מערכת אופטית במובנה הרחב ביותר היא מערכת אשר מובילה ומכוונת אור לכל צורך שהוא, לאו-דווקא ליצירת דמות, כגון תאורה או קירור באמצעות לייזרים.
שיבושים במערכת אופטית.
עוותים.
אברציות או עוותים הן הבדלים בין המקור לתמונה, שנוצרים עקב המעבר במערכת העדשות.
רעשים.
רעש במערכת אופטית הוא שגיאת הקריאה של הגלאי.
תופעות אטמוספיריות.
גורם נוסף לשיבוש תמונה הוא מעבר האור באטמוספירה, שאינה אחידה לחלוטין. קיימים מספר סוגי הפרעות, בהם:
גלאים.
גלאים מודרניים, במערכת אופטית המצלמת באור נראה, מזהים אור באמצעות בליעתו במוליך למחצה, ונחלקים לשתי קבוצות עיקריות:
הקמפיין נגד צריכת טבק בגרמניה הנאצית
רטקו מלאדיץ'
צ'ואיטל אג'יופור
צ'ואיטלו אומדי "צ'ואיטל" אג'יופור (באנגלית: Chiwetelu Umeadi "Chiwetel" Ejiofor; נולד ב-10 ביולי 1977) הוא שחקן, תסריטאי ובמאי קולנוע אנגלי, מועמד פרס אוסקר לשחקן הטוב ביותר ופרס גלובוס הזהב לשנת 2013 על הופעתו בסרט "12 שנים של עבדות" ולארבעה פרסי גלובוס זהב נוספים.
ביוגרפיה.
אג'יופור נולד בפורסט גייט שברובע ניוהאם, לונדון רבתי לזוג הורים ניגרים משבט האיגבו.
אביו ארינז היה רופא ואמו אוביג'ולו הייתהרוקחת. יש לו אחות צעירה, מגישת החדשות של CNN זאין אשר ואחות בוגרת ממנו, קנדי, שהיא רופאת משפחה. אביו נהרג בתאונת דרכים חזיתית בעת ביקור משפחתי בניגריה. אג'יופור, שהיה לצידו בעת התאונה, נפגע קשה בפניו, אך שרד. הוא למד משחק ב"מכללת דולוויץ" ונרשם לתיאטרון הנוער הלאומי שבלונדון. בפעם הראשונה הוא גילם כשחקן תיאטרון את אותלו במחזה שהוצג ב"תיאטרון בולמסברי" וב"תיאטרון רויאל גלזאזגו".
ב-2008 קיבל את תואר מסדר האימפריה הבריטית על תרומתו לתחום הדרמה.
קריירה.
אג'יופור התפרסם לראשונה בתור המתורגמן ג'יימס קוביי בסרטו של סטיבן ספילברג "אמיסטאד". לאחר מכן הוא בחר להתעמק בעיקר בתיאטרון, ורשם הישגים יפים על השתתפותו במחזות "רומיאו ויוליה", ו"כחול/כתום". בתחילת דרכו נחשב לכישרון עולה בתיאטרון הבריטי, זכה בפרס השחקן המבטיח ביותר לשנת 2000, והיה מועמד לפרס לורנס אוליבייה לשחקן הטוב ביותר בתפקיד משנה.
תפקידו הראשי הראשון בקולנוע בתור מהגר ניגרי בלתי חוקי לצידה של אודרי טוטו במותחן "דברים יפים מלוכלכים" גרר גל של ביקורות אוהדות מצד מבקרי הקולנוע בבריטניה ובעולם ופרץ את דרכו לתפקידים
בקומדיות הרומנטיות: "אהבה זה כל הסיפור" בעלילה בה הוא מתחתן עם קירה נייטלי ו"מלינדה ומלינדה" של וודי אלן. ב-2005 גילם את הדראג קווין לולה בקומדיה "קינקי בוטס" ועל הופעתו הקומית היה מועמד לפרס גלובוס הזהב. שיחק בסרט הפעולה "ארבעה אחים" וגילם את סוכן המודיעין במערבון החלל "סרניטי".
בשנת 2006 היה אג'יופור מועמד לפרס גלובוס הזהב על תפקידו במיני-סדרת הטלוויזיה של רשת HBO "אחרי הצונאמי". הופיע בנוסף במותחני הפעולה "הילדים של מחר" בתפקיד לוק מכוחות ההתנגדות לממשל הבריטי הגזעני ו"האיש שבפנים" של ספייק לי בתור הבלש ביל מיצ'ל שותפו של הבלש קית' פרייז'ר (דנזל וושינגטון).
בשנת 2007 זכה בפרס אינדפנדנט ספיריט לשחקן המשנה הטוב ביותר על הופעתו בסרט "דבר אליי" ושיחק בדרמת הפשע הביוגרפית של רידלי סקוט "אמריקן גנגסטר" בתור הוי אחיו של ברון הסמים פרנק לוקאס. ב-2008 זכה בפרס השחקן הטוב ביותר בטקס פרסי התיאטרון המפורסם ע"ש לורנס אוליביה.
בשנת 2009 כיכב בתפקיד ראשי בסרט האסונות שובר הקופות "2012" בתור הגאולוג ד"ר אדריאן הלמסלי. הוא גילם את הפוליטיקאי הדרום אפריקאי תאבו מבקי בדרמה הפוליטית "סוף משחק", וקיבל את מועמדותו השלישית לגלובוס הזהב.
בשנת 2010 גילם במותחן הפעולה "סולט" את סוכן הריגול פיבודי, לצידה של אנג'לינה ג'ולי.
בשנת 2013 שיחק בדרמה ההיסטורית-ביוגרפית "12 שנים של עבדות" בתור הכנר סולמון נורת'אפ הנחטף ממשפחתו ומביתו שבניו יורק לעבדות אכזרית. על תפקידו בסרט היה אג'יופור מועמד לפרס אוסקר לשחקן הטוב ביותר ולפרס גלובוס הזהב לשחקן הטוב ביותר, הוא זכה בפרס באפט"א לשחקן הטוב ביותר בתפקיד ראשי.
בשנת 2016 שיחק בסרט גיבורי-על מבית מארוול קומיקס, "דוקטור סטריינג'" לצידם של בנדיקט קמברבאץ', רייצ'ל מקאדמס וטילדה סווינטון.
בשנת 2019 ביים את הסרט "הנער שרתם את הרוח", וגילם בו את אביו של ויליאם קמקוומבה. באותה שנה דיבב את האריה הרשע סקאר בסרט הלייב אקשן של "מלך האריות".
פונקציית תמסורת אופטית
פונקציית תמסורת אופטית (OTF) היא התגובה של המערכת לאות הנכנס, והיא מכילה את כל התכונות של מערכת אופטית. במילים אחרות, פונקציית התמסורת היא השפעת המערכת על האור (והתמונה) שעוברים מהמטרה לדמות שיוצרת המערכת - כלומר מהקלט לפלט. הפונקציה תלויה במיקום במרחב, בתדר המרחבי של האות, ובתדר הזמני או אורך גל.
השימוש העיקרי בפונקציית התמסורת הוא במדידת רזולוציה של מערכת. מכיוון שתדר מרחבי עומד ביחס הפוך לגודל הפרטים בתמונה (באמצעות התמרת פורייה), התדרים הגבוהים ביותר שעוברים הם הפרטים הקטנים ביותר שניתן לצפות בהם במערכת, ולכן הם מגדירים את הרזולוציה האמיתית של המערכת.
פונקציית התמסורת היא מרוכבת, כאשר הערך המוחלט שלה (המודול) נקרא Modulation transfer function (MTF) והפאזה היא ה-Phase transfer function (PTF). לרוב מתייחסים ל-MTF, שהוא גודל חסר יחידות בין 0 ל-1, ועבור מצלמות הוא בדרך כלל מוצג כפונקציה של התדר המרחבי, ביחידות של מחזורים למילימטר. ערך של 1 מייצג הפרדה מלאה, וערך של 0.02 מייצג בדרך כלל את הפרט הקטן ביותר שניתן לראות באותה מצלמה.
מדידת MTF.
הגדרת ה-MTF, עבור תבנית סינוסואידלית, היא היחס
בתמונה המתקבלת במוצא המערכת, כאשר I היא עוצמת האור המועבר. לתבנית הסינוס (ראו דוגמה בתמונה למטה) יש תדר מרחבי בודד שהוא מספר המחזורים בתמונה חלקי רוחב התמונה. את מדידת ה-MTF מנרמלים לרוב ב-MTF של התדר הנמוך ביותר, כלומר
לעיתים מקפידים ומציינים שזהו MTF מנורמל או יחסי, אך לרוב מתייחסים אל הערך הזה כאל ה-MTF של המערכת.
תמונות שונות המשמשות למדידה.
פסים מלבניים.
לעיתים קרובות מחליפים את תבנית הסינוס בתבנית עם פסים מלבניים שחורים ולבנים, כמו באחת המטרות הנפוצות ביותר, מטרת חיל האוויר האמריקאי USAF1951 (ראו תמונה). מטרה זו משמשת למעשה כסטנדרט עולמי נפוץ למדידת רזולוציה ו-MTF של מערכות אופטיות. מטרת פסים מלבניים אינה סינוסית, ופירוק התמונה לתדרים מרחביים נותן, מלבד התדר המרכזי (שהוא מספר המלבנים חלקי רוחב התמונה), תדרים רבים. מדידת MTF על פי תמונת מלבנים נותנת תוצאה הקרובה להגדרת ה-MTF אך שונה ממנה. למרות זאת מטרות מלבנים נפוצות מאוד, שכן הן קלות יותר לייצור, פשוטות יותר להבנה אינטואיטיביות, התוצאה "טובה מספיק" לרוב המדידות, ומכיוון שהן סטנדרטיות, נוח להשוות MTF שנמדד בשיטה זו בין מערכות שונות. במטרת USAF1951 אפשר גם לראות ריבוע גדול לבן, שהעוצמה במרכזו משמשת כ"תדר 0" לנירמול ה-MTF, כאשר מקסימום נמוך לעוצמה בתדר 0 הוא הרקע השחור.
תבנית פסים בתדירות משתנה.
מטרה מסוג זה (ראו איור) מאפשרת במדידה אחת לקבל את תגובת המערכת לתחום רחב של תדירויות מרחביות, בניגוד למטרת פסים אחידה שבה קיימת תדירות מרחבית עיקרית אחת. גם מטרות כאלו ניתנות ליצירה עם פסים מלבניים או בתבנית סינוס.
תבנית פרח.
תבנית בצורת פרח (גם כאן קיימות מלבניות או סינוסוידיאליות) מאפשרת מדידה של תדירויות רבות, כמו בתבנית פסים בעלת תדירות משתנה, אלא שבתבנית זו התדירויות הגבוהות הן הפסים שקרובים למרכז הפרח. תבנית זו מאפשרת, בנוסף לתחום תדירויות, גם למדוד MTF בכל כוון, בניגוד לתבניות פסים שמאפשרות מדידה רק בכיוון הניצב לפס. באופן כללי, MTF של עדשות כמעט ואינו תלוי בכיוון (עקב הסימטריה הגלילית של העדשה) ולכן לרוב אין צורך בשימוש בתבנית זו. אך קיימות עדשות ללא סימטריה גלילית (off-axis), ובנוסף, הגלאי אינו בעל MTF אחיד בכל הכוונים, שכן הוא עשוי מפיקסלים שאינם עגולים, אלא מרובעים, מלבניים או בצורת L לעיתים, והם לרוב צמודים זה לזה בצורת שריג ריבועי.
שיטות נוספות.
MTF היא התגובה לתבנית סינוס בעלת תדר יחיד. התמרת פורייה של התבנית יוצרת קו, או הלם (מתמטית - פונקציית דלתא של דיראק). מדידה של תגובת המערכת לקו כזה, וביצוע התמרת פורייה על התגובה, תיתן את תגובת המערכת לכל התדרים הניצבים לקו בבת אחת. באופן דומה, מדרגה (תמונה שמחציתה שחורה ומחציתה לבנה) היא אינטגרל של תמונת ההלם. קיימות שיטות רבות למדידת MTF אשר מסתמכות על התכונות המתמטיות הללו של התמרת פורייה.
מדידה באמצעות קו.
תגובת המערכת לקו חד (LSF - line spread function) כאמור יכולה לשמש למדידת MTF. המדידה דורשת קו שהוא דק משמעותית מדגימת המערכת (פיקסל), דרישה אשר מהווה חיסרון מכמה סיבות. קו דק יכול להעביר מעט מאוד אור, כך שנדרשת בהירות מקור אור גבוהה מאוד. בנוסף רוחב הקו תלוי בפיקסל. מסיבות אלו השיטה משמשת בעיקר עבור מדידת התגובה של מערכת עדשות ללא גלאי, כאשר לשם המדידה מציבים גלאי מותאם במיוחד.
מדידה באמצעות שפה.
תגובת המערכת לשפה חדה (ESF - edge spread function) היא מדד מקובל ל-MTF של מערכת אופטית. המטרה היא תמונה שחציה לבן וחציה שחור, כאשר בין החצאים מפרידה שפה חדה וישרה בזווית קטנה - זווית אופיינית היא 5 מעלות, יתקבלו ביצועים דומים מאוד עבור זוויות בתחום 2-10 מעלות, אך שפה ישרה תיתן מדידה גרועה מאוד עבור גלאי דיגיטלי. התמונה המתקבלת מיושרת לאחר דגימה צפופה (oversampling), וה-ESF עצמו הוא התמרת פורייה של הנגזרת של תמונת המדרגה המיושרת.
מדידה באמצעות נקודה.