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[自制DIY] 普消手机目镜后拍摄的色差

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shichen717 发表于 2022-7-2 13:52 来自手机 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 北京市 移动数据上网公共出口

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手机摄像头在目镜后拍摄,如果目镜和手机镜头的质量过关,并不会因为二者引入明显的色差。但是有一个前提,手机摄像头的光轴不仅要与望远镜平行,而且需要同轴。

普消便宜,但是有二级色差残留,目视尚可,但目镜后用手机拍摄经常出现远超出目视的色差边,而实际观测时,虽然也存在色差边,但是感觉不明显,比目镜后的照片好不少。

为了探索成因,简单做了一个小实验,希望可以抛砖引玉。
 楼主| shichen717 发表于 2022-7-2 14:08 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 北京市 移动数据上网公共出口
目视时,即使使用广角目镜,也会将目标尽量置于视场中心,使目标呈轴上像,或者对于面积较大的目标至少成近轴像。

实际观测时,发现即使是轴上像,当眼睛的光轴与望远镜光轴不平行时,比如观察接近视场边缘的其他目标导致的眼球转动,或者虽然光轴平行,但不同轴时,例如头部相对于目镜的平动,色差的表现均有所差别。

目镜出瞳后直径和瞳孔直径接近,稍大或稍小,与目镜的类型有关,一般会控制在4-8mm,人眼瞳孔也在这个量级,因此即使二者光轴偏移1-2mm,也可看清目镜里的完整视场,但是像质可能会下降。

这个实验使用显微镜的wf15x16广角目镜,焦距16.7mm,视场直径16mm,名义视场角为略小于60度,和普罗素目镜类似。主镜为80普消,焦距900,倍率54,有效视场角约1度。

为模仿人眼观测时的状态,使用手机摄像头专业模式做目镜后拍摄,目标为200-300米远的路灯,白天高反差,以体现显著的色差。当天非晴天,潮湿,且路灯下为公路主路,水汽和空气扰动较大,对焦可能发虚。
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 楼主| shichen717 发表于 2022-7-2 14:14 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 北京市 移动数据上网公共出口
第一张为调整手机摄像头至色差边最小的状态,此时,手机镜头与望远镜同轴。

虽然是普消,但色差溢出尚可接受。由于这是从大视场中剪裁放大的图像,色差溢出放大了不少,实际视场中,无论观察还是目镜后,色差边都不明显。
IMG_20220701_182555.jpg
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 楼主| shichen717 发表于 2022-7-2 14:18 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 北京市 移动数据上网公共出口
将手机摄像头沿路灯头长边垂直线方向,向一侧移动1-1.5mm,色差边开始明显溢出,黑色部分下边缘出现蓝紫溢出,上边缘出现红橙色溢出。
IMG_20220701_182643.jpg
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 楼主| shichen717 发表于 2022-7-2 14:20 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 北京市 移动数据上网公共出口
再将手机摄像头向相反方向移动,达到同轴后再移动1-1.5mm,色差出现相反的溢出,黑色部分下边缘出现红橙溢出,上边缘为蓝紫边。
IMG_20220701_182619.jpg
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 楼主| shichen717 发表于 2022-7-2 14:24 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 北京市 移动数据上网公共出口
在上述三次拍摄中,均保持手机摄像头光轴与望远镜平行,只有光轴错开的距离变化。

为了突出色差边,对上述三张照片调整色彩饱和度,可见更明显的对比。此时色差边的宽度和颜色都更容易辨别。
IMG_20220701_182150.jpg
IMG_20220701_182311.jpg
IMG_20220701_182221.jpg
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 楼主| shichen717 发表于 2022-7-2 14:31 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 北京市 移动数据上网公共出口
此时,色差边对边缘的模糊作用体现得比较分明,无论蓝紫色还是红橙色边缘,都对边缘的细节造成较大损失。

再次提升饱和度,同轴的照片的色差边也开始变得明显,但仍可基本保持形状和颜色。而两张光轴偏离的照片已经呈现出高度的边缘虚化和色彩变化。
IMG_20220701_182401.jpg
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IMG_20220701_182348.jpg
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 楼主| shichen717 发表于 2022-7-2 14:50 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 北京市 移动数据上网公共出口
上述对比大概可以解释普消目视色差主观上比目镜后拍摄更小的原因,以及相同的普消,对于有经验的观察者和新手的色差表现有差异的原因。

人是靠眼睛做反馈的生物,标准是看得更清晰。通过目镜目视目标时,人眼光轴不可避免的会与望远镜光轴偏离,人看到色差后,会总结色差与位置的关系,提升为一种技巧,通过调整位置将看到的色差边降到最小,相当于一套伺服系统。通过学习和训练有能力形成这种行为的人称为有经验的观察者。

目镜后拍摄也有同样的问题。因此微调功能对于目镜后拍摄的色差表现非常重要。但是简易的目镜后拍摄支架都缺乏这种功能,调节非常粗糙,很多80和90长焦普消目镜后的照片色差极为明显,实际并不完全是普消的问题,而是光轴调整的问题。

我自己用的支架也是这种,所以每次对光轴都要痛苦很久。我是纯目视,用目镜后照片作为留念,不研习摄影的技巧,但即便如此,也很苦恼。有时间会做个至少两轴可调的手机支架,毕竟目镜后拍摄很方便。
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 楼主| shichen717 发表于 2022-7-2 15:03 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 北京市 移动数据上网公共出口
对于普消,偏离近轴和离轴的像,通过眼球的转动,配合适当的光轴位置调整,也可达到最小的色差。

人眼在一个时刻只能关注视场中的一部分,而不能同时看清视场中距离较远的两部分,这就导致人眼在将一部分视场的色差调整到最佳时,可以忽略视场其他部分未经调整的色差。当需要观察另一部分时,又可通过相同的技巧,将目标色差调整到最小,并忽略无法同时注视的视场其他部分的色差。

但目镜后摄影在时间和空间上只能有一次选择,在理想的照片中,只可能轴上像的色差最小,近轴像和离轴像的色差会逐渐增大。成为照片后,所有的色差都固化下来,再不可能通过改变眼球角度和位置的技巧消除,因此普消目镜后拍摄的效果都不够好,尤其是充满1/3视场以上的高亮度大目标,比如月亮。

这也是普消目视效果好过目镜后甚至直焦的一个原因。
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 楼主| shichen717 发表于 2022-7-2 15:40 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 北京市 移动数据上网公共出口
举个例子,这是今年四月份一次月掩星时匆忙拍下来的,被掩星体在右下方。月面周围有一圈晕,不知从何而来,可能是当时空气不通透,或者是廉价双目的棱镜炫光,但是以前并未见过。

因为当时并不是先得到预报,而是事发偶然,发现掩星时,二者已经距离很近,匆忙之中手机微调对焦不很准确,使月亮边缘一圈都呈现蓝紫色,稍微有一些焦内,焦内放大了蓝紫色差边 。80900普消,36倍,视场1.5度,大概是3个月亮。

图中可见,即使所有光轴都准确,普消的正常色差仍不可避免,尤其是手机目镜后形成照片后,但实际观测并未感觉到如此显著的色差,因为1/3视场对于人眼来说也足够大,人眼在注视月面一部分时,并不能周全月面的所有面积,因此一个熟练的观察者尝试观察月面的某个部分时,会将这部分色差调整到最小,其余无法兼顾部分的色差被忽略。但照片把一切都表现得很清楚,严重的色差。

所以,接受普消就要接受他的色差,并且做一个普消界的熟练观察者,以及目镜后的多彩效果。如果要得到更好的,不累眼的,不累心的效果,又只觉得折射才算心目中的望远镜,最好还是多花银子买ed玻璃的apo。
IMG_20220702_152445.jpg
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抬眼看天 发表于 2022-7-2 21:39 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 河南省郑州市 联通
很好的帖子,我也是主目视,有机会也试试目镜后拍摄。
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 楼主| shichen717 发表于 2022-7-7 22:01 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 北京市丰台区 联通
今天晴天,对着月亮重新研究普消的目镜后色差,近轴像,目镜后的某个位置,基本看不到色差,手机拍的色差也很小,边缘锐利,没有色差边。但是这个目镜后的点很难找,手机拍不好重复。

色差比较小的良像区大概只有视场的1/3,高倍月球根本躲不过去,36倍能拍到没有色差的像。

估计短焦普消的良像区只有1/5。

当时天没黑透,角度比较高,就是糊的厉害。就这一个位置,拍了三张,都没有色差,后来就找不到这个点了,拍出来都有彩边
IMG_20220707_185911.jpg
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