Curs 2010-11
Enginyeria Òptica (21608)
Titulació/estudi: Grau en Enginyeria de Sistemes Audiovisuals
Curs: segon
Trimestre: segon
Nombre de crèdits ECTS: 4 crèdits
Hores de dedicació de l'estudiant: 100 hores
Llengua o llengües de la docència: castellà
Professor: Marcelo Bertalmío
1. Presentació de l'assignatura
L'assignatura comprèn els fonaments físics i geomètrics de l'òptica, els sistemes òptics amb els seus components i característiques i les propietats de les càmeres digitals de fotografia i vídeo.
2. Prerequisits per al seguiment de l'itinerari formatiu
És recomanable tenir un bon coneixement de matemàtiques, programació i ones.
3. Competències que s'han d'assolir
- Coneixement del funcionament dels sistemes òptics, les seves possibilitats i limitacions.
- Implementació de mètodes per a aplicacions reals.
- Repàs d'eines matemàtiques (geometria, àlgebra i anàlisi).
- Pràctica en programació (codi eficient i clar i documentació).
- Recerca bibliogràfica i comprensió d'articles científics.
- Treball en equip: organització i comunicació.
4. Continguts
- Òptica teòrica
Llum i energia
Dualitat ona-partícula, espectre electromagnètic, interacció llum-matèria, diagrames de rajos.
Formació d'imatges per reflexió
Imatges virtuals, miralls corbs, imatges d'imatges, distància focal, magnificació.
Formació d'imatges per refracció
Propietats refractives dels materials, llei de Snell.
- Sistemes òptics
Components de sistemes òptics
Lents, miralls, prismes, fibra òptica, LCDs, LEDs i CCDs.
Aberracions
De superfície, esfèrica, coma, astigmatisme, curvatura, distorsió, disseny de lents.
Característiques i propietats d'una lent
Stops, pupil·les, finestra, vignetting, potència de cobertura, potència de resolució. Distància focal, obertura, camp de visió, forma i rendiment.
Alguns tipus de sistemes òptics
Sistemes de copiat, impressió, projecció, fotometria, fotografia i vídeo.
- Càmeres
Calibrar una càmera
Localització del punt principal, distància principal, mètodes de laboratori.
Focus
Mètodes d'enfocar un sistema òptic, profunditat de camp.
Rang dinàmic
Definició, corba de resposta de la càmera, temps d'exposició, bracketing, creació d'imatges HDR i tone mapping.
Viewfinders
Sistemes directes, de pantalla i càmeres Reflex.
Artefactes en imatges digitals
Aliasing, mosaicking, artefactes de compressió i interlacing.
Óptica per a imatges 3D
Percepció visual de l'espai, fotografia estèreo i projecció estèreo.
5. Avaluació
Avaluació: pràctiques (50%), teoria (50%), cada part s'aprova independentment.
Hi ha tres pràctiques i s'avaluen successivament durant el trimestre. Es realitzen en equips de tres persones i s'avaluen mitjançant entregues (informe i codi comentat) i una defensa oral (preguntes individuals). En el cas de no aprovar les pràctiques durant el trimestre, l'estudiant haurà de realitzar un treball pràctic individual per a la convocatòria de setembre.
La teoria s'avalua en un examen escrit al final del trimestre. En cas d'aprovar les pràctiques però suspendre la teoria, la nota de pràctiques es guarda per a la convocatòria de setembre, però no per al curs següent.
6. Metodologia
Metodologia per a les classes de teoria
Classes magistrals on s'evita intencionadament l'ús de presentacions de l'estil Power-point.
Metodologia per a les classes de seminaris
En petits grups es resolen exercicis, es comenten articles científics o es presenten els treballs realitzats en les pràctiques.
Metodologia per a les classes de pràctiques
Adquisició d'imatges en el laboratori, processament d'aquestes imatges mitjançant el programari ja existent o creat pels alumnes. Tot el programari utilitzat és de codi obert i s'han de realitzar les pràctiques en C++ amb Linux. S'ha pres aquesta decisió amb el benentès que als estudiants no se'ls hauria d'exigir la realització de pràctiques utilitzant un programari propietari o de pagament, ja que això comportaria el fet que només es pogués treballar en els ordinadors de la universitat (que paga llicència per a aquests programes), amb la consegüent restricció pel que fa a les possibilitats de treballar còmodament a les pràctiques; o bé seria un estímul de pirateria de programari ja que es convidaria els alumnes que, si volen treballar des de casa, comprin el programari o obtinguin còpies il·legals.
7. Bibliografia i recursos didàctics
Recursos d'informació procedents de diverses fonts: Biblioteca o d'altres; així com d'altres recursos docents necessaris per al procés d'aprenentatge.
Es tracta de classificar-los d'acord amb criteris diversos: la tipologia del recurs i el grau d'incidència amb l'aprenentatge proposat en l'assignatura.
7.1. Bibliografia bàsica (suport paper i electrònic)
"Applied photographic optics", 3rd Edition. Sidney F. Ray. Focal Press, 2002.
"Optics". http://www.lightandmatter.com/area1book5.html
8. Programació d'activitats
|
Setmana |
Teoria |
Seminaris |
Pràctiques |
Estudi (personal) |
Pràctiques (personal) |
Total hores |
|
1 |
Òptica teòrica (1,2) |
|
|
5 |
|
9 |
|
2 |
Óptica teòrica (3) |
Òptica geomètrica (1) |
|
4 |
|
7 |
|
3 |
Sistemes òptics (4) |
Òptica geomètrica (2,3) |
|
5 |
|
9 |
|
4 |
Sistemes òptics (5) |
Sistemes òptics (4) |
|
5 |
|
8 |
|
5 |
Sistemes òptics (6) |
Preparació laboratori (5) |
|
4 |
|
7 |
|
6 |
Càmeres (7) |
Sistemes òptics (6) |
Pràctica 1 (1) |
5 |
3 |
13 |
|
7 |
Càmeres (8) |
Presentació pràctica 1 (7) |
Pràctica 2 (2) |
4 |
3 |
12 |
|
8 |
Càmeres (9) |
Presentació pràctica 2 (8) |
Pràctica 3 (3) |
4 |
3 |
12 |
|
9 |
|
Sistemes òptics (9) |
Pràctica 3 (4) |
4 |
3 |
10 |
|
10 |
|
Presentació pràctica 3 (10) |
|
4 |
|
5 |
|
11 |
|
|
|
|
|
8 (examen) |
|
|
18 |
10 |
8 |
44 |
12 |
100 |