जब भी प्रकाश किसी सीमा को पार करता है, तो यह उस सीमा के साथ प्रकाश के संपर्क की वेवलिक संपत्ति के कारण अलग हो जाता है , या झुक जाता है। एक ऑप्टिकल प्रणाली में एक एपर्चर, आम तौर पर परिपत्र या सर्कल की तरह, एक ऐसी सीमा है।
एपर्चर के साथ प्रकाश कैसे इंटरैक्ट करता है, यह पॉइंट स्प्रेड फंक्शन (PSF) द्वारा वर्णित है , या ऑप्टिकल सिस्टम से गुजरने के परिणामस्वरूप प्रकाश का एक पॉइंट सोर्स कितना और किस हद तक फैलता है। पीएसएफ सिस्टम की ज्यामिति (एपर्चर के आकार और आकार सहित; लेंस की आकृति (एस; आदि) और ऑप्टिकल सिस्टम से गुजरने वाले प्रकाश की तरंग दैर्ध्य द्वारा निर्धारित किया जाता है। पीएसएफ अनिवार्य रूप से एक आवेग समारोह के लिए ऑप्टिकल प्रणाली की आवेग प्रतिक्रिया है , ऊर्जा की कुछ इकाई मात्रा के प्रकाश का एक बिंदु है जो कि अनंत रूप से संकीर्ण या कसकर 2 डी अंतरिक्ष में बंधी है।
घुमाव के साथ विषय से प्रकाश के बिंदु प्रसार समारोह एक उत्पादित छवि में परिणाम दिखाई देता है और अधिक मूल वस्तु से फैला है। विकिमीडिया कॉमन्स से विकिपीडिया उपयोगकर्ता Default007 द्वारा । पब्लिक डोमेन।
सैद्धांतिक रूप से सही इमेजिंग सिस्टम में पूरी तरह से गोल एपर्चर के लिए, PSF फ़ंक्शन को एक हवादार डिस्क द्वारा वर्णित किया जाता है , जो रचनात्मक हस्तक्षेप के वैकल्पिक क्षेत्रों के गाढ़ा छल्ले का एक बुल्सआई-लक्ष्य जैसा पैटर्न है (जहां प्रकाश की तरंगें रचनात्मक रूप से बातचीत करती हैं। "जोड़ो") और विनाशकारी हस्तक्षेप (जहां प्रकाश की तरंगें बातचीत करती हैं ताकि खुद को रद्द कर सकें)।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि हवादार डिस्क पैटर्न अपूर्ण लेंस गुणों का परिणाम नहीं है, या निर्माण में सहिष्णुता में त्रुटियां हैं, यह कड़ाई से एपर्चर के आकार और आकार का कार्य है और इसके माध्यम से गुजरने वाले प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है। इस प्रकार, हवादार डिस्क एक प्रकार की छवि की गुणवत्ता पर ऊपरी-बाउंड है जो ऑप्टिकल सिस्टम 1 द्वारा उत्पादित किया जा सकता है ।
एक गोल छिद्र से गुजरने वाले प्रकाश का एक बिंदु स्रोत एक हवादार डिस्क पैटर्न का उत्पादन करने के लिए फैल जाएगा। सकुराम्बो द्वारा , विकिमीडिया कॉमन्स से । पब्लिक डोमेन।
जब एपर्चर पर्याप्त रूप से बड़ा होता है, जैसे कि लेंस के माध्यम से गुजरने वाले अधिकांश प्रकाश एपर्चर किनारे के साथ बातचीत नहीं करते हैं, हम कहते हैं कि छवि अब विवर्तन सीमित नहीं है । उस बिंदु पर निर्मित कोई भी अचूक चित्र एपर्चर एज द्वारा प्रकाश के विवर्तन के कारण नहीं है। वास्तविक (गैर-आदर्श) इमेजिंग सिस्टम में, इन खामियों में शामिल हैं (लेकिन सीमित हैं): शोर (थर्मल, पैटर्न, रीड, शॉट, आदि); परिमाणीकरण त्रुटियां (जिसे शोर का दूसरा रूप माना जा सकता है); लेंस के ऑप्टिकल विपथन; अंशांकन और संरेखण त्रुटियों।
टिप्पणियाँ:
उत्पादित छवियों को बेहतर बनाने के लिए तकनीकें हैं, जैसे कि इमेजिंग सिस्टम की स्पष्ट ऑप्टिकल गुणवत्ता हवादार डिस्क-क्लिट से बेहतर है। लकी इमेजिंग जैसी छवि स्टैकिंग तकनीक, एक ही विषय की कई छवियों (अक्सर सैकड़ों) को एक साथ स्टैक करके स्पष्ट गुणवत्ता को बढ़ाती है। जबकि हवादार डिस्क संकेंद्रित हलकों के फजी सेट की तरह दिखता है, यह वास्तव में एक संभावना का प्रतिनिधित्व करता हैजहां कैमरा सिस्टम में प्रकाश का एक बिंदु स्रोत इमेजर पर उतरेगा। छवि स्टैकिंग द्वारा उत्पादित गुणवत्ता में परिणामी वृद्धि फोटोन के स्थानों के सांख्यिकीय ज्ञान को बढ़ाने के कारण है। अर्थात्, छवि स्टैकिंग पीएसएफ द्वारा वर्णित एपर्चर के माध्यम से प्रकाश के विवर्तन द्वारा उत्पन्न होने वाली संभाव्यता अनिश्चितता को कम करता है, समस्या पर अनावश्यक जानकारी का अधिशेष फेंककर।
स्टार या बिंदु स्रोत की चमक के लिए स्पष्ट आकार में संबंध के बारे में: प्रकाश का एक उज्ज्वल स्रोत पीएसएफ की तीव्रता ("ऊंचाई") को बढ़ाता है, लेकिन इसके व्यास में वृद्धि नहीं करता है। लेकिन एक इमेजिंग सिस्टम में आने वाली प्रकाश की तीव्रता में वृद्धि का मतलब है कि अधिक फोटॉन पीएसएफ द्वारा रोशन किए गए क्षेत्र के सीमा पिक्सेल को रोशन करते हैं। यह "लाइट ब्लूमिंग" का एक रूप है, या पड़ोसी पिक्सेल में प्रकाश की "स्पिलिंग" है। इससे तारे का स्पष्ट आकार बढ़ जाता है ।