Zorné pole - Field of view

FOV oběma očima
Vertikální FOV
Úhel pohledu lze měřit vodorovně, svisle nebo diagonálně.
360 ° panorama z Mléčné dráhy na VLT . Takové panorama ukazuje celé zorné pole (FOV) dalekohledu na jediném obrázku. Na obrázku se Mléčná dráha jeví jako oblouk hvězd překlenujících horizont od horizontu se dvěma proudy hvězd, které se zdánlivě kaskádují dolů jako vodopády.

Zorné pole ( FoV ) je rozsah pozorovatelného světě, který je vidět v každém okamžiku. V případě optických přístrojů nebo senzorů se jedná o pevný úhel, přes který je detektor citlivý na elektromagnetické záření .

Lidé a zvířata

V kontextu vidění člověka a primáta se výraz „zorné pole“ obvykle používá pouze ve smyslu omezení toho, co je viditelné vnějším zařízením, například když nosíte brýle nebo brýle pro virtuální realitu . Pohyby očí jsou v definici povoleny, ale nemění zorné pole, pokud jsou chápány tímto způsobem.

Pokud se vychází z analogie oční sítnice fungující jako senzor, je v lidském (a velké části zvířecího vidění) odpovídajícím pojmem zorné pole . Je definována jako „počet stupňů zorného úhlu během stabilní fixace očí“. Pohyby očí jsou z definice zorného pole vyloučeny. Různá zvířata mají různá zorná pole, mimo jiné v závislosti na umístění očí. Lidé mají o něco více než 210 stupňů horizontální oblouk zorného pole směřující dopředu (tj. Bez pohybů očí) (včetně pohybů očí je o něco větší, jak můžete sami vyzkoušet třesením prstu na boku), zatímco někteří ptáci mají úplné nebo téměř úplné 360stupňové zorné pole. Svislý rozsah zorného pole u lidí je kolem 150 stupňů.

Rozsah zrakových schopností není v celém zorném poli, a tím i ve FoV, jednotný, a liší se mezi druhy . Například binokulární vidění , které je základem stereopse a je důležité pro vnímání hloubky , pokrývá u člověka 114 stupňů (horizontálně) zorného pole; zbývajících periferních 40 stupňů na každé straně nemá binokulární vidění (protože tyto části zorného pole vidí pouze jedno oko ). Někteří ptáci mají mizivé 10 až 20 stupňů binokulárního vidění.

Podobně se barevné vidění a schopnost vnímat tvar a pohyb liší napříč zorným polem; u lidí je barevné vidění a vnímání forem soustředěno do středu zorného pole, zatímco pohybové vnímání je na periferii jen mírně sníženo, a má zde tedy relativní výhodu. Fyziologickým základem je mnohem vyšší koncentrace barevně citlivých kuželových buněk a barevně citlivých parvocelulárních gangliových buněk sítnice ve fovea -centrální oblasti sítnice, spolu s větším zastoupením ve zrakové kůře -ve srovnání s vyšší koncentrace tyčinkových buněk necitlivých na barvu a na pohyb citlivých magnocelulárních gangliových buněk sítnice ve vizuální periferii a menší kortikální reprezentace. Vzhledem k tomu, že tyčové buňky vyžadují k aktivaci podstatně méně světla, výsledkem této distribuce je dále to, že periferní vidění je v noci mnohem citlivější ve srovnání s foveálním viděním (citlivost je nejvyšší kolem 20 stupňů excentricity).

Konverze

Mnoho optických přístrojů, zejména dalekohledů nebo zaměřovačů , je inzerováno se svým zorným polem specifikovaným jedním ze dvou způsobů: úhlové zorné pole a lineární zorné pole. Úhlové zorné pole je obvykle zadáváno ve stupních, zatímco lineární zorné pole je poměr délek. Například dalekohled se zorným polem 5,8 stupně (úhlovým) může být inzerován s (lineárním) zorným polem 102 mm na metr. Dokud je zorný úhel menší než asi 10 stupňů, následující přibližné vzorce umožňují převádět mezi lineárním a úhlovým zorným polem. Nechť je úhlové zorné pole ve stupních. Nechť je lineární zorné pole v milimetrech na metr. Potom pomocí aproximace malým úhlem :

Strojové vidění

Při strojovém vidění ohnisková vzdálenost objektivu a velikost obrazového snímače nastavují pevný vztah mezi zorným polem a pracovní vzdáleností. Zorné pole je oblast inspekce zachycená na kameře kamery. Velikost zorného pole a velikost zobrazovače fotoaparátu přímo ovlivňují rozlišení obrazu (jeden určující faktor přesnosti). Pracovní vzdálenost je vzdálenost mezi zadní částí objektivu a cílovým předmětem.

Tomografie

V počítačové tomografii ( na obrázku břišní CT ) zorné pole (FOV) vynásobené rozsahem skenování vytváří objem voxelů .

V tomografii je zorným polem oblast každého tomogramu. Například v počítačové tomografii lze z takových tomogramů vytvořit svazek voxelů sloučením několika řezů podél rozsahu skenování.

Dálkový průzkum

V dálkovém snímání se plný úhel, přes který je detekční prvek (pixelový snímač) citlivý na elektromagnetické záření v libovolném okamžiku, nazývá okamžité zorné pole nebo IFOV. Míra prostorového rozlišení dálkového snímacího zobrazovacího systému je často vyjádřena jako rozměry viditelné pozemské oblasti pro známou nadmořskou výšku senzoru . Jeden pixel IFOV úzce souvisí s konceptem vyřešen velikostí pixelu , pozemní vyřešen vzdálenosti , pozemní vzorku vzdálenosti a modulační přenosové funkce .

Astronomie

V astronomii je zorné pole obvykle vyjádřeno jako úhlová oblast pozorovaná přístrojem ve stupních čtverečních nebo u nástrojů s vyšším zvětšením v minutách čtvercového oblouku . Wide Field Channel na Advanced Camera for Surveys na Hubble Space Telescope má zorné pole 10 čtverečních obloukových minut a kanál s vysokým rozlišením stejného nástroje má zorné pole 0,15 sq. Arc- minut. Pozemní průzkumné teleskopy mají mnohem širší zorné pole. Fotografické desky používané britským teleskopem Schmidt měly zorné pole 30 čtverečních stupňů. 1,8 m (71 palců) dalekohled Pan-STARRS s dosud nejpokročilejší digitální kamerou má zorné pole 7 čtverečních stupňů. V blízké infračervené oblasti má WFCAM na UKIRT zorné pole 0,2 čtverečních stupňů a dalekohled VISTA má zorné pole 0,6 čtverečních stupňů. Ve srovnání s fotografickými deskami dokázaly digitální fotoaparáty donedávna pokrýt pouze malé zorné pole , přestože fotografické desky porazily kvantovou účinností , linearitou a dynamickým rozsahem a jejich zpracování bylo mnohem snazší.

Fotografování

Ve fotografii je zorné pole ta část světa, která je viditelná kamerou v určité poloze a orientaci v prostoru; objekty mimo zorné pole při pořízení snímku nejsou na fotografii zaznamenány. Nejčastěji se vyjadřuje jako úhlová velikost zorného kužele, jako úhel pohledu . U normálního objektivu lze diagonální (nebo horizontální nebo vertikální) zorné pole vypočítat jako:

kde je ohnisková vzdálenost , zde velikost senzoru a jsou ve stejné jednotce délky, FOV je v radiánech.

Mikroskopie

Průměr zorného pole v mikroskopii

V mikroskopii se zorné pole s vysokým výkonem (obvykle 400násobné zvětšení, když se na něj odkazuje ve vědeckých článcích) nazývá pole s vysokým výkonem a používá se jako referenční bod pro různá klasifikační schémata.

U objektivu se zvětšením je zorné pole vztaženo k číslu pole (FN) o

,

pokud jsou v systému použity jiné zvětšovací čočky (kromě objektivu), použije se součet pro projekci.

Videohry

Zorné pole ve videohrách se týká zorného pole kamery při pohledu na herní svět, která závisí na použité metodě škálování.

Viz také

Reference