跳到主要内容
Sandbox Physics

光学 064 · 衍射、Fourier 光学与计算成像

成像传递函数 Lab

这套独立初始化的三维装置把瞳面到点扩散函数、OTF 与 MTF、图像卷积与采样连成一套完整实验。两个带量纲物理控制量、探针直接拖动、探测器曲线与三项定量检查都会按页面方程重新计算。

交互模型成像传递函数 Lab
主要预测 P1\mathcal P_10.500.50
物理尺度 P2\mathcal P_250%50\%
极限检查 V\mathcal V0.00π0.00\pi
模型适用区间模型适用\text{模型适用}

物理教程

怎样研究成像传递函数 Lab

背景成像传递函数 Lab是一套独立初始化的装置，包含三个相互关联的研究场景：瞳面到点扩散函数、OTF 与 MTF、图像卷积与采样。归一化频率与波前均方根误差两个控制量直接进入控制关系 OTF(ν)=F{PSF(r)}\mathrm{OTF}(\boldsymbol\nu)=\mathcal F\{\mathrm{PSF}(\mathbf r)\}。适用区间指示器会标明标量、傍轴或采样场假设；矢量与非傍轴效应不在该边界内。

为什么值得理解瞳形与波前误差怎样变成模糊、对比损失和成像传递曲线？

先抓重点

核心问题
瞳形与波前误差怎样变成模糊、对比损失和成像传递曲线？
一句话直觉
探测器曲线和三项数值读数都由 OTF(ν)=F{PSF(r)}\mathrm{OTF}(\boldsymbol\nu)=\mathcal F\{\mathrm{PSF}(\mathbf r)\} 重新计算。几何尺度与辉光属于表现编码；方程、单位、守恒或极限检查以及适用区间指示器才是定量证据。

核心数学模型

控制关系

OTF(ν)=F{PSF(r)}\mathrm{OTF}(\boldsymbol\nu)=\mathcal F\{\mathrm{PSF}(\mathbf r)\}

实现使用带量纲输入求值，并运行可执行的解析或数值基准。适用区间指示器会标明标量、傍轴或采样场假设；矢量与非傍轴效应不在该边界内。

常见难点

把辉光亮度误当作测量功率

容易误解更亮的电影化轨迹必然代表按比例增加的光功率。

正确理解比较时应读取探测器与归一化读数。辉光刻意采用非线性显示，让微弱结构仍然可见。

动手实验

  1. 01

    场景 1：瞳面到点扩散函数

    选择瞳面到点扩散函数。先扫动归一化频率并固定波前均方根误差，再交换两者；随后拖动场景探针，直接重复第一项扫描。

    应该观察到： 同时读取主要预测、物理尺度、极限检查和适用区间指示器，并记录近似边界发生变化的位置。
  2. 02

    场景 2：OTF 与 MTF

    选择OTF 与 MTF。先扫动归一化频率并固定波前均方根误差，再交换两者；随后拖动场景探针，直接重复第一项扫描。

    应该观察到： 同时读取主要预测、物理尺度、极限检查和适用区间指示器，并记录近似边界发生变化的位置。
  3. 03

    场景 3：图像卷积与采样

    选择图像卷积与采样。先扫动归一化频率并固定波前均方根误差，再交换两者；随后拖动场景探针，直接重复第一项扫描。

    应该观察到： 同时读取主要预测、物理尺度、极限检查和适用区间指示器，并记录近似边界发生变化的位置。