Разрешение системы глаз-телескоп

[lx75]

Нашёл.
" Значение разрешающей способности глаза зависит от условий наблюдений и составляет, например, 2-3' при наблюдении изображений на экране, 1'- при наблюдении в обычные оптические приборы, а для отдельных наблюдателей при использовании высококачественных оптических приборов и дальномеров разрешающая способность достигает 30" и 10". Последнее объясняется большой чувствительностью глаза относительно поперечного смещения двух участков линии, что связано с мозаичным расположением колбочек"
Л. Г. Бебчук и др. Прикладная оптика 1988г. стр 168.

[oleg oleg]

Последнее это нониусный сдвиг и т.п., к разрешению в том смысле , к которому мы привыкли, отношения не имеет.

А первое - готов подтвердить! Т.к. определял разрешение своего глаза по экрану смартфона.
Мое разрешение составило :

решил повторить проверку разрешение глаза, при дневном зрачке, сел у окна ,
сделал дополнительные картинки (см. ниже),
результат :
1. две паралельные линии и две точки черные на белом ............ ~94" (c 35 см)
2. то же самое, но белые на черном ................................................. ~130" (c 25 см)

3. одинокая черная точка на белом фоне ....................................... ~32" ( c 53 см)
4. одинокая черная линия длиной 1 см............................................... ............ ~5.5" (с 3х метров)


Зрение корректировалось очками , примерно до единицы, не лучше. Зрение у меня -7 примерно в наилучшей коррекции (которую врачи не рекомендуют, но при которой я вижу все строки таблицы очень уверенно) , очки были -6.5

[Ernest]

Точные значения, которые преподносятся как единственно верные

Кем и где?

Вами. В вашей же статье.

Цитату не приведете?

[Ernest]

А вот собственные измерения можно только приветствовать!
Только надо их производить корректно и с фиксацией (или явным ограничением) диаметра зрачка наблюдателя.
"1. две паралельные линии и две точки черные на белом ............ ~94" (c 35 см)" -Это вы проверили разрешение в паре с проницанием.
"2. то же самое, но белые на черном ................................................. ~130" (c 25 см)" -Это уже ближе к тому что в оптике называют разрешением. И не так далеко от намеренного Максутовым.
"3. одинокая черная точка на белом фоне ....................................... ~32" ( c 53 см)" -Это не имеет отношения к разрешению. Разрешение - видимость раздельно повторяющегося образца (хотя бы двоения).
"4. одинокая черная линия длиной 1 см............................................... ............ ~5.5" (с 3х метров)" -Аналогично.

Наиболее релевантный метод - проверка по шпальным мирам максимального или заданного контраста. Предел разрешения вычисляется по первой мире, в которой направление линий уже не определяется. Особенность состоит в том что направления полос могут быть заметны и у более мелких мир, но это уже относится к "ложному разрешению" и не подлежит учету.

[oleg oleg]

Это не имеет отношения к разрешению. Разрешение - видимость раздельно повторяющегося образца (хотя бы двоения).
"4. одинокая черная линия длиной 1 см............................................... ............ ~5.5" (с 3х метров)" -Аналогично

Ага, различение. Оно скорей всего связано с разрешением через некоторый к-т, можно судить о возможностях глаза.

А вот при ламповом свете и зрачке 3мм (изм. по линейке) :

минимальный зрачок добывал светом лампы в глаз - получилось ~3мм , до дневного далековато
с таким зрачком имею :
Направление линий смартфонной решетки..... 90"-100" ( 31-35 см)
Подсчет линий с погрешностями могу осуществить......не лучше 120" (<27см)

Решетки имеются в виду такие , под размер экрана смартфона

и крупно они же
( или похожие) , один комплект сначала сделал не правильно, потом переделал. В первый раз с расстояниями немного ошибся.

Позже от этих квадратов совсем отказался в пользу двух линий и двух точек.

[oleg oleg]

Предел разрешения вычисляется по первой мире, в которой направление линий уже не определяется. Особенность состоит в том что направления полос могут быть заметны и у более мелких мир, но это уже относится к "ложному разрешению" и не подлежит учету.

Фразу не понял.
Направления полос и линий - это про разное?

[DeWynter]

Цитату не приведете?

Уже приводил ссылку на это здесь:
http://astro-talks.ru/forum/viewtopic.p ... 500#p90339

Напоминает старый анекдот: "Я уже и унитаз приносил, и жопу показывал, а туалетную бумагу все не дают!!!"

[lx75]

Сообщение выше очень сильно "РЕЖЕТ ГЛАЗ", хорошо бы удалить (или редактировать) его и моё за одно.
Наши сообщения показывают не только интересы, знания, но и уровень культуры общения.

[Ernest]

DeWynter, в этой теме вы отметились своим недовольством Максутовым. Типа приведенные им цифры объявляются в 1/6 суши единственно верными. Я и спрашиваю где, кем?
А вы плавно (хотя и через жопу) вернулись к моим рекомендациям по увеличениям, которые (1) не имеют отношения к обсуждаемому исследованию Максутова и, (2) которые мы уже обсуждали. Напишите и опубликуйте свои правильные рекомендации, вы вроде бы живете в свободной стране...

[Ernest]

Это не имеет отношения к разрешению. Разрешение - видимость раздельно повторяющегося образца (хотя бы двоения).
"4. одинокая черная линия длиной 1 см............................................... ............ ~5.5" (с 3х метров)" -Аналогично

Ага, различение.

"различение"? - в оптике не используют такой термин. Я бы сказал "обнаружение", "видимость", а для белых точек на темном фоне - "проницание"...
"Оно скорей всего связано с разрешением через некоторый к-т, можно судить о возможностях глаза." - да, конечно, как-то через контрастную чувствительность зрения и его дефекты оптики глаза.
" минимальный зрачок добывал светом лампы в глаз - получилось ~3мм , до дневного далековато" - сделайте визир с калиброванным отверстием
"Направление линий смартфонной решетки..... 90"-100" ( 31-35 см)" - "смартфонная решетка" это 5-шпальная мира?.. на темном фоне? Получилось лучше, чем с парой линий.
"Подсчет линий с погрешностями могу осуществить......не лучше 120" (<27см)" - зачем их считать?
"Позже от этих квадратов совсем отказался в пользу двух линий и двух точек" - напрасно, две линии и тем более точки дальше от стандартного теста на разрешение.
"Фразу не понял... Направления полос и линий - это про разное?" - направление линий/полос - одно и тоже. Фраза предостерегала от ловушки ложного "сверхразрешения"

[ёжик]

Да. А то я сразу бы побежал проверять зрачки.

Зрачки раньше проверяли только после того как атропина туда лошадиную дозу капали.

[niki3]

И сейчас капают.
С атропином у меня 9 мм.

[Билонг]

Под атропином хорошо очки для темноты (глубоких сумерок) подбирать. У меня тоже с ним зрачок разгоняется на пару мм шире, чем без него в почти полной темноте.

[Билонг]

В теме была упомянута таблица Сивцева, по ней определяют "Остроту зрения", не разрешение.

А острота зрения - это сколько в граммах или хотя бы толщинах волос с морды белого осла?
Факт тот, что размеры букв таблицы находятся в СТРОГО обратной пропорции к ейным же "процентам зрения". Т.е. между "процентами" и разрешением в единицах на угловую меру прямая зависимость. Далее, если для некоторых букв типа К не все так однозначно, то, скажем, буквы Ш и Е в том начертании - практически готовые миры. Угловой шаг между осевыми черных линий в условиях проверки составляет 2 минуты для 10й строки, или 100%, 1 минуту для 12й (200%), 4 минуты для 5й (50%) и т.д. Уж не знаю, что еще надо, если уже сказанное не доказывает прямую линейную связь разрешения и "табличной остроты". А раз есть линейная связь, есть и простой коэффициент этой связи.

[Билонг]

" Значение разрешающей способности глаза зависит от условий наблюдений и составляет, например, 2-3' при наблюдении изображений на экране, 1'- при наблюдении в обычные оптические приборы, а для отдельных наблюдателей при использовании высококачественных оптических приборов и дальномеров разрешающая способность достигает 30" и 10". Последнее объясняется большой чувствительностью глаза относительно поперечного смещения двух участков линии, что связано с мозаичным расположением колбочек"
Л. Г. Бебчук и др. Прикладная оптика 1988г. стр 168.

Я бы сказал, букет несуразностей. Экран какой формы и в какой среде? Чем отличаются обычные оптические приборы от необычных, и сохраняется ли указанное значение 1' во всех абсолютно условиях? Дальномер - это уже не оптический прибор (логическое И ), а что-то альтернативное? Что такое мозаичное расположение колбочек и как там вообще с палочками? Если речь о дискретности светочувствительных рецепторов, то это древний баян о неосвещенной колбочке между двумя освещенными - тогда как даже при НАИЛУЧШЕЙ фокусировке кружок Эйри в несколько (5 и более) раз больше шага колбочек на сетчатке, в центре по крайней мере, и их дискретность ничему не мешает - Котельников не даст соврать.
И еще - доводилось встречать утверждение, что ширина разреза в кольце из таблицы остроты зрения (с кольцами, не буквами) и есть мера углового разрешения . Все эти 30 и 10 секунд из той же серии.

[lx75]

А острота зрения - это сколько в граммах или хотя бы толщинах волос с морды белого осла?

А это нисколько! (условные единицы)
Статистическая выборка здоровых людей и возможность коррекции зрения линзами определённой оптической силы.

Я бы сказал, букет несуразностей

Это цитата из учебника для вузов СССР, основано на исследованиях.

[oleg oleg]

В теме была упомянута таблица Сивцева, по ней определяют "Остроту зрения", не разрешение.

А острота зрения - это сколько в граммах или хотя бы толщинах волос с морды белого осла?
Факт тот, что размеры букв таблицы находятся в СТРОГО обратной пропорции к ейным же "процентам зрения". Т.е. между "процентами" и разрешением в единицах на угловую меру прямая зависимость. Далее, если для некоторых букв типа К не все так однозначно, то, скажем, буквы Ш и Е в том начертании - практически готовые миры. Угловой шаг между осевыми черных линий в условиях проверки составляет 2 минуты для 10й строки, или 100%, 1 минуту для 12й (200%), 4 минуты для 5й (50%) и т.д. Уж не знаю, что еще надо, если уже сказанное не доказывает прямую линейную связь разрешения и "табличной остроты". А раз есть линейная связь, есть и простой коэффициент этой связи.

1 минуту для 12-ой строки дает только буква Ш, у К например элементы разнесены на вдове большее расстояние, М - угадывается по профилю, вверху между рогами у нее более 1 минуты, а ноги не разрешаются, и т.д.

В общем, подозреваю, что чтение 12 строки это не строго 1 минута, а несколько хуже.
1минута вырисовывается не таким уж простым делом!
Понятно почему различение линии толщиной в 1 " требует поистине орлинного зрения.

Мне лично удалась линия только в 5 раз толще!
Впрочем, условия были не оптимальные, попробую опыт повторить.

[oleg oleg]

Сейчас повторил, результат улучшился значительно , в комнате при пасмурной погоде, очки другие, и линию подлиньше в три раза нарисовал.
условно черная линия на условно белом экране смартфона .......... 3.7" .

Взгляд через отверстие 1.9-2 мм шилом в листе бумаги на тот же экран показал, что освещенность недостаточная. Убираю отверстие -становится ярче, значит зрачок расширяется больше.
Подозреваю, что на улице белый лист с напечатанной черной полосой даст лучший результат.
Так и сделаю.

Что интересно, выявил астигматизм на ведущем глазу ! Знал, что он есть, небольшой, но проявлений до этого не замечал.
Огооо, ничего себе, оказывается полосу ведущим глазом я вижу с расстояния раза в три меньшего, чем другим! Если не наклонять головы.
Если голову наклонить на 90 град - полоса хорошо видна.
Вот так да, вот так дела..
Не пришлось бы пересаживаться на левый глаз.
Впрочем, это был непланетный зрачок, 3мм! На планетных зрачках должно быть все нормально.

[Билонг]

Продолжу тему.
Вот здесь ссылка из статьи Эрнеста о разрешении глаза http://webvision.med.utah.edu/imageswv/KallSpat24.jpg
Это одно из наиболее детальных исследований, который удалось найти, в смысле количества уровней освещенности и количества точек на графике. Однако есть и другие, полученные независимо, но похожие, как один человек на другого .
Что здесь обращает внимание? Авторы графиков (эксперимента) попытались аппроксимировать полученные графики чем-то вроде полиномов невысокго порядка. Аналогичные гладкие кривые опубликованы многократно, но есть и такие, что сохранили исходный набор измерений. Когда внимательно смотришь на исходник, по точкам, бросается в глаза наличие 4 характерных элементов картинки, которые исследователи упорно игнорируют в своих аппроксимациях
- левая асимптота "под 45", т.е. рост КЧ проп-но угловой частоте
- максимум с довольно крутым перегибом, который для высоких яркостей приходится на 6-8 периодов/градус, а по мере ослабления освещенности его абсцисса уменьшается
- правая асимптота "под -45", т.е. участок графика, где КЧ убывает обратно проп-но угловой частоте
- концевой участок графика, который резко "ныряет".
Так вот, первые 3 элемента образуют "на раз" узнаваемый график АЧХ колебательного контура, задемпфированного до апериодичности. 4й - это уже дифракционное или аберрационное ограничение со стороны оптической части.
Демпфированный колебательный контур - это не просто так, и он не обязательно "во времени", но также может быть и "в пространстве", т.е. по полю. В спец.литературе неоднократно упомянуто, что сетчатка предобрабатывает зрительные сигналы перед отправкой их по глазному нерву, но мат.модели этой обработки никто не приводит. В сетчатке порядка 10^8 рецепторов, каждый из которых работает в диапазоне от 1 фотона за много секунд до миллионов фотонов в секунду. В глазном нерве на 2 порядка меньше волокон, чем имеется рецепторов, и "тактовая частота" всего порядка 10^2 Гц. Никакого мультиплексирования - это изобретение человеческой техники, природой не освоенное, как, например, и колесо. Т.е. ни о какой передаче исходной информации с рецепторов в мозг, аналогично матрице и процессору фотоаппарата, речи не идет.
Сетчатка - это, по сути, ЦАП. Каждое взаимодействие фотона с опсином - 1 бит информации, энергия фотона не в счет (она, т.е. длина волны, влияет только на вероятность реакции с тем или иным опсином - а там реакция или произошла, получи 1, или нет, фотон пропал даром, 0). По глазному нерву идут уже аналоговые сигналы с динамическим диапазоном не менее 10^2 ступеней, или градаций (интересно, что того же порядка чувствительность к тону или громкости звука, шкале спектральных цветов и т.п.), причем уровень сигнала в нерве - это уже логарифм входного сигнала в количестве 1-битных воздействий. Не распространяясь (это тема целого учебника), скажу только, что такая обработка устройством с характеристиками колебательного контура (КК) - это именно то, чего следовало ожидать.
Я сварганил модель из КК, параметры к-рого подобраны под эксперим.данные, и дифракционного ограничения разрешения, см.приложенный рисунок. Тонкая линия (она в основном под толстой) показывает характеристику КК, толстая - уже с учетом дифракционного ограничения. Пунктир - ограничение при зрачке около 0.7 мм. При больших зрачках сдвиг правой части графика влево будет похожим, только уже не за счет диф.ограничения, а за счет роста аберраций в больших зрачках.

[Билонг]

Большие зрачки пока не рассматриваем. Уменьшение зрачка в системе глаз-телескоп (СГТ) происходит обратно проп-но кратности. Т.е если мы перестроим эти графики соот-но увеличению, то получится как на рисунке ниже. Привел в би-лог шкале и то же в линейной. Ось абсцисс не стал подписывать - конкретно это зависит от апертуры, оставшаяся цифирь может соот-ть числу периодов на угл.минуту для примерно 5" телескопа.
Видно, что разгон увеличения примерно с D/2 до 1.4D привел к изрядному, раза в 2, сдвигу в высокие частоты чувствительности СГТ. Т.е. это работает, как деконволюция. А что, если продолжить наращивать увеличения? Обратимся к графику в предыдущем сообщении. Хорошо видно, что при зрачке порядка 0.7 мм дифракционное ограничение начинается уже в районе максимума чувст-ти сетчатки. Т.е. при дальнейшем разгоне кратности форма графика уже почти не будет меняться - левая асимптота непосредственно переходит в "нырок", обусловленный диф.ограничением. Небольшого "заострения" еще можно добиться примерно до 3D, но совсем копеечного да и то, только при идеальном качестве инструмента. Однако, разгон свыше 2D может оказаться актуален для тех индивидуумов, у кого максимум чувст-ти сетчатки сдвинут в низкие частоты, и наоборот.

[mbart]

Да разработайте уже хоть какую-то методику, которую реально осуществить в домашних условиях. Пусть те же миры на смартфоне.
И проведите эксперимент, как Максутов, будет куда интереснее.

[oleg oleg]

Сейчас повторил, результат улучшился значительно , в комнате при пасмурной погоде, очки другие, и линию подлиньше в три раза нарисовал.
условно черная линия на условно белом экране смартфона .......... 3.7" .
Взгляд через отверстие 1.9-2 мм шилом в листе бумаги на тот же экран показал, что освещенность недостаточная. Убираю отверстие -становится ярче, значит зрачок расширяется больше.
Подозреваю, что на улице белый лист с напечатанной черной полосой даст лучший результат.

Так и сделаю.

Вышел на улицу, приколол лист А4 с черной линией 0.34 мм , напечатанной на лаз.принтере.
Утро, 7 часов, пасмурно, солнце скрыто.

Определяю линию с 24.5 метров. Это двумя и одним левым глазом. Это получается ................2.86" .
Точную границу с которой линия перестает совсем определяться - трудно обозначить, наверное можно было отойти ещё подальше, и видеть менее определенно, но все равно детектировать, после минутного вглядывания например.

Повторю еще раз, в ясный день!

[oleg oleg]

Можно будет сделать к-т пересчета разрешения/детектирования линии на бумаге в линии на экране смартфона. Калибровку. И использовать дальше смартфон смелее.

п.с.:
Днем отодвинул границу обнаружения линии ещё дальше, до 29 метров, это .......2.4".

Все равно в 2.5 раза хуже, чем 1" .

Можно подобрать методом проб лучшую освещенность, взять более белую бумагу, более черную линию прочертить, но в два раза предел не отодвинуть.
Прибавить должны более сильные очки.

п.сс:
Рекорд разрешения по двум полосам тоже обновил, по принтерным полоскам на белой бумаге в пасмурный день .........87.5"

[Билонг]

Да разработайте уже хоть какую-то методику, которую реально осуществить в домашних условиях. Пусть те же миры на смартфоне.
И проведите эксперимент, как Максутов, будет куда интереснее.

Если Вы читали Максутова, то обратили внимание, что аппаратная чать там включает некоторые вещи, которые еще надо иметь - например, помимо искусственных звезд, еще и нейтральные фильтры переменной плотности для того, чтобы при разном зрачке иметь одинаковое кол-во света на сетчатке. Все это делается, но - затраты, время...
Вообще, "куда интереснее" было бы сочетать эксперимент Максутова и то, чем играются физиологи/офтальмологи. Ведь тут что? Максутов исследовал только разрешение по паре искусственных звезд на черном фоне (максимум контраста) в зависимости от зрачка, которое определялось на глазок и, скорее всего, было где-то в узкой вилке между Рэлеем и Дауэсом , а светимость он зафиксировал. Медицинские товарищи исследуют целую функцию разрешения - контрастную чувст-ть глаза - да еще и при разной освещенности, но все это - со зрачком in natura. Вот если проделать то же, но пациент будет глядеть через дырочки разных диаметров, вот это было бы ОНО (или ОН, как в рекламе ).
Впрочем, есть еще 1 момент. В своем деле я уже сыт по горло "опытными" и "оптыно-методическими" работами, на которые в день могут ввалить больше, чем я в месяц получаю, после чего следуют стандартные (!) краткие отчеты с совершенно беспомощной интерпретацией наблюденного, и все идет на полку. И я уже давно придерживаюсь той точки зрения, что эксперимент немногого стОит, пока он не подтвержден теорией. Т.е. должна быть модель, лучше количественная, еще лучше - в виде физически осмысленной функции. И пока моделей явно больший дефицит, чем уже выполненных экспериментов, ИМХО надо осмыслить уже имеющийся материал, так сказать поставить упавшие эксперименты, прежде чем ставить новые.

[oleg oleg]

Будет ли эта теория ради теории, или её можно будет применить на деле?
В окуляре мы видим яркий диск на темном поле, моделью для исследований невооруженного глаза может послужить только Луна, весь комфорт ломается.