作者YOPOYOPO (痔瘡小天使。)
看板PhD
標題Fw: [爆卦] 像差再見！博士生解決長達2000年的光學
時間Sat Jul 13 18:05:11 2019
※ [本文轉錄自 Gossiping 看板 #1TA9lCKZ ]
作者: KanzakiHAria (神崎・H・アリア) 看板: Gossiping
標題: [爆卦] 像差再見！博士生解決長達2000年的光學
時間: Fri Jul 12 22:40:10 2019
像差再見！博士生解決長達2000年的光學問題
網路天文館 網路天文館 發表於 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
像差再見！博士生解決長達2000年的光學問題
當你從相機觀景窗望出時，會發現影像似乎有些模糊。即使購買最昂貴的鏡頭，問題仍然
存在，通常是中心的影像很清楚，但角落仍然有點模糊，或許這不是鏡頭製造商的錯，而
是光學設計問題。早在兩千多年前，希臘數學家狄奧克勒斯（Diocles），在著作「
Burning Mirrors」就提出這個問題。
這問題稱為像差（Aberration），由於鏡片表面以球面磨製，鏡片各區域因為折射角度的
差異，使得透鏡除了中心區以外，光線不會在相同焦點聚焦。惠更斯在其1690年出版的《
光論》(Treatise on light)也指出此問題、牛頓與萊布尼茲也都試圖解決，但全部失敗
。（但值得一提的是，牛頓發明反射式望遠鏡解決色差，但球面像差卻沒能解決。）
在1949年，物理學家Wasserman和Wolf提出如何設計一個沒有球面像差的鏡頭，因此這問
題又稱為Wasserman-Wolf問題。他們建議使用非球面鏡片校正球面和彗形像差，但因為鏡
面曲率是數值分析計算得到的近似值而非精確值，而且非球面鏡片極難製造，因此效果有
限且造價昂貴！這就是目前精密光學的現況。
像差再見！博士生解決長達2000年的光學問題
2018年墨西哥國立自治大學（UNAM）2位博士生解決長達2000年的問題，並發表在
Applied Optics期刊上。他們提出鏡片的曲率公式，之後以電腦模擬500條光學路徑，得
到滿意的數值結果。在公式中他們給了根據透鏡第一個表面，所對應的第二個非球面表面
的形狀以及距離，第二表面變化的曲率將能校正像差。如何？這個研究結果是不是讓能你
期待未來擁有供更便宜，更好的鏡頭？
資料來源：Petapixel
本文授權轉載自網路天文館
標籤：相機, 新聞, 攝影器材
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1F：→ FlynnZhang: 我國中科展本來想做這個的說 101.14.172.180 07/12 22:40
2F：推 ringohejia: 差不多就這樣 111.254.18.99 07/12 22:40
3F：推 serding: 跟樓下想得一樣 101.9.192.235 07/12 22:40
4F：→ ipadmini6: 現在都2019了，也太慢 42.73.53.148 07/12 22:40
5F：推 bonfferoni: 恩恩 跟我想的一樣 27.242.106.130 07/12 22:40
6F：→ kutkin: 快推 免得被說文組 223.140.138.77 07/12 22:41
7F：噓 railman: 可以拍毛 111.71.122.104 07/12 22:41
8F：推 watashiD: 意思是影像不會變形了?220.141.118.147 07/12 22:41
9F：→ idam1983: 文組略懂 42.72.158.233 07/12 22:41
10F：→ tonica: 墨西哥...待我們祖國中國來驗證 27.52.42.122 07/12 22:41
11F：推 SentLiTryPay: 真的解決老實說蠻屌的 42.76.190.14 07/12 22:42
12F：→ shamanlin: 這能應用在眼鏡上嗎 61.228.148.92 07/12 22:42
13F：→ kobe30418: 我理論都知道 數學不好沒辦法證明而已 223.139.57.113 07/12 22:42
14F：推 hy1221: 可以解決手機醜不拉雞的多鏡頭嗎 27.247.103.25 07/12 22:42
15F：推 jhjhs33504: 不意外 雷文霍克到現在都幾百年的歷史 220.135.175.72 07/12 22:42
16F：噓 wintxa: 有說跟沒說一樣 61.223.138.212 07/12 22:42
17F：推 jerrylin: 這個是用影像後製的意思吧 1.165.188.14 07/12 22:42
18F：推 amethystboy: 有美肌就夠了 像差沒相差 36.224.62.111 07/12 22:43
19F：推 chenteddy: 有點猛118.166.148.243 07/12 22:43
20F：→ obdv: 更便宜? 當技術免費? 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?這是用光學吧?影像處理能校正阿220.141.118.147 07/12 22:44
23F：→ watashiD: 誰去縮一下網址好不好XD220.141.118.147 07/12 22:45
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25F：→ jhjhs33504: 也難怪對時間斤斤計較的現在 積極採樣 220.135.175.72 07/12 22:46
26F：推 degneva: 算是相機/攝影機新的革命了 1.175.23.109 07/12 22:46
27F：→ watashiD: 2019年人類科技樹好像前進很多220.141.118.147 07/12 22:47
28F：→ jhjhs33504: 之後只要花買設備的錢就能用了 220.135.175.72 07/12 22:47
29F：推 ymuit: 推 長知識 122.121.141.77 07/12 22:48
30F：→ clamperni: 也要能量產吧 123.194.83.73 07/12 22:49
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32F：推 why8ther: 幹 我高中本來想做這個的 180.204.21.199 07/12 22:50
33F：推 extemjin: 先解決縮網址問題再說 1.169.203.145 07/12 22:51
34F：推 newland: 希望以後能夠商業化 49.215.255.55 07/12 22:51
35F：噓 stoke4096: 現在的手機鏡頭都是非球面鏡片，有什 117.136.68.115 07/12 22:51
36F：→ stoke4096: 麼問題嗎？ 117.136.68.115 07/12 22:51
37F：噓 wallpaper: 500條... 125.224.244.48 07/12 22:51
38F：推 Yanten: 翻譯: 用算的，反正google也這樣搞很久了 42.77.172.230 07/12 22:52
39F：推 watashiD: 那功臣應該是GPU吧220.141.118.147 07/12 22:53
40F：→ wallpaper: 僅發表在AO？ 125.224.244.48 07/12 22:53
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42F：推 herro760920: 如果都能計算模擬出來了為什麼非球面 123.194.1.128 07/12 22:54
43F：→ fallinlove15: 一堆拍照都自動美肌補色 沒差吧180.217.198.112 07/12 22:54
44F：推 deii: 大立光崩盤 101.14.199.37 07/12 22:55
45F：→ herro760920: 透鏡不能加工成不會有相差的就好，還 123.194.1.128 07/12 22:55
46F：→ herro760920: 要用第二面透鏡修正? 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: 這可以解決的話申請專利開公司根本賺爆 223.137.70.8 07/12 22:56
49F：推 Ritual: 搞不好產品成本太高 無法實用化 142.169.78.58 07/12 22:56
50F：推 casanovatony: 未看先猜一堆可悲文組在底下幻想 123.193.51.75 07/12 22:56
51F：→ JRSmith: 樓下翻譯 36.233.243.160 07/12 22:57
52F：噓 sali921: 2018新聞現在才發？一定不實用 114.33.29.223 07/12 22:57
53F：噓 wayne0215: 呵是多厲害？咱鬼島博士生賣雞排屌打你 36.226.188.226 07/12 22:57
54F：→ wayne0215: 理論派 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，不然人家以為我文組 61.227.188.141 07/12 22:58
57F：→ ts01049212: 離軸也能修正嗎 123.110.99.69 07/12 22:58
58F：→ sa12e3: 大數據後製要計算快速才有用，同時代價是 110.50.169.62 07/12 22:58
59F：→ sa12e3: 成本。 110.50.169.62 07/12 22:59
60F：推 polestar0505: 沒在路上被毒梟槍殺才有機會 42.76.25.141 07/12 22:59
61F：噓 BoAstala: 誰說手機鏡頭非球面.... 115.164.77.127 07/12 22:59
62F：推 TyrantTex: 對啦 我想的也差不多 36.233.12.18 07/12 22:59
63F：→ garypay: 推 雖然不知道他在公三小 49.218.12.228 07/12 22:59
64F：噓 rcak801: 不就是博士論文給個某種設計公式 220.135.86.153 07/12 23:00
65F：推 TRAOI: 非球面鏡 容易吧 101.10.16.14 07/12 23:01
66F：推 Xing97302: 嗯嗯 這跟我小學姪子上個月段考題目一 101.12.13.33 07/12 23:01
67F：→ Xing97302: 樣 101.12.13.33 07/12 23:01
68F：→ rcak801: 這種論文多到不行每個都要發個新聞? 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: 看無 114.46.43.98 07/12 23:10
71F：推 jeeyi345: 這作者三段話好像只有最後一段有資訊， 1.162.40.8 07/12 23:10
72F：→ jeeyi345: 而且只描述一點點 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爛的東西了 114.32.240.175 07/12 23:12
74F：噓 darkMood: 屁。 112.104.0.46 07/12 23:13
75F：→ jympin: 不是懷疑他們的結果 是記者寫的跨龍某 114.32.240.175 07/12 23:13
76F：推 sazdj: 還好他不是生在台灣 111.82.8.23 07/12 23:14
77F：推 t81511270: 太神啦 對了 在公三小 我看不懂 111.246.78.221 07/12 23:17
78F：→ Zenta: 加工技術做到零誤差再說 像差有很多來源 1.164.252.173 07/12 23:20
79F：→ HarryPoter: 酷 39.8.227.197 07/12 23:20
80F：推 jjvh: 這不是一直有人發專利嗎，是有必要講逆 1.34.230.143 07/12 23:21
81F：噓 simata: 第一個失真。第二個再失真回來。負負得正 1.169.214.159 07/12 23:29
82F：→ simata: ？ 1.169.214.159 07/12 23:29
83F：推 fragmentwing: 這真的猛 甚至能應用到電子顯微鏡上 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：噓 stoke4096: 61樓到底懂不懂，手機鏡頭的鏡片都是非 68.183.176.118 07/12 23:35
86F：→ stoke4096: 球面了 68.183.176.118 07/12 23:35
87F：推 andy14: 網美濾鏡重要性大於相 39.11.37.216 07/12 23:37
88F：推 chses910372: 搞不好能拿諾貝爾了 118.168.105.86 07/12 23:37
89F：→ andy14: 差 39.11.37.216 07/12 23:37
90F：推 benjelly: 嗯嗯 對對 223.141.77.155 07/12 23:38
91F：噓 wake7078: 跟我想的一樣 123.194.179.82 07/12 23:43
92F：噓 jessicaabc99: 說大立光的是在搞笑嗎 180.204.65.167 07/12 23:51
93F：推 jhangyu: 問題是這個曲線的鏡頭相較現有非球面鏡片 27.52.62.81 07/12 23:52
94F：→ jhangyu: 更難製造 27.52.62.81 07/12 23:52
95F：推 legendmtg: 能夠商業化的話 這專利會賺到翻吧 61.124.140.24 07/12 23:54
96F：推 ji394su33000: 第二段少寫 牛頓與萊布尼茲還有我啦 123.194.189.35 07/12 23:58
97F：→ ji394su33000: 我們三個都沒解決 123.194.189.35 07/12 23:58
98F：推 mitgreat: 我國中科展做這個，可惜評審看不懂 42.74.241.117 07/13 00:00
99F：噓 chiangburger: ...223.136.189.127 07/13 00:04
100F：推 wayne40230: 可以解決透鏡畸變真的厲害 但成本短期 180.217.204.30 07/13 00:11
101F：→ wayne40230: 間應該是無法普及了 180.217.204.30 07/13 00:11
102F：推 chanceiam: 才500條，國中科展的時候被要求算到100 223.136.220.33 07/13 00:15
103F：→ chanceiam: 000條咧 223.136.220.33 07/13 00:16
104F：推 winiS: 快推，不然會被發現看不懂 42.75.179.140 07/13 00:16
105F：→ jjps042896: 怎麼會發在IF只有1.7的期刊 27.52.166.16 07/13 00:23
106F：推 tuxie3212000: 真以為像差只有球差而已喔？ 球差 101.9.244.233 07/13 00:25
107F：推 KlayThompson: 像差又不只一種 高階像差絕對解不 27.147.25.10 07/13 00:26
108F：→ KlayThompson: 完 27.147.25.10 07/13 00:26
109F：推 ziggyzzz: 我也是這樣想的111.250.151.159 07/13 00:29
110F：推 summer7983: 跟我想得差不多 可惜最近在忙別的研究223.136.141.214 07/13 00:47
111F：推 CTTSAI: 解決展開的第二項還有後面N項要處理，這文 115.82.191.58 07/13 00:59
112F：→ CTTSAI: 章沒有更深入說明，像差球差場曲畸變 115.82.191.58 07/13 00:59
113F：推 wayhowhown: 嗯嗯 差不多就這樣 101.137.54.51 07/13 01:03
114F：推 cloud1030: 所以就不會有distoration, ok!!! 219.68.99.194 07/13 01:12
115F：推 lulocke: 廠商：更便宜 ? 做夢 當然是加價賣 118.169.212.9 07/13 01:14
116F：推 akisumi: 有講跟沒講一樣 114.47.127.202 07/13 01:14
117F：推 cathyznzn: 趕快推一下免得被別人發現我看不懂 42.74.197.93 07/13 01:19
118F：推 GRUAVAer: 所以透鏡變成一面是球面鏡另一面是非球 140.115.216.5 07/13 01:24
119F：→ GRUAVAer: 面鏡？ 140.115.216.5 07/13 01:24
120F：推 zxnstu3104: 偉哉博士 114.47.140.46 07/13 01:39
121F：→ WWIII: 我文組 做等翻譯 49.218.81.235 07/13 01:40
122F：噓 fhsh115: 很難嗎 這就我幼稚園畢業論文啊？？？？ 27.52.0.202 07/13 01:40
123F：噓 BIGKAO: 三小國中文章 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: 這些我都懂，但鴿子為什麼那麼大 101.14.208.169 07/13 01:42
126F：推 satanbaby: 我國小提出這理論，但老師不理我 42.77.30.198 07/13 02:14
127F：推 PF30: 比較想要知道，知道這個公式之後除了直接做 114.24.96.33 07/13 02:50
128F：→ PF30: 出公式的非球面鏡，能不能用在數位修正上 114.24.96.33 07/13 02:52
129F：推 selvester: 在想為什麼不能紀錄光場 再後處理… 27.52.67.212 07/13 03:06
130F：推 murai111: 發在AO也要報，白癡記者 166.176.185.76 07/13 03:33
131F：推 keny80206: 我也是這樣想的 118.150.49.208 07/13 03:34
132F：→ murai111: 非球面鏡修像差根本廢話 166.176.185.76 07/13 03:34
133F：推 iosian: 我都用針孔 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找文章寫，寫這種東西... 31.16.251.225 07/13 04:16
136F：→ k1220790108: 這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鏡設計了解嗎 213.127.75.116 07/13 04:42
138F：推 ohmylove347: 天文望遠鏡大概會提升一個level了 118.171.125.32 07/13 05:11
139F：推 arrenwu: 所以是他嗎的有沒有解決問題？ 71.198.27.180 07/13 05:30
140F：推 mury1414: 跟我想的一樣 114.26.146.70 07/13 05:40
141F：噓 flyslider: 八成軟體調的 物理根本無法克服 51.52.235.177 07/13 05:51
142F：噓 patentstm: ..... 內文說的跟標題完全不一樣... 115.82.154.215 07/13 06:03
143F：推 tio2catalyst: 一部分也是歸功於電腦越來越好吧 36.234.118.202 07/13 06:20
144F：噓 verydolungbe: 結果照片被修圖軟體修到還是失真 223.136.128.20 07/13 06:46
145F：推 rayonwu: 推111.240.136.138 07/13 06:54
146F：推 BlackCoal: 這種透鏡要怎麼磨 114.27.112.2 07/13 07:06
147F：推 znck: PS起來 114.41.12.20 07/13 07:10
148F：推 LLika: 文組的起手式：不懂裝懂 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: 當初哈伯好像就是因為球面像差出過包 107.220.69.28 07/13 08:05
151F：推 gugugaga: 其實就是跑模擬而已111.251.218.130 07/13 08:15
152F：推 ddd1935: 太有成就不能畢業 111.82.158.59 07/13 08:38
153F：推 Gamelop: 第一個透鏡後面加個透鏡解決像差，有問題 110.50.152.213 07/13 08:46
154F：→ Gamelop: 就後面再加一個 110.50.152.213 07/13 08:46
155F：推 joydow: 還可以 但500條路徑有點不足 再找200條下 42.74.3.243 07/13 08:58
156F：→ magicsonic: 這篇到底在寫什麼，他到底要表達什麼 1.124.104.234 07/13 09:01
157F：→ magicsonic: ？ 1.124.104.234 07/13 09:01
158F：推 mdkn35: 五百條光線足夠模擬現實狀況？ 118.170.119.65 07/13 10:08
159F：噓 tonytonyjan: 反詐騙 101.12.147.160 07/13 13:03
160F：推 Beetch: 手機非球面.. 114.136.97.112 07/13 14:32
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
※ 轉錄者: YOPOYOPO (1.160.214.115 臺灣), 07/13/2019 18:05:11
161F：推 carpfish: 理論....阿技術上就是做不到啊...... 07/14 12:50
162F：推 XinYuan: 推一個，但效果對模擬條數的敏感度有多少呢?! 07/18 12:38
163F：推 Chilloutt: 光一堆弧角的銜接誤差就討論不完了XD 08/24 10:54
164F：推 uhawae: 好屌 08/30 21:02