Synsfelt - Field of view

FOV begge øjne
Lodret FOV
Synsvinklen kan måles vandret, lodret eller diagonalt.
Et 360-graders panorama over Mælkevejen ved det meget store teleskop . Et sådant panorama viser hele teleskopets synsfelt (FOV) i et enkelt billede. På billedet fremstår Mælkevejen som en stjernebue, der spænder fra horisont til horisont med to stjernestrømme, der tilsyneladende kaskader ned som vandfald.

Den synsfeltet ( FoV ) er omfanget af den observerbare verden, der er set på et givent tidspunkt. For optiske instrumenter eller sensorer er det en solid vinkel, gennem hvilken en detektor er følsom over for elektromagnetisk stråling .

Mennesker og dyr

I forbindelse med menneskelig og primatisk vision bruges udtrykket "synsfelt" typisk kun i betydningen en begrænsning til, hvad der er synligt af eksterne apparater, f.eks. Når man bærer briller eller virtual reality -briller. Bemærk, at øjenbevægelser er tilladt i definitionen, men ændrer ikke synsfeltet, når det forstås på denne måde.

Hvis analogien af ​​øjets nethinde, der fungerer som en sensor, trækkes på, er det tilsvarende koncept i menneskeligt (og meget af dyrets syn) synsfeltet . Det er defineret som "antallet af grader af visuel vinkel under stabil fiksering af øjnene". Bemærk, at øjenbevægelser er udelukket i synsfeltets definition. Forskellige dyr har forskellige synsfelter, blandt andet afhængig af placeringen af ​​øjnene. Mennesker har en lidt over 210-graders fremadrettet vandret bue af deres synsfelt (dvs. uden øjenbevægelser), (med øjenbevægelser inkluderet er den lidt større, da du selv kan prøve ved at vrikke med en finger på siden), mens nogle fugle har et komplet eller næsten komplet 360-graders synsfelt. Det lodrette område af synsfeltet hos mennesker er omkring 150 grader.

Omfanget af visuelle evner er ikke ensartet på tværs af synsfeltet og implicit FoV og varierer mellem arter . For eksempel binokulært syn , som er grundlaget for stereopsis og er vigtig for dybde perception , dækker 114 grader (vandret) af synsfeltet hos mennesker; de resterende perifere 40 grader på hver side har ingen kikkert (fordi kun et øje kan se disse dele af synsfeltet). Nogle fugle har en sparsom 10 til 20 graders kikkert.

På samme måde varierer farvesyn og evnen til at opfatte form og bevægelse på tværs af synsfeltet; hos mennesker er farvesyn og formopfattelse koncentreret i midten af ​​synsfeltet, mens bevægelsesopfattelse kun er lidt reduceret i periferien og dermed har en relativ fordel der. Den fysiologiske basis for det er meget højere koncentration af farve-sensitive kegle celler og farve-sensitive parvocellulære retina-ganglieceller i fovea - det centrale område af nethinden, sammen med en større repræsentation i den visuelle cortex - i sammenligning med højere koncentration af farvefølsomme stavceller og bevægelsesfølsomme magnocellulære retinale ganglionceller i den visuelle periferi og mindre kortikal repræsentation. Da stangceller kræver betydeligt mindre lys for at blive aktiveret, er resultatet af denne fordeling yderligere, at perifert syn er meget mere følsomt om natten i forhold til foveal vision (følsomheden er højest ved omkring 20 grader excentricitet).

Konverteringer

Mange optiske instrumenter, især kikkert eller spotting scope, annonceres med deres synsfelt specificeret på en af ​​to måder: kantet synsfelt og lineært synsfelt. Vinklet synsfelt er typisk angivet i grader, mens lineært synsfelt er et forhold mellem længder. For eksempel kan en kikkert med et 5,8 graders (kantet) synsfelt blive annonceret for at have et (lineært) synsfelt på 102 mm pr. Meter. Så længe FOV er mindre end cirka 10 grader eller deromkring, giver de følgende tilnærmelsesformler mulighed for at konvertere mellem lineært og vinklet synsfelt. Lad være det kantede synsfelt i grader. Lad det lineære synsfelt være i millimeter pr. Meter. Brug derefter den lille vinkel-tilnærmelse :

Maskinsyn

I maskinsyn sætter objektivets brændvidde og billedsensors størrelse det faste forhold mellem synsfeltet og arbejdsafstanden. Synsfelt er det område af inspektionen, der er taget på kameraets billedkamera. Størrelsen på synsfeltet og størrelsen på kameraets billedkamera påvirker direkte billedopløsningen (en afgørende faktor i nøjagtigheden). Arbejdsafstand er afstanden mellem linsens bagside og målobjektet.

Tomografi

Ved computertomografi ( abdominal CT på billedet) skaber synsfeltet (FOV) ganget med scanningsområde et volumen voxler .

Ved tomografi er synsfeltet området for hvert tomogram. I for eksempel computertomografi , et volumen af voxels kan oprettes fra sådanne tomogrammer ved at flette flere skiver langs skanneområdet.

Fjernbetjening

Ved fjernmåling kaldes den solide vinkel, gennem hvilken et detektorelement (en pixelsensor) er følsom over for elektromagnetisk stråling til enhver tid, øjeblikkeligt synsfelt eller IFOV. Et mål for den rumlige opløsning af et fjernstyret billeddannelsessystem, det udtrykkes ofte som dimensioner af synligt grundareal for nogle kendte sensorhøjder . Enkelt pixel IFOV er tæt forbundet med konceptet for løst pixelstørrelse , jordopløst afstand , jordprøveafstand og moduleringsoverførselsfunktion .

Astronomi

I astronomi udtrykkes synsfeltet normalt som et vinkelområde set af instrumentet, i kvadratgrader eller ved højere forstørrelsesinstrumenter i kvadratiske bueminutter . Til reference har Wide Field-kanalen på det avancerede kamera til undersøgelserHubble-rumteleskopet et synsfelt på 10 kvm bue-minutter, og højopløsningskanalen for det samme instrument har et synsfelt på 0,15 kvadratbue- minutter. Jordbaserede undersøgelsesteleskoper har meget bredere synsfelt. De fotografiske plader, der blev brugt af det britiske Schmidt -teleskop, havde et synsfelt på 30 kvadratgrader. Det 1,8 m store Pan-STARRS- teleskop med det hidtil mest avancerede digitalkamera har et synsfelt på 7 kvadratgrader. I den nær infrarøde WFCAM på UKIRT har et synsfelt på 0,2 kvadratgrader, og VISTA- teleskopet har et synsfelt på 0,6 kvadratgrader. Indtil for nylig kunne digitale kameraer kun dække et lille synsfelt i forhold til fotografiske plader , selvom de slog fotografiske plader i kvanteeffektivitet , linearitet og dynamisk område, samt at være meget lettere at behandle.

Fotografering

I fotografering er synsfeltet den del af verden, der er synlig gennem kameraet på en bestemt position og orientering i rummet; genstande uden for FOV, når billedet er taget, optages ikke på fotografiet. Det udtrykkes oftest som vinkelstørrelsen på visningskeglen, som en synsvinkel . For en normal linse kan det diagonale (eller vandrette eller lodrette) synsfelt beregnes som:

hvor er brændvidden , her er sensorstørrelsen og er i samme længdeenhed, FOV i radianer.

Mikroskopi

Synsfeltdiameter i mikroskopi

I mikroskopi kaldes synsfeltet ved høj effekt (normalt en 400 gange forstørrelse, når der refereres i videnskabelige artikler) et højeffektfelt , og bruges som et referencepunkt for forskellige klassificeringsordninger.

For et mål med forstørrelse er FOV relateret til Field Number (FN) ved

,

hvis andre forstørrelseslinser bruges i systemet (ud over målet), bruges det samlede beløb for projektionen.

Computerspil

Synsfeltet i videospil refererer til kameraets synsfelt, der ser på spilverdenen, som er afhængig af den anvendte skaleringsmetode.

Se også

Referencer