ГЛАВА VI

ФОТОГРАФИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТИВЫ СПЕЦИАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Кратко рассмотрим фотооптику для обзорной и топографической аэрофотосъемки, фоторепродукции, микрофильмирования и т. п.

§ 1. ОБЪЕКТИВЫ ДЛЯ ОБЗОРНОЙ АЭРОФОТОСЪЕМКИ

Аэрофотооптика по своему назначению делится на оптику для топографической и обзорной фотосъемок. В зависимости от пространственного положения оптической оси при аэросъемке различают аэрофотосъемку плановую, перспективную и планово-перспективную.

Плановой, или приближенно вертикальной, называется аэрофотосъемка, при которой заданный угол отклонения оптической оси от вертикали а0 = 0°, а случайные его колебания Да < 2-3° и, следовательно, фактический угол а отклонения оси равен:

а = а0± Да. (VI, 1)

Аэросъемка при направлении оптической оси под каким-либо углом отклонения от вертикали называется перспективной, или наклонной, аэрофотосъемкой :

сго=0°, Да < 2 - 3°.

С геометрической же точки зрения и плановый и перспективный аэроснимки являются результатом центрального проектирования и, следовательно, оба они перспективны.

Аэросъемка с одновременным применением обоих видов фотографирования называется планово-перспективной . К аэросъемке такого вида, в частности, относится панорамная съемка, достигаемая различными способами: вращением объектива, расположением впереди объектива вращающихся призм или зеркал и т. п.

Особняком от перечисленных видов съемки стоит щелевая аэрофотосъемка, построенная на принципе непрерывного фотографирования на движущейся авиапленке полосы местности, которая проецируется объективом сквозь узкую щель в фокальной плоскости камеры, перпенди-

кулярную направлению полета. При щелевой съемке авиапленка по мере перемотки подвергается сплошному экспонированию. Для получения резкого фотоизображения необходимо соблюсти условие равенства скоростей движения пленки vn и перемещения изображения vt в фокальной плоскости камеры:

Vnvv-f-, (VI.2)

где v - скорость движения камеры.

Важным параметром при аэросъемке, который требует создания достаточно широкого ассортимента объективов различных фокусных расстояний, является масштаб фотографирования. При плановой съемке он является функцией высоты L съемочного полета и фокусного расстояния fk камеры аэрофотоаппарата, а при перспективной съемке, кроме того, и функцией угла отклонения а оптической оси аэрокамеры от вертикали и положения изображения какой-либо точки местности на снимке, определяемого ординатой у этой точки на нем (принимая за ось ординат главную вертикаль):

-jjj- - Рf%.*,y). (VI,3)

При щелевой аэросъемке масштаб изображения в направлении полета (продольный масштаб) будет:

(VM)

(VI,4)

(VI.5)

1 = Рп .

Mv v 9

поперечный масштаб определится обычной формулой: из условия (VI, 2) будем иметь равенство масштабов:

1 = 1 = Vi = /к

Mv ML v v L

В зависимости от назначения и предполагаемого характера использования результатов аэросъемки, фотографирование выполняется в крупном, среднем и мелком съемочном масштабах. Масштабы фотографирования 1:10 ООО и более относятся к крупным масштабам; масштабы от 1 : 10 ООО до 1 : 30 ООО - к средним съемочным масштабам; аэросъемка при меньших масштабах - мелкомасштабному фотографированию. Очевидно, по съемочным масштабам можно разграничить только плановую и щелевую аэросъемку, так как при перспективной съемке разномасштабность на дальнем и переднем планах снимка исключает эту возможность. Для устранения разномасштабности принципиально может быть применен панкратический объектив, фокусное расстояние которого плавно изменяется синхронно с изменением дистанции при перспективной (панорамной) съемке.

Применение крупномасштабной аэросъемки очень широко и разнообразно в различных случаях обзорной фотосъемки: при проектировании и изыскании различных сооружений и путей сообщения, для землеустройства и лесоустройства, для планировки городов и населенных пунктов и т. п. Для этого необходимы длиннофокусные объективы, затвор, обеспечивающий достаточно малые выдержки, исключающие появление нерезкости изображения в результате сдвига его за время экспозиции, светосильный объектив для сокращения выдержки. В аэрофотоустановке должны быть устранены вибрации аэрокамеры; аэрофотоаппарат должен иметь устройства, компенсирующие сдвиг изображения при полете носителя, что особенно необходимо при движении летных средств с большими скоростями, и т. п.

В каждом аэрофотоаппарате с определенным форматом аэроснимка предусматривается возможность установки ряда объективов - от короткофокусных до длиннофокусных - в зависимости от высоты полета и требуемого масштаба фотографирования.

Не менее важной характеристикой объективов является их светосила. В главе I были получены формулы (1,143 ) и (1,146), определяющие выдержки при фотографировании неподвижных и движущихся объектов. Применительно к съемке аэроландшафтов заметим следующее.

По некоторым соображениям для определения светочувствительности аэропленки* здесь выбирается такая экспозиция, при которой получается плотность, превышающая величину плотности вуали на 0,85, причем светочувствительность выражается формулой:

Кроме того, вместо коэффициента р в той же формуле (I, 143 ) введем средний коэффициент яркости аэроландшафта гср как отношение средней яркости ландшафта Вср к его освещенности:

/ ср=-х-- (VI.7)

В результате вместо (I, 143 ) в данном случае имеем:

9КС = гск*185г* (VI8>

Заметим, что средний коэффициент яркости аэроландшафта гср может быть задан довольно приближенно: как показывает опыт, еще приемлемый для дешифрирования аэронегатив может быть получен и при освещенностях в три-четыре раза меньших. Решающим фактором при выборе t9KC является величина освещенности £, создаваемая непосредственно лучами солнца, прошедшими атмосферу, и лучами, рассеянными атмосферой.

* Этот критерий светочувствительности стал применяться и для всех других фотоматериалов (за исключением фототехнических) по ГОСТу 10691-63.