?

Log in

No account? Create an account

ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО КОНТИНИУМА

фотография и компьютерное искусство


Previous Entry Share Next Entry
Чем снимать под водой, над водой и между водой. Конструирую кастомный сферический порт.
Willyam Bradberry фотография
vitaly_sokol
Задачи по созданию прототипа сферического порта из акрила / оптического стекла под конкретную связку "аквабокс-объектив".

На данный момент составил приблизительную схему, подогнав чертёж (из спецификации) под реальные размеры,
сделав контурную обводку и просто измерив то, что получилось в результате проекции.

Dome port for LiquidEye 1795 housing with canon 15mm 2.8 lens

Нужен совет - где лучше всего сделать чертёж и сразу измерить всё, что получится?

---

1. Точное измерение РАДИУСА кривизны внешней линзы объектива ("d" - на схеме центральная пунктирная окружность ~158мм) .
В спецификациях этого нигде не указано, либо я просто плохо искал.

В любом случае объектив на руках, нужно придумать способ его измерить не нанося механических повреждений.

Навскиду вижу простейший способ - вдавить объектив в теплый размягчённый парафин, который потом придётся удалять с поверхности.
Далее не составит труда перенести реальные размеры на плоскость/бумагу.

подзадача - найти материал более подходящий чем первый пришедший в голову - парафин, чтобы не осталось следов на поверхности и легко

снималось.
Силикон?
Нужен совет: что на сегодня есть в доступности?


---

2. Определиться с материалом (пластикПофигЛюбой?) посадочного кольца (b,c), где нужна матовая поглощающая свет поверхность во избежание паразитных

отражений на снимках
и способом соединения оптической (акриловой) части с ним.

Дихлорэтан?

---

3. Определиться с толщиной оптического элемента.
Для начала это будет 3мм (тоненько, ага),
для уменшения оптических искажений, минимального вмешательства в оптическую цепочку,
и в силу того, что максимальная глубина погружения не будет превышать 5-10 метров. На самом деле там нижний потолок 3-6 метров, фридайвинг и сплиты,

никакого суперэкстрима для начала, но небольшой запас хочется иметь, вдруг акула появится, захочется к ней поближе подплыть.

В перспективе для оптического стекла и акрила толщину довести до 8мм.

Может быть имеет смысл стартовать сразу с 5мм и плясать от него?

---

Из-за ограничений по высоте всё будет упираться в толщину посадочного кольца-хорды для линзы порта.
В запасе есть 10мм, т.е. от края байонета порта до начала кадра, где собственно объектив начинает "видеть".
Т.е. если больше чем 10мм - получаем виньетирование.
(что делать, какие варианты?)

-------
Предварительные тесты-прикидки:

Canon 15mm 2,8 до начала кадра имеем в запасе 10мм, измерил штангенциркулем на реальном физическом объекте.
Measured Dimensions for LiquidEye 1795 housing with canon 15mm 2.8 lens

Canon 20mm 2.8
Measured Dimensions for LiquidEye 1795 housing with canon 20mm 2.8 lens

Sigma 15mm 2.8
Measured Dimensions for LiquidEye 1795 housing with sigma 15mm 2.8 lens

-----

Что неясно:

1. Необходимость соблюдения параллельности внешней линзы и линзы порта, для этого нужно точно расчитать их радиусы(кривизны)=>диаметры от которого будет плясать расстояние между линзой и портом.

Неясно как проводить реальные тесты.
Вклеить сферу внутрь аквариума и налить туда воды?
Затем что?

Собственно для зум-объективов с перемещающейся внешней группой линз эта задача не имеет смысла,
и можно отталкиваться от принятой в широких кругах концепции "и так сойдёт", но у меня вполне конкретный фикс "Canon 15мм f2,8",
который я считаю ЛУЧШИМ объективом в моей практике и некая профессионально-деформированная планка качества.

На данный момент в силу ограничений размеров для предварительных тестов будет использоваться объектив 20мм (у него запас побольше) и слегка

кастомизированный порт, без подгонки и расчётов.

...продолжение следует.

Posts from This Journal by “hardware” Tag


  • 1
"Необходимость соблюдения параллельности внешней линзы и линзы порта, для этого нужно точно расчитать их радиусы(кривизны)=>диаметры от которого будет плясать расстояние между линзой и портом"
Не паралельность передней линзе нужна, а мениск(это так называют выпукло-вогнутую линзу) порта должен быть концентричен центру входного зрачка объектива. Входной зрачок - это виртуальная дырка в пространстве через которую проходят все лучи образующие изображение. Если объяснять на пальцах, то это диафрагма которую видно спереди, а поскольку линзы искажают предметы, то видим мы ее не в реальном месте, а смещеной в простарнстве. Вот это видимое положение диафрагмы и есть входной зрачок. Он может находиться и сразу за первой линзой(у шириков),а может быть и сзади, вообще за камерой(у телевиков).
Так вот, концентрический порт нужно ставить так, чтобы пучки света проходили его по радиусу, так будут минимальные искажения.

" Точное измерение РАДИУСА кривизны внешней линзы объектива ("d" - на схеме центральная пунктирная окружность ~158мм) .
В спецификациях этого нигде не указано, либо я просто плохо искал"
Сооствественно, эта задача вообще не стоит, достаточно посто убедиться что линза не касается порта.

Если порт ставится на байонет и каждый раз встает в одном и том же положении, то лучше еще одевать снаружи на иллюминатор черный пластиковый/резновый колпак с прямоугольным отврестием соотвествующим полю зрения объектива, такая бленда гораздо лучше защищает от переотражений внтури стекла.

Edited at 2016-06-17 09:31 am (UTC)

Со входного зрачка, именуемого на форумах нодальной точкой я и начал свои поиски.

42мм от байонета он лежит. Чуть на первом вогнутом кольце от передней линзы.

В результате пришёл (предварительно) к тому, что надо делать параллельный передней поверхности линзы объектива порт, для начала. У порта не линза же, ничего никуда не преломляет, не фокусирует и не собирает, потому как внешняя и внутренняя стенки параллельные, луч вошёл - преломился, вышел - преломился обратно.

Хм... тот ещё переходник, вода-акрил-воздух-стекло.

Соотв. ничего никуда собирать-искажать не нужно, нужно "передать" копию виртуальной картинки из внешней среды.

Как если бы отделить тонкую пленку линзы и расширить её радиус, не меняя при этом толщину стекла.

Эт всё теория.

Самое важное для меня во всём этом, это то, что придётся делать тестовую площадку.


Edited at 2016-06-17 10:53 am (UTC)

Ух ты! Очумелые ручки прям))
а можно поинтересоваться о причине конструирования
не существует готовых портов? не устраивает что-то в уже созданных?

Под мою линзу не, не существует связки "LiquidEye+15mm"
Они делают четыре сферических порта, среди которых нужный мне диаметр 16 и 22 см находятся выше пределов толщины. Т.е. объектив прячется в дыру, а надо чтобы торчал НАД площадкой.

А для тестов качества, можно просто окунуть сферу в воду так чтобы внутрь не попала вода, она даже будет возможно плавать. Ну или взять фанерку с отврестиев чуть меньше сферы и поставить на аквариум, в отверстие свисает сфера, сверху камера на штативе. Двигая фанерку в стороны добиваемся центрирования, двигая камеру регулируем осевое растояние. Потом смотрим что получилось, меряем линеечкой зазор, токарь точит оправу.

Интересно, вот у меня экшн камера Sony X1000V, у который объектив это сверхширик с бочкой, фиксированный на гиперфокале. У неё в штатном боксе параллельный линзе выпуклый порт, но он годится только для съёмки на воздухе, т.к. под водой всё нафиг размыто в ноль, и специально к боксу продаётся сменная дверца с лопухом из плоского стекла, чтоб всё чётко было под водой. Т.е. не смотря на параллельность, выпуклое стекло под водой работает как линза и смещает точку фокуса куда-то ещё. Т.е. получается надо проверять хватит-ли диапазона фокусировки объектива, чтоб в желаемых расстояниях фокусироваться. И зависит-ли это только от расстояния порта до передней линзы. Может придётся делать немого другой изгиб, в нужную сторону... изучив все эти оптические законы? =)

In general, one must use a wide angle lens to accomplish these shots. With a wide angle lens, you need a dome port on the housing to maintain the angle of view of the lens and to reduce distortion at the edges of the frame. Here's the problem: while a dome port has no major optical effects on the image above water, its spherical shape underwater acts like a negative lens, making objects appear to your camera as if they are significantly closer than they really are. For this reason, to use a lens behind a dome port requires that the lens be able to focus closer than roughly 4 times the radius of the curvature of the dome*. On a typical 8" dome port (radius=4"), the lens must be able to focus closer than 16". Since many lenses can't focus this close, use of a +2 diopter accessory "close up" lens is sometimes required.

а зачем ему сфера на воздухе?

Да, под водой нужна корекция фокуса, в сторону ближних дистанций. Обычно шкалы хватает, потому что у шириков ближний предел чуть ли не на 15см.

Самое простое все таки взять готовые размеры с любой подходящей сферы. 180-200мм наверное многовато для такого бокса. По этому бери что-то вроде Athena-овских 160-170мм.
Как взять внешний размер и кривизну: вдавшиваешь сферу во что-то типа полимерной глины. Ждешь чтобы подсохло. Разрезаешь пополам. Внутренний радиус - это внешний радиус сферы. Внутренний так делать не очень, но можно по фрагменту и внешнему радиусу определить.

Расстояния от от байонета и радиус объектива вообще не важны для сферы. Расстояние нужно только для "стакана" уже. И опять таки все размеры ( расстояние от оси камеры до сферы) надо мерить по прототипу порта и бокса к нему, а потом вычитать расстояния в твоем боксе.

У нас я слышал Павел Колпаков пробовал наладить выпуск сфер под любые размеры из оптического стекла. Станок вроде есть. Чем дело закончилось не знаю.

Ну я так и собирался с тёплым парафином сделать, потом разрезать и отпечатать на бумаге, Алексей Стойда посоветовал пленку проложить пищевую, так что те же яйца только в профиль.

Я краем уха слышал про формовой силикон, который следов не оставляет.

Внутренний радиус линзы объектива? Там хитрожопая линза, с очень маленьким радиусом, раз в 5 на глазок меньше чем внешняя поверхность. Вот синеньким выделил




Edited at 2016-06-20 08:17 am (UTC)

Не, линза объектива тебе вообще не нужна. Это все за тебя посчитали разработчики оригинального порта из той же Athena. Но есть ли уверенность что внешняя и внутренняя сторона порта строго параллельны, как на твоем рисунке? Порт все таки это линза и не факт что простая.

Тоже ломал голову как рассчитать радиус сферы.
но для Canon 17-40/4L
а у него передняя линза асферическая... (центральная часть линзы более плоская)
В результате долгих раздумий пришел к такому методу:
для каждого конкретного объектива мы знаем угол поля зрения, размеры, и грубину (или высоту) залегания относительно плоскости порта. А также диаметр порта.
Рисуем этот угол поля зрения. помещаем в него, перпендикулярно биссектрисе, отрезок, равный диаметру входной (передней) линзы объектива, так, чтобы концы отрезка лежали на линиях, ограничивающих угол зрения.за этим отрезком.
Перед (есди смотреть В объектив) линзой , на расстоянии равном глубине залегания относительно плоскости порта, также рисуем торезок, равный внешнему диамерту порта.
От края порта рисуем окружность с центром в точке, из которой расходятся лучи угла зрения.
Картинка в коммент не вставляется.... ((
разместил у себя в блоге пока.

другая проблема - где изготовить такую сферу....
Все, что штучная работа из пластика - делается методом выдувания разогретого акрила.
а это херня. геометрия не держится, не обеспечивается пралельность поверхностей (в центре тоньше = рассеивающая линза)к тому же на просвет просто видны локальные искажения там, где неоднородность пластика.
Есть вариант заказать из оптического стекла, с просветлениями и водооталкивающим слоем,
но стоит это ооочень и ооочень.
Причем на вопрос: а из акрила точите линзы? Был дан резонный ответ, что стоимость материала не даст драматической разницы..

Спасибо!


Интересно, куда сходятся линии на этой картинки?

В обсуждениях проблемы народ либо сходится в том, что "забить на кривизну радиуса порта" и просто расчитать общую нодальную точку, она же "входной зрачок", совместить их и плясать. К чему я собсно тоже склоняюсь, почему, об этом ниже.

Второй вариант - соблюдения параллельности внешней линзы и портом.
Но!
В случае с портом мы получаем плоско-вогнутую линзу, в которой сам порт будет играть роль задней стенки. А роль самой линзы будет выполнять вода.
Для пресной воды IOR=1.333 для стекла IOR=1.45, поэтому тоже не всё прямолинейно будет.

Остаётся придумать конструкцию, в которой буду делать тесты.

  • 1