografia computerizată ( imaginea CT abdominală ), câmpul vizual (FOV) înmulțit cu intervalul de scanare creează un volum de voxeli .

În tomografie , câmpul vizual este aria fiecărei tomograme. De exemplu , în tomografia computerizată , un volum de voxeli poate fi creat din astfel de tomograme prin fuzionarea mai multor felii de-a lungul intervalului de scanare.

Teledetecție

În teledetecție , unghiul solid prin care un element detector (un senzor de pixeli) este sensibil la radiații electromagnetice în orice moment, se numește câmp de vedere instantaneu sau IFOV. O măsură a rezoluției spațiale a unui sistem de imagine de teledetecție, este adesea exprimată ca dimensiuni ale suprafeței vizibile a solului, pentru o anumită altitudine cunoscută a senzorului . Single pixel IFOV este strâns legată de conceptul de dimensiune rezolvat pixel , distanța la sol rezolvată , distanța probei la sol și funcția de transfer a modulației .

Astronomie

În astronomie , câmpul vizual este de obicei exprimat ca o zonă unghiulară privită de instrument, în grade pătrate , sau pentru instrumentele cu mărire mai mare, în arc-minute pătrate . Pentru referință, canalul cu câmp larg pe camera avansată pentru sondaje de pe telescopul spațial Hubble are un câmp vizual de 10 minute arc-minute, iar canalul de înaltă rezoluție al aceluiași instrument are un câmp vizual de 0,15 mp arc- minute. Telescoapele de inspecție la sol au câmpuri vizuale mult mai largi. Plăcile fotografice utilizate de Telescopul Schmidt din Marea Britanie aveau un câmp vizual de 30 de grade pătrați. Telescopul Pan-STARRS de 1,8 m (71 in) , cu cea mai avansată cameră digitală de până acum, are un câmp vizual de 7 grade pătrați. În infraroșul apropiat WFCAM de pe UKIRT are un câmp vizual de 0,2 grade pătrate, iar telescopul VISTA are un câmp vizual de 0,6 grade pătrate. Până de curând, camerele digitale puteau acoperi doar un câmp vizual mic comparativ cu plăcile fotografice , deși depășeau plăcile fotografice în eficiență cuantică , liniaritate și interval dinamic, precum și mult mai ușor de prelucrat.

Fotografie

În fotografie, câmpul vizual este acea parte a lumii care este vizibilă prin intermediul camerei la o anumită poziție și orientare în spațiu; obiectele din afara FOV când fotografia este făcută nu sunt înregistrate în fotografie. Cel mai adesea este exprimat ca dimensiunea unghiulară a conului de vedere, ca un unghi de vedere . Pentru un obiectiv normal, câmpul vizual diagonal (sau orizontal sau vertical) poate fi calculat ca:

${\ displaystyle \ mathrm {FOV} = 2 \ times \ arctan \ left ({\ frac {\ text {dimensiunea senzorului}} {2f}} \ right)}$

unde este distanța focală , aici dimensiunea senzorului și sunt în aceeași unitate de lungime, FOV este în radiani. ${\ displaystyle f}$${\ displaystyle f}$

Microscopie

Diametrul câmpului vizual în microscopie

În microscopie, câmpul vizual la putere mare (de obicei o mărire de 400 de ori atunci când se face referire în lucrări științifice) se numește câmp de mare putere și este utilizat ca punct de referință pentru diferite scheme de clasificare.

Pentru un obiectiv cu mărire , FOV este legat de numărul câmpului (FN) de ${\ displaystyle m}$

${\ displaystyle FOV = {\ frac {FN} {m}}}$,

dacă în sistem sunt utilizate alte lentile de mărire (în plus față de obiectiv), se utilizează totalul proiecției. ${\ displaystyle m}$

Jocuri video

Câmpul vizual din jocurile video se referă la câmpul vizual al camerei care privește lumea jocului, care depinde de metoda de scalare utilizată.

Vezi si

Referințe