Введение

Звезда Зименса, или мишень со спицами, – это устройство, используемое для проверки разрешения оптических приборов, принтеров и дисплеев. Она состоит из ярких "спиц" на темном фоне, расходящихся из общего центра и расширяющихся по мере удаления от него. По замыслу, спицы сходятся только в точном центре звезды – сами спицы и промежутки между ними становятся все уже по мере приближения к центру, но нигде, кроме центра, не соприкасаются. Однако при печати или отображении на устройстве с ограниченным разрешением спицы начинают соприкасаться на некотором расстоянии от центра. Наименьший видимый зазор определяется минимальным размером точки чернил, которую способен воспроизвести принтер, что делает звезду Зименса полезным инструментом для сравнения разрешения двух принтеров (DPI). Аналогично, ее можно использовать для оценки оптического разрешения камеры, фотографируя звезду Зименса, напечатанную в высоком разрешении, и сравнивая снимки, полученные с разных камер, чтобы определить, какая из них лучше сохранила детали в центре. В области видеопроизводства, где она часто называется картой настройки заднего фокуса, звезда Зименса широко применяется для регулировки заднего фокуса сменных объективов. Она также используется во время кино- и видеосъемок для помощи в настройке фокуса в сложных ситуациях. Звезды Зименса похожи на узор солнечных лучей, используемый в качестве фона в графическом дизайне, например, на военно-морском флаге Японии, флаге ВВС России и королевском штандарте Иордании. Они привлекают внимание к определенной точке на изображении. При оптическом размытии, вызванном дефокусом, звезда Зименса (как и любой периодический узор) порождает феномен ложного разрешения, превышающего предел разрешения, то есть в направлении к центру звезды Зименса. (Ложное разрешение напоминает алиасинг, но является чисто оптическим явлением и возникает без необходимости в пикселях.) Это приводит к инверсии полярности полос: черные полосы появляются на месте белых и наоборот (и дальнейшие инверсии происходят ближе к центру). (Иллюстрация в разделе «Функция передачи» демонстрирует ложное разрешение, вызванное размытием.) При взгляде на звезду Зименса с немного расфокусированным зрением, например, без очков или при отведении взгляда, это проявляется как мерцающее кольцо вокруг центра звезды Зименса, размер которого меняется в зависимости от расстояния до наблюдателя. Звезда была разработана компанией Siemens & Halske AG (ныне Siemens) в 1930-х годах для тестирования объективов узкопленочных камер Siemens.