Оптическая голография - Априль Ж.
Скачать (прямая ссылка):
10.14.2. Фотограмметрия компактных объектов
Для начала будет полезно отметить основные различия между мнимым голографическим изображением и фотограмметрической стереомоделью. В стереофотограмметрии субъективно воспринимаемая трехмерная модель образуется пересечением двух сопряженных пучков лучей, исходящих из сопряженных изображений взаимно ориентированных фотографических стереопар. Эта субъективно воспринимаемая модель есть не что иное, как стереомодель. Даже такая стереомодель, будучи воспринятой глазом, дает всего лишь одну фиксированную перспективу объекта. Наоборот, мнимое изображение, восстановленное с голограммы, представляет собой истинное трехмерное изображение и содержит все монокулярные параллаксы, которые имел реальный исходный объект. Число различимых перспектив ограничивается только апертурой голограммы, на которой записано,рассеянное объектом поле.
Методология извлечения достоверной количественной информации из фотограмметрических стереомоделей хорошо отработана; такой же самый подход используется и для получения количественной информации из голографических мнимых изображений Значительные исследования проводились по установлению reo- 680 Гл.г 10. Области применения _
метрической точности восстановленных изображений; результаты этих исследований изложены в работах [4, 8].
Геометрическая точность в большой степени зависит от того, насколько одинаковыми являются геометрии схем записи голограммы и восстановления голограммы. Самосветящаяся точка, связанная с устройством для измерения координат xyz и совмещенная с пространством мнимого изображения, восстанавливаемого с голограммы, используется как измерительная метка для обмера восстановленного изображения. На рис. 1 показана одна из систем
Рис. 1. Положение мнимого изображения (вид в плане) в системе для измерения геометрических параметров объекта.
такого типа Самосветящаяся точка представляет собой торец оптического стекловолокна, прикрепленного к измерительной системе самописца А7. Во время измерений плавающая точка совмещается с исследуемой точкой изображения; при этом координата плавающей точки дает координату точки изображения Перемещая плавающую точку в одной плоскости, можно получать контуры и профили объекта и строить соответствующие кривые. На рис. 2,а в качестве примера приведена топограмма рельефа зубной коронки.
Точность измерения координат точки, которая в свою очередь определяет точность и разрешение для контуров, зависит от таких факторов, как контраст между изображением и измерительной меткой, распознаваемость изображения (способность указать знак кривизны поверхности), увеличение оптической системы и условия ПІфІІІ і о
12 3 4 5
CM
6
2 —
З —
4 —
6 —
8 —
Интервал между контурными линиями 2 мм
Сечение A-A а
NB-jZ
22 *
rv I Плохо 7 !определенный
Рис. 2. а — топограмма зубной корон- х7
ки; б - получение контуров при монокулярном исследовании при движе- Контурная жтя (12 мм, наблюдение нии' справа налево (сплошная кривая) толькс одтм zna30t^ и слева направо (штриховая кривая). 6 682 Гл. 110. Области применения
наблюдения ви время работы. Кроме того, наличие спеклов в мнимом изображении непосредственно влияет на получаемое при обработке разрешение. Очень трудно установить однозначно число, которое определяет точность измерения координаты точки, восстановленной с голограммы. Точность зависит также от оператора, проводящего измерения. Из многих экспериментов следует, что стандартное отклонение при измерении координат точки равно
аху=0,025 мм и ст2=0,075 мм,
где оху — отклонение в плоскости, параллельной голограмме, а аг — отклонение в направлении, перпендикулярном голограмме (вглубь).
Прямое голографирование открывает уникальные возможности в фотограмметрии компактных объектов. Глубина резкости восстановленного мнимого изображения зависит лишь от параметров используемого когерентного излучения, и ею можно управлять в соответствии с рассматриваемой задачей. В стереофотографии с целью получения большой глубины резкости прибегают к компромиссу, теряя в разрешении. Множество перспектив голографического изображения облегчает измерение координат точки, увеличивает точность и делает процедуру измерения менее утомительной. Эту операцию может выполнить даже человек с монокулярным 'зрением, что было бы невозможно в стереофотограмметрии. На рис. 2,6 приведен пример получения контуров при монокулярном зрении. Однако голография имеет свои собственные ограничения. Если фотограмметрия, проводимая с помощью стереофотографии, не имеет ограничений на размер исследуемого объекта, то геометрические и физические аспекты голографии вместе с требованием к когерентному освещению накладывают определенные ограничения на размер объекта. При измерениях голографического мнимого изображения используется масштаб лишь один к одному и нельзя добиться увеличения, не исказив при этом восстановленное изображение. В этом смысле стереофотограмметрия имеет определенные преимущества перед непосредственным голографированием. Однако способность регистрировать и обмерять трехмерные объекты без нарушения масштаба открывает новые возможности и делает голографию ценным дополнением к фотограмметрии компактных объектов. Курц и др. [7], а также Микэйл и др. [8] сделали хороший обзор работ, выполненных на эту тему.
