Александр М. Иглицкий
twoector@mail.ru
Проектор, повышающий контраст изображения
Каждому, кто имел дело с фотографией,
известно, сколько огорчений доставляет слишком бледный негатив - вроде бы
все есть, но использовать нельзя. Ниже описывается проекционное устройство,
позволяющее как бы возвести в квадрат (в арифметической мере) или удвоить
(в логарифмической) контраст получаемого изображения.
Основная идея конструкции может быть пояснена
простейшим экспериментом. Если взять бледный кадр фотопленки и положить его
на лист белой бумаги (эмульсией вниз - это существенно), то лучше он от
этого не станет. Но если его сверху плотно прижать стеклом, на глазах
произойдет чудо - кадр станет гораздо темнее и контрастнее, чем был.
Стоит ослабить нажим - все пропадет.
Причина совершенно очевидна. При наличии
"отражающего слоя" как бы удваивается толщина эмульсии - этим и
объясняется наблюдаемый эффект. Впрочем, явление это давно известно.
Вспомним, что от фотобумаги (да и от обыкновенной бумаги в
высококачественной полиграфии) всегда требуется максимальная белизна.
Но к обычным фотопленкам подобная идея
неприменима. Эмульсия, как известно, "неприкасаема", а указанный
эффект возникает только при непосредственном контакте с отражающим слоем.
Однако можно построить оптическую систему,
осуществляющую "дистанционное" отражение с теми же свойствами, как
и непосредственное. Ниже описывается один из вариантов такого рода конструкции.
В отличие от обыкновенных проекторов источник
света и проекционный объектив находятся с одной и той же стороны (проще
всего считать, что полупрозрачное зеркало помещает изображение источника
света в зрачок объектива). Позади пленки расположен дополнительный объектив
и уголковый отражатель (состоящий из трех взаимно перпендикулярных плоских
зеркал). Пленка находится в фокальной плоскости дополнительного объектва, а
вершина отражателя - в той точке, где им создается изображение источника света.
Свет в такой оптической системе
распространяется следующим образом. Световые лучи, проходящие через одну и
ту же точку проецируемого изображения, образуют конус с вершиной в этой
точке. Расходящийся пучок света падает на дополнительный объектив и после
прохождения объектива становиться параллельным (так как пленка расположена
в его фокальной плоскости). Каждый из таких пучков после отражения от трех
поверхностей уголкового отражателя остается параллельным и имеет то же
направление, но распространяется в противоположную сторону - от отражателя
к дополнительному объективу. После повторного прохождения дополнительного
объектива пучок становится сходящимся и проходит через ту же точку, через
которую проходил исходный расходящийся пучок. Далее свет распространяется
точно так же, как и в обычном проекторе.
Очевидным недостатком является то, что
использование полупрозрачного зеркала приводит к потере как минимум 3/4
светового потока. Но конструкция допускает своеобразный "перекос"
устраняющий этот недостаток. Расположение элементов легко вычисляется
с помощью известных формул геометрической оптики.
В описанном устройстве оборачивающая система,
обеспечивающая двукратное прохождение каждого светового луча через каждую
точку проецируемого оригинала, состоит из объектива и уголкового отражателя.
Это не является необходимым - при желании конструкцию с теми же свойствами
можно построить и из других известных в оптике элементов. Точно так же,
используя более сложные конструкции, можно добиться не двукратного, а
многократного прохождения света указанным способом (если только сложность
не приведет к эффекту "умножения ошибок"). По-видимому,
описанная конструкция является наиболее простой в реализации, а удвоения
контраста вполне достаточно для большинства случаев.
того же автора |
того же автора |