作者YOPOYOPO (痔疮小天使。)
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标题Fw: [爆卦] 像差再见！博士生解决长达2000年的光学
时间Sat Jul 13 18:05:11 2019
※ [本文转录自 Gossiping 看板 #1TA9lCKZ ]
作者: KanzakiHAria (神崎・H・アリア) 看板: Gossiping
标题: [爆卦] 像差再见！博士生解决长达2000年的光学
时间: Fri Jul 12 22:40:10 2019
像差再见！博士生解决长达2000年的光学问题
网路天文馆 网路天文馆 发表於 2019年7月09日 12:30 收藏此文
https://www.techbang.com/posts/71391-like-a-bad-goodbye-phd-students-solve-2000-year-old-optical-problem?from=home_news
像差再见！博士生解决长达2000年的光学问题
当你从相机观景窗望出时，会发现影像似乎有些模糊。即使购买最昂贵的镜头，问题仍然
存在，通常是中心的影像很清楚，但角落仍然有点模糊，或许这不是镜头制造商的错，而
是光学设计问题。早在两千多年前，希腊数学家狄奥克勒斯（Diocles），在着作「
Burning Mirrors」就提出这个问题。
这问题称为像差（Aberration），由於镜片表面以球面磨制，镜片各区域因为折射角度的
差异，使得透镜除了中心区以外，光线不会在相同焦点聚焦。惠更斯在其1690年出版的《
光论》(Treatise on light)也指出此问题、牛顿与莱布尼兹也都试图解决，但全部失败
。（但值得一提的是，牛顿发明反射式望远镜解决色差，但球面像差却没能解决。）
在1949年，物理学家Wasserman和Wolf提出如何设计一个没有球面像差的镜头，因此这问
题又称为Wasserman-Wolf问题。他们建议使用非球面镜片校正球面和彗形像差，但因为镜
面曲率是数值分析计算得到的近似值而非精确值，而且非球面镜片极难制造，因此效果有
限且造价昂贵！这就是目前精密光学的现况。
像差再见！博士生解决长达2000年的光学问题
2018年墨西哥国立自治大学（UNAM）2位博士生解决长达2000年的问题，并发表在
Applied Optics期刊上。他们提出镜片的曲率公式，之後以电脑模拟500条光学路径，得
到满意的数值结果。在公式中他们给了根据透镜第一个表面，所对应的第二个非球面表面
的形状以及距离，第二表面变化的曲率将能校正像差。如何？这个研究结果是不是让能你
期待未来拥有供更便宜，更好的镜头？
资料来源：Petapixel
本文授权转载自网路天文馆
标签：相机, 新闻, 摄影器材
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1F：→ FlynnZhang: 我国中科展本来想做这个的说 101.14.172.180 07/12 22:40
2F：推 ringohejia: 差不多就这样 111.254.18.99 07/12 22:40
3F：推 serding: 跟楼下想得一样 101.9.192.235 07/12 22:40
4F：→ ipadmini6: 现在都2019了，也太慢 42.73.53.148 07/12 22:40
5F：推 bonfferoni: 恩恩 跟我想的一样 27.242.106.130 07/12 22:40
6F：→ kutkin: 快推 免得被说文组 223.140.138.77 07/12 22:41
7F：嘘 railman: 可以拍毛 111.71.122.104 07/12 22:41
8F：推 watashiD: 意思是影像不会变形了?220.141.118.147 07/12 22:41
9F：→ idam1983: 文组略懂 42.72.158.233 07/12 22:41
10F：→ tonica: 墨西哥...待我们祖国中国来验证 27.52.42.122 07/12 22:41
11F：推 SentLiTryPay: 真的解决老实说蛮屌的 42.76.190.14 07/12 22:42
12F：→ shamanlin: 这能应用在眼镜上吗 61.228.148.92 07/12 22:42
13F：→ kobe30418: 我理论都知道 数学不好没办法证明而已 223.139.57.113 07/12 22:42
14F：推 hy1221: 可以解决手机丑不拉鸡的多镜头吗 27.247.103.25 07/12 22:42
15F：推 jhjhs33504: 不意外 雷文霍克到现在都几百年的历史 220.135.175.72 07/12 22:42
16F：嘘 wintxa: 有说跟没说一样 61.223.138.212 07/12 22:42
17F：推 jerrylin: 这个是用影像後制的意思吧 1.165.188.14 07/12 22:42
18F：推 amethystboy: 有美肌就够了 像差没相差 36.224.62.111 07/12 22:43
19F：推 chenteddy: 有点猛118.166.148.243 07/12 22:43
20F：→ obdv: 更便宜? 当技术免费? 61.224.188.66 07/12 22:44
21F：推 chyou2003: 但是成本提高100ㄅㄟˋ 49.217.165.190 07/12 22:44
22F：推 watashiD: 不是吧?这是用光学吧?影像处理能校正阿220.141.118.147 07/12 22:44
23F：→ watashiD: 谁去缩一下网址好不好XD220.141.118.147 07/12 22:45
24F：推 WLR: 推科学家 101.13.86.177 07/12 22:45
25F：→ jhjhs33504: 也难怪对时间斤斤计较的现在 积极采样 220.135.175.72 07/12 22:46
26F：推 degneva: 算是相机/摄影机新的革命了 1.175.23.109 07/12 22:46
27F：→ watashiD: 2019年人类科技树好像前进很多220.141.118.147 07/12 22:47
28F：→ jhjhs33504: 之後只要花买设备的钱就能用了 220.135.175.72 07/12 22:47
29F：推 ymuit: 推 长知识 122.121.141.77 07/12 22:48
30F：→ clamperni: 也要能量产吧 123.194.83.73 07/12 22:49
31F：→ suckpopo: 我家巷口的玻璃店工读生都会 118.161.26.133 07/12 22:49
32F：推 why8ther: 干 我高中本来想做这个的 180.204.21.199 07/12 22:50
33F：推 extemjin: 先解决缩网址问题再说 1.169.203.145 07/12 22:51
34F：推 newland: 希望以後能够商业化 49.215.255.55 07/12 22:51
35F：嘘 stoke4096: 现在的手机镜头都是非球面镜片，有什 117.136.68.115 07/12 22:51
36F：→ stoke4096: 麽问题吗？ 117.136.68.115 07/12 22:51
37F：嘘 wallpaper: 500条... 125.224.244.48 07/12 22:51
38F：推 Yanten: 翻译: 用算的，反正google也这样搞很久了 42.77.172.230 07/12 22:52
39F：推 watashiD: 那功臣应该是GPU吧220.141.118.147 07/12 22:53
40F：→ wallpaper: 仅发表在AO？ 125.224.244.48 07/12 22:53
41F：推 gogoeggs: 跟我想得一样啊== 110.50.186.6 07/12 22:53
42F：推 herro760920: 如果都能计算模拟出来了为什麽非球面 123.194.1.128 07/12 22:54
43F：→ fallinlove15: 一堆拍照都自动美肌补色 没差吧180.217.198.112 07/12 22:54
44F：推 deii: 大立光崩盘 101.14.199.37 07/12 22:55
45F：→ herro760920: 透镜不能加工成不会有相差的就好，还 123.194.1.128 07/12 22:55
46F：→ herro760920: 要用第二面透镜修正? 123.194.1.128 07/12 22:55
47F：推 k47100014: 那些公式正常人一定看不懂111.252.197.191 07/12 22:56
48F：推 proton: 这可以解决的话申请专利开公司根本赚爆 223.137.70.8 07/12 22:56
49F：推 Ritual: 搞不好产品成本太高 无法实用化 142.169.78.58 07/12 22:56
50F：推 casanovatony: 未看先猜一堆可悲文组在底下幻想 123.193.51.75 07/12 22:56
51F：→ JRSmith: 楼下翻译 36.233.243.160 07/12 22:57
52F：嘘 sali921: 2018新闻现在才发？一定不实用 114.33.29.223 07/12 22:57
53F：嘘 wayne0215: 呵是多厉害？咱鬼岛博士生卖鸡排屌打你 36.226.188.226 07/12 22:57
54F：→ wayne0215: 理论派 36.226.188.226 07/12 22:57
55F：→ Waitaha: 工三小 36.231.189.90 07/12 22:58
56F：推 leterg: 推，不然人家以为我文组 61.227.188.141 07/12 22:58
57F：→ ts01049212: 离轴也能修正吗 123.110.99.69 07/12 22:58
58F：→ sa12e3: 大数据後制要计算快速才有用，同时代价是 110.50.169.62 07/12 22:58
59F：→ sa12e3: 成本。 110.50.169.62 07/12 22:59
60F：推 polestar0505: 没在路上被毒枭枪杀才有机会 42.76.25.141 07/12 22:59
61F：嘘 BoAstala: 谁说手机镜头非球面.... 115.164.77.127 07/12 22:59
62F：推 TyrantTex: 对啦 我想的也差不多 36.233.12.18 07/12 22:59
63F：→ garypay: 推 虽然不知道他在公三小 49.218.12.228 07/12 22:59
64F：嘘 rcak801: 不就是博士论文给个某种设计公式 220.135.86.153 07/12 23:00
65F：推 TRAOI: 非球面镜 容易吧 101.10.16.14 07/12 23:01
66F：推 Xing97302: 嗯嗯 这跟我小学侄子上个月段考题目一 101.12.13.33 07/12 23:01
67F：→ Xing97302: 样 101.12.13.33 07/12 23:01
68F：→ rcak801: 这种论文多到不行每个都要发个新闻? 220.135.86.153 07/12 23:02
69F：推 TomChu: 所以是用演算法？ 118.166.49.50 07/12 23:04
70F：推 seazure2016: 看无 114.46.43.98 07/12 23:10
71F：推 jeeyi345: 这作者三段话好像只有最後一段有资讯， 1.162.40.8 07/12 23:10
72F：→ jeeyi345: 而且只描述一点点 1.162.40.8 07/12 23:11
73F：推 jympin: 不懂耶 球面跟非球面不是都算到烂的东西了 114.32.240.175 07/12 23:12
74F：嘘 darkMood: 屁。 112.104.0.46 07/12 23:13
75F：→ jympin: 不是怀疑他们的结果 是记者写的跨龙某 114.32.240.175 07/12 23:13
76F：推 sazdj: 还好他不是生在台湾 111.82.8.23 07/12 23:14
77F：推 t81511270: 太神啦 对了 在公三小 我看不懂 111.246.78.221 07/12 23:17
78F：→ Zenta: 加工技术做到零误差再说 像差有很多来源 1.164.252.173 07/12 23:20
79F：→ HarryPoter: 酷 39.8.227.197 07/12 23:20
80F：推 jjvh: 这不是一直有人发专利吗，是有必要讲逆 1.34.230.143 07/12 23:21
81F：嘘 simata: 第一个失真。第二个再失真回来。负负得正 1.169.214.159 07/12 23:29
82F：→ simata: ？ 1.169.214.159 07/12 23:29
83F：推 fragmentwing: 这真的猛 甚至能应用到电子显微镜上 42.77.21.82 07/12 23:31
84F：→ fragmentwing: 以後是不是不用背相差公式了 42.77.21.82 07/12 23:31
85F：嘘 stoke4096: 61楼到底懂不懂，手机镜头的镜片都是非 68.183.176.118 07/12 23:35
86F：→ stoke4096: 球面了 68.183.176.118 07/12 23:35
87F：推 andy14: 网美滤镜重要性大於相 39.11.37.216 07/12 23:37
88F：推 chses910372: 搞不好能拿诺贝尔了 118.168.105.86 07/12 23:37
89F：→ andy14: 差 39.11.37.216 07/12 23:37
90F：推 benjelly: 嗯嗯 对对 223.141.77.155 07/12 23:38
91F：嘘 wake7078: 跟我想的一样 123.194.179.82 07/12 23:43
92F：嘘 jessicaabc99: 说大立光的是在搞笑吗 180.204.65.167 07/12 23:51
93F：推 jhangyu: 问题是这个曲线的镜头相较现有非球面镜片 27.52.62.81 07/12 23:52
94F：→ jhangyu: 更难制造 27.52.62.81 07/12 23:52
95F：推 legendmtg: 能够商业化的话 这专利会赚到翻吧 61.124.140.24 07/12 23:54
96F：推 ji394su33000: 第二段少写 牛顿与莱布尼兹还有我啦 123.194.189.35 07/12 23:58
97F：→ ji394su33000: 我们三个都没解决 123.194.189.35 07/12 23:58
98F：推 mitgreat: 我国中科展做这个，可惜评审看不懂 42.74.241.117 07/13 00:00
99F：嘘 chiangburger: ...223.136.189.127 07/13 00:04
100F：推 wayne40230: 可以解决透镜畸变真的厉害 但成本短期 180.217.204.30 07/13 00:11
101F：→ wayne40230: 间应该是无法普及了 180.217.204.30 07/13 00:11
102F：推 chanceiam: 才500条，国中科展的时候被要求算到100 223.136.220.33 07/13 00:15
103F：→ chanceiam: 000条咧 223.136.220.33 07/13 00:16
104F：推 winiS: 快推，不然会被发现看不懂 42.75.179.140 07/13 00:16
105F：→ jjps042896: 怎麽会发在IF只有1.7的期刊 27.52.166.16 07/13 00:23
106F：推 tuxie3212000: 真以为像差只有球差而已喔？ 球差 101.9.244.233 07/13 00:25
107F：推 KlayThompson: 像差又不只一种 高阶像差绝对解不 27.147.25.10 07/13 00:26
108F：→ KlayThompson: 完 27.147.25.10 07/13 00:26
109F：推 ziggyzzz: 我也是这样想的111.250.151.159 07/13 00:29
110F：推 summer7983: 跟我想得差不多 可惜最近在忙别的研究223.136.141.214 07/13 00:47
111F：推 CTTSAI: 解决展开的第二项还有後面N项要处理，这文 115.82.191.58 07/13 00:59
112F：→ CTTSAI: 章没有更深入说明，像差球差场曲畸变 115.82.191.58 07/13 00:59
113F：推 wayhowhown: 嗯嗯 差不多就这样 101.137.54.51 07/13 01:03
114F：推 cloud1030: 所以就不会有distoration, ok!!! 219.68.99.194 07/13 01:12
115F：推 lulocke: 厂商：更便宜 ? 做梦 当然是加价卖 118.169.212.9 07/13 01:14
116F：推 akisumi: 有讲跟没讲一样 114.47.127.202 07/13 01:14
117F：推 cathyznzn: 赶快推一下免得被别人发现我看不懂 42.74.197.93 07/13 01:19
118F：推 GRUAVAer: 所以透镜变成一面是球面镜另一面是非球 140.115.216.5 07/13 01:24
119F：→ GRUAVAer: 面镜？ 140.115.216.5 07/13 01:24
120F：推 zxnstu3104: 伟哉博士 114.47.140.46 07/13 01:39
121F：→ WWIII: 我文组 做等翻译 49.218.81.235 07/13 01:40
122F：嘘 fhsh115: 很难吗 这就我幼稚园毕业论文啊？？？？ 27.52.0.202 07/13 01:40
123F：嘘 BIGKAO: 三小国中文章 36.229.222.183 07/13 01:41
124F：→ BIGKAO: 那期刊IF超低... 36.229.222.183 07/13 01:41
125F：推 theophilus: 这些我都懂，但鸽子为什麽那麽大 101.14.208.169 07/13 01:42
126F：推 satanbaby: 我国小提出这理论，但老师不理我 42.77.30.198 07/13 02:14
127F：推 PF30: 比较想要知道，知道这个公式之後除了直接做 114.24.96.33 07/13 02:50
128F：→ PF30: 出公式的非球面镜，能不能用在数位修正上 114.24.96.33 07/13 02:52
129F：推 selvester: 在想为什麽不能纪录光场 再後处理… 27.52.67.212 07/13 03:06
130F：推 murai111: 发在AO也要报，白痴记者 166.176.185.76 07/13 03:33
131F：推 keny80206: 我也是这样想的 118.150.49.208 07/13 03:34
132F：→ murai111: 非球面镜修像差根本废话 166.176.185.76 07/13 03:34
133F：推 iosian: 我都用针孔 68.36.84.106 07/13 03:41
134F：推 jack41402: 猛 49.215.141.19 07/13 03:52
135F：推 hugoyo: 能不能去Nature找文章写，写这种东西... 31.16.251.225 07/13 04:16
136F：→ k1220790108: 这文章不知道在供三小... 213.127.75.116 07/13 04:40
137F：→ k1220790108: 可以多孤狗四大最新的物镜设计了解吗 213.127.75.116 07/13 04:42
138F：推 ohmylove347: 天文望远镜大概会提升一个level了 118.171.125.32 07/13 05:11
139F：推 arrenwu: 所以是他吗的有没有解决问题？ 71.198.27.180 07/13 05:30
140F：推 mury1414: 跟我想的一样 114.26.146.70 07/13 05:40
141F：嘘 flyslider: 八成软体调的 物理根本无法克服 51.52.235.177 07/13 05:51
142F：嘘 patentstm: ..... 内文说的跟标题完全不一样... 115.82.154.215 07/13 06:03
143F：推 tio2catalyst: 一部分也是归功於电脑越来越好吧 36.234.118.202 07/13 06:20
144F：嘘 verydolungbe: 结果照片被修图软体修到还是失真 223.136.128.20 07/13 06:46
145F：推 rayonwu: 推111.240.136.138 07/13 06:54
146F：推 BlackCoal: 这种透镜要怎麽磨 114.27.112.2 07/13 07:06
147F：推 znck: PS起来 114.41.12.20 07/13 07:10
148F：推 LLika: 文组的起手式：不懂装懂 123.195.46.35 07/13 07:14
149F：→ eayterrr: 嗯 完全看不懂 101.15.140.207 07/13 07:17
150F：推 ashura1234: 当初哈伯好像就是因为球面像差出过包 107.220.69.28 07/13 08:05
151F：推 gugugaga: 其实就是跑模拟而已111.251.218.130 07/13 08:15
152F：推 ddd1935: 太有成就不能毕业 111.82.158.59 07/13 08:38
153F：推 Gamelop: 第一个透镜後面加个透镜解决像差，有问题 110.50.152.213 07/13 08:46
154F：→ Gamelop: 就後面再加一个 110.50.152.213 07/13 08:46
155F：推 joydow: 还可以 但500条路径有点不足 再找200条下 42.74.3.243 07/13 08:58
156F：→ magicsonic: 这篇到底在写什麽，他到底要表达什麽 1.124.104.234 07/13 09:01
157F：→ magicsonic: ？ 1.124.104.234 07/13 09:01
158F：推 mdkn35: 五百条光线足够模拟现实状况？ 118.170.119.65 07/13 10:08
159F：嘘 tonytonyjan: 反诈骗 101.12.147.160 07/13 13:03
160F：推 Beetch: 手机非球面.. 114.136.97.112 07/13 14:32
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
※ 转录者: YOPOYOPO (1.160.214.115 台湾), 07/13/2019 18:05:11
161F：推 carpfish: 理论....阿技术上就是做不到啊...... 07/14 12:50
162F：推 XinYuan: 推一个，但效果对模拟条数的敏感度有多少呢?! 07/18 12:38
163F：推 Chilloutt: 光一堆弧角的衔接误差就讨论不完了XD 08/24 10:54
164F：推 uhawae: 好屌 08/30 21:02