CHƯƠNG IV NGUYÊN LÝ NHÌN VÀ ĐO LẬP THỂ
2. Mô hình lập thể quang học
Mô hình lập thể quang học là mô hình được tạo nên bởi mặt quỹ tích các giao điểm của các cặp tia ngắm cùng tên của cặp ảnh lập thể
Đặc điểm của mô hình quang học là:
- Mô hình quang học chỉ hình thành khi quan sát các điểm ảnh cùng tên trên cặp ảnh lập thể.
- Hình dạng và kích thước của mô hình lập thể hoàn toàn phụ thuộc vào vị trí quan sát của mắt.
Như vậy, trong quá trình quan sát các cặp ảnh lập thể, mô hình lập thể hình học là cơ sở, còn mô hình lập thể quang học là phương tiện để nhận biết mô hình hình học mà thôi.
2. Tiêu đo
Trong đo ảnh tiêu đo là một vật chuẩn được gắn vào các thước đo dùng để xác định vị trí của điểm đo trên mô hình hình học của vật thể. (hình 4.13). Dựa vào phương thức đo ảnh để phân loại tiêu đo. Tiêu đo gồm 2 loại sau đây:
a. Tiêu đo thực:
Tiêu đo thực là dấu mốc thích hợp được chọn và đặt ngay trong không gian của mô hình lập thể. Tiêu đo thực có thể vận động đến bất kỳ vị trí nào của mô hình và được gắn với các thước đo toạ độ để xác định vị trí của điểm đo trên mô hình.
b. Tiêu đo ảo:
Tiêu đo ảo là mô hình quang học của 2 tiêu đo thực hoàn toàn giống nhau được đặt ngay tại vị trí của 2 điểm ảnh cùng tên trên mặt phẳng ảnh (hình 3.13b).
Hiện nay trong các máy đo ảnh người ta dùng nhiều loại tiêu đo khác nhau về hình dạng và kích thước.
3. Nguyên lý đo lập thể
1. Nguyên lý đo lập thể bằng tiêu đo thực
Nguyên lý đo lập thể bằng tiêu đo thực là vật chuẩn dùng làm tiêu đo (tiêu đo thực) được đặt ngay trên bàn đo và có thể vận động trực tiếp trong không gian của mô hình lập thể để xác định vị trí của giao điểm 2 tia ngắm cùng tên trên mô hình lập thể (hình 4.13a).
Giả sử cần xác định vị trí không gian (XYZ) của điểm A trên mô hình lập thể được tạo nên từ cặp ảnh lập thể P1, P2. Ta dùng 1 bàn đo trên đó có tiêu đo thực M xê dịch trong không gian của mô hình để hứng nhận ảnh của 2 tia chiếu cùng tên a1S1 và a2S2 đồng thời luôn thay đổi độ cao của bàn đo sao cho 2 hình ảnh cùng tên giao nhau tại tiêu đo M. Khi đó trên các thang số của hệ toạ độ XYZ sẽ xác định được toạ độ không gian của điểm A trên mô hình lập thể.
2. Nguyên lý đo lập thể bằng tiêu đo ảo
Tiêu đo ảo thực chất là hình ảnh lập thể của 2 tiêu đo thực được đặt trên mặt phẳng ảnh.
Giả sử cần đo điểm A trên mô hình lập thể được tạo nên từ cặp ảnh lập thể P1P2.
Ta dùng 2 tiêu đo hoặc hoàn toàn giống nhau về hình dạng và kích thước M1, M2 đặt trên mặt phẳng ảnh trái và ảnh phải. Các tiêu đo này được gắn vào các thước đo. Khi tiến hành đo lập thể ta xác định 2 tiêu đo theo các hướng toạ độ X và Y cho đến khi tiêu đo M1 trùng với điểm ảnh a1, tiêu đo M2 trùng với điểm ảnh a2. Khi đó nhờ hiệu ứng lập
thể của mắt ta đồng thời nhìn thấy điểm mô hình A và tiêu đo ảo M hoàn toàn trùng khít lên nhau. Toạ độ của điểm A được xác định khi điểm A trùng với tiêu đo ảo M là toạ độ chính xác của A.
4.4.2. Quá trình đo vẽ lập thể
Để thấy rõ hơn quá trình đo vẽ lập thể, ta đi phân tích quá trình này trong 2 trường hợp: đo vẽ lập thể bằng tiêu đo ảo và tiêu đo thực.
1. Quá trình đo vẽ lập thể bằng tiêu đo ảo
Trong quá trình đo vẽ lập thể bằng tiêu đo ảo có thể xảy ra các trường hợp sau:
Trường hợp a:
Khi cả 2 tiêu đo thực M1M2 không trùng với các điểm ảnh cùng tên a1 và a2 trên ảnh trái vả ảnh phải, khi đó nhờ hiệu ứng lập thể ta thấy hình ảnh của đo M và điểm A trên mô hình lập thể là 2 điểm riêng biệt.
Trường hợp b:
Xê dịch các tiêu đo và làm trùng tiêu đo M2 với điểm ảnh phải a2 còn tiêu đo M1 chưa trùng với điểm ảnh trái a1 mà nó nằm lệch về phía của điểm ảnh trái a1. Khi đó nhìn thấy hình ảnh của tiêu đo ảo M nằm cao hơn điểm mô hình A. (hình 4.15b).
Trườn hợp c:
Trường hợp tiêu đo ảo M2 trùng với điểm ảnh phải a2, nhưng tiêu đo trái M1 nằm lệch về phía trái điểm ảnh a1, khi đó ta sẽ nhìn thấy tiêu đo ảo M nằm ở vị trí thấp hơn điểm mô hình A.
Trường hợp d:
Trường hợp khi xê dịch 2 tiêu đo thực M1 và M2 đều trùng với điểm ảnh cùng tên a1 a2 trên ảnh trái và ảnh phải. Khi đó ta nhìn thấy tiêu đo ảo M hoàn toàn trùng với điểm A trên mô hình.
2. Quá trình đo vẽ lập thể bằng tiêu đo thực
Khi đo vẽ lập thể bằng tiêu đo thực cũng có thể xảy ra các trường hợp tương tự như khi đo vẽ bằng tiêu đo ảo, tức là tiêu đo có thể cao hơn hoặc thấp hơn điểm đo trên mô hình lập thể, nếu độ cao của bàn tiêu đo không phù hợp (hình 4.16a và 4.16b). Khi độ cao bàn tiêu đo bằng độ cao điểm mô hình thì khi đó ta xê dịch bàn tiêu đo để đưa tiêu đo
thực ra trùng khít với điểm A trên mô hình lập thể (hình 4.16c).
Từ việc phân tích các quá trình đo vẽ lập thể bằng tiêu đo thực và tiêu đo ảo ta rút ra kết luận:
Quá trình đo một điểm bất kỳ trên mô hình lập thể là quá trình làm trùng các tiêu đo với 2 điểm ảnh cùng tên (trong phương pháp dùng tiêu đo ảo) hoặc 1 tiêu đo thực với 2 tia chiếu cùng tên của điểm đo trên mô hình lập thể (trong phương pháp dùng tiêu đo thực). Độ chính xác của mô hình phụ thuộc vào sự trùng khít giữa tiêu đo và điểm mô hình.
4.4.4. Độ chính xác đo lập thể
1. Độ chính xác đo lập thể bằng tiêu đo thực
Dựa vào đặc điểm của quá trình đo vẽ lập thể bằng tiêu đo thực cho thấy:
Độ chính xác đo vẽ lập thể bằng tiêu đo thực chịu ảnh hưởng của các sai số sau:
a. Sai số đoán nhận điểm trên mô hình lập thể
Sai số đoán nhận điểm trên mô hình lập thể phụ thuộc vào khả năng phân biệt của mắt đối với hình ảnh của 2 tia chiếu cùng tên trên bàn tiêu đo. Độ lớn của sai số này tương ứng với lực nhìn không gian của mắt ẢYrnin. Do tồn tại sai số làm trùng điểm mà bàn tiêu đo có thể cao hơn hoặc thấp hơn điểm đo A trên mô hình lập thể (hình 4.17a và hình 4.17b). Từ đó đưa đến sai số độ cao của điểm mô hình là:
AZ = - .AY.' ' (4.13) b'.p"
Trong đó: Z là khoảng cách từ đáy nhìn đến điểm mô hình
AYmin là lực nhìn không gian nhỏ nhất của mắt AYrnin = 30"
b' là đáy mắt, b = 65 mm p'' = 206265''.
Trong trường hợp đo lập thể bằng hệ thống kính quan sát có hệ số mở rộng hiệu ứng lập thể là nv thì sai số đoán nhận điểm hình AZ sẽ giảm đi nv lần, tức là:
AZ' = z •A|7m
|in (4.14)
nv.b'.p''
Như vậy, muốn nâng cao độ chính xác đo lập thể phải lựa chọn các loại máy đo ảnh có cạnh đáy chiếu ảnh và hệ thống phóng đại lớn.
b. Sai số làm trùng tiêu đo với điểm đo trên mô hình
Sau khi xác định được độ cao của điểm mô hình A, trên bàn tiêu đo sẽ có hình ảnh lập thể của điểm mô hình A và tiêu đo thực M (hình 4.17c) khi đó cần đưa tiêu đo M trùng với điểm mô hình A. Sai số của việc trùng tiêu đo này chính là độ chính xác vị trí mặt phẳng của điểm mô hình A, nó phụ thuộc vào lực nhìn không gian của mắt, tức là:
AS = z AY'm (4.15) p''
Trong trường hợp đo lập thể bằng hệ thống quan sát có hệ số phóng đại tăng lên V lần. Khi đó độ chính xác làm trùng tiêu đo với điểm mô hình sẽ tăng lên V lần, tức là:
AS' = z (4.16)
V.p''
2. Độ chính xác đo lập thể bằng tiêu đo ảo
Quy trình đo vẽ lập thể bằng tiêu đo ảo là làm trùng các tiêu đo thực M1, M2 với