Fotometrik doğruluk için doğrusal ışık tepkisi iyi olan kamera?


9

Odaları ve mekanları içeride, kapalı alanları dışarıda fotoğraflamak ve iyi aydınlatma ölçümleri almak istiyorum. Işık kaynakları güneş, gökyüzü ve yapay olacaktır. Başka bir kullanım, bu yansıtıcılıkların doğru ölçümlerini almak için malzemeleri çeşitli yansıtıcılıklarla yan yana fotoğraflamaktır.

Fiziği idare edebilirim - steradian metrekare başına watt ve tüm bunlar. Piksel değerlerinin fiziksel aydınlatma ile orantılı olduğundan emin olabileceğim bir kameraya ihtiyacım var - dahili gama düzeltmesi veya eğrileri veya diğer geliştirmeler vb.

RAW kullanabilirdim ancak daha küçük boyutlar için normal formatlar kullanmayı tercih ederim. Coure 8-bit / kanal formatları bana sadece 256 farklı değer verecektir; Bununla yaşayabilirim, çünkü geniş çapta pozlamaları destekleyebilirim. Endişelenecek bir hareket yok.

Hangi kullanıma hazır kameralar bu kullanım için en uygun? Veya alternatif olarak, belirli bir kamera doğrusallık ve doğruluk için nasıl test edilir?


Ben "fotometri" ve "kalibrasyon", belki "bilimsel yararlılık" falan etiketleri oluşturmak istiyorum, ama şu anda çok düşük puan var!
DarenW

Artık birçok kamerada mutlu bir uzlaşma olabilecek bir sRAW formatı var. Muhtemelen bildiğiniz gibi, sıradan formatların daha küçük olmasının nedeni sıkıştırmadan kaynaklanmaktadır, bu nedenle sonuçtaki jpeg ne kadar nötr olursa olsun, görüntünün belirli piksellerinde hala veri kaybı olacaktır.
Alan

Yanıtlar:


8

Bilimsel bir görüntüleme cihazına ihtiyacınız var gibi görünüyor. Bu şeylerle çalışırken, bilimsel sınıf CCD görüntüleme cihazlarının @Guffa tarafından tartışılan görüntüleyicilerin aksine, insan tarafından bilinen en doğrusal cihazlar olduğu söylendi. Fotometrik, pco (sensicam) veya astrofotografi veya mikroskopi için yapılmış kameralardan bahsediyorum.

Bu görüntüleyiciler, ticari sınıf görüntüleme cihazlarından farklıdır:

  • Objektif yok. Bunu sağlamak zorundasınız; bu saf bir dedektör. Montaj tipik olarak C veya F montajıdır.
  • Sıcak pikseller veya soğuk pikseller yoktur (en azından $ 20k / chip aralığında). Varsa, değiştirme için üreticiye geri dönün.
  • Birkaç yıl önce, 1280x1024x8fps çok iyi kabul edildi. Belki o zamandan beri büyüdüler, bilmiyorum.
  • Bölme yapabilirsiniz (cihazın hassasiyetini artırmak ve uzamsal çözünürlüğü azaltmak için pikselleri birleştirebilirsiniz).
  • Cihazdan piksel okuma mantığı çok iyi. Daha eski (on yıldan fazla) cihazlarda, çipin kenarındaki Analog / Dijital dönüştürücüdeki değeri okumak için piksel değerlerini bir pikselden diğerine taşırken hafif bir hata oluştu. Modern cihazlarda bu hata aslında sıfırdır. Bunu, her pikselde okumanın gerçekleştiği CMOS görüntüleyicilerle karşılaştırın (ve A / D dönüşümü pikselden piksele aynı olmayabilir).
  • Çip, gürültüyü en aza indirgemek için genellikle -20 ila -40 C'ye soğutulur.
  • Üreticinin spesifikasyonunun bir kısmı Kuantum Verimliliği veya bir fotonun elektrona dönüştürülme ve kaydedilme şansı yüzdesidir. Geri ince bir CCD, yeşil (450nm) bir foton için yaklaşık% 70-90 QE'ye sahip olabilirken, diğerleri% 25-45 aralığında daha fazla olabilir.
  • Bu görüntüleyiciler saf siyah ve beyazdır, üretici tarafından belirtilen ve IR ve UV aralıklarına girebilen bir spektrum kaydeder. Çoğu cam UV'yi kesecektir (geçmesine izin vermek için özel cam veya kuvars almanız gerekir), ancak IR muhtemelen biraz daha filtrelemeye ihtiyaç duyacaktır.

Bu ayrımların toplamı, her bir pikselin değerinin, pikselin fiziksel konumuna çarpan fotonların sayısıyla çok yüksek düzeyde korele olduğu anlamına gelir. Ticari bir kamerayla, piksellerin birbiriyle aynı şekilde davranacağını (ve aslında yapmadıkları iyi bir bahsi) ya da görüntüden görüntüye aynı şekilde davrandıklarını garanti etmezsiniz.

Bu cihaz sınıfı ile, herhangi bir piksel için gürültü sınırları dahilinde kesin akı miktarını bilirsiniz. Görüntü ortalaması, paraziti ele almanın en iyi yolu olur.

Bu bilgi düzeyi, istediğiniz şey için çok fazla olabilir. Ticari sınıfa gitmeniz gerekiyorsa, işte bir yol:

  • Sigma görüntüleme çipi (Foveon) edinin. Bunlar başlangıçta bilimsel görüntüleme pazarı için yapılmıştır. Bu çipin avantajı, piksel modelinin üst üste gelmediği bir Bayer sensörü kullanmak yerine her pikselin kırmızı, yeşil ve mavi birbiriyle örtüşmesidir.
  • Bu kamerayı yalnızca iso 100'de kullanın. Diğer iso'lara gitmeyin.
  • Kamerayı, bilinen bir mesafeden bilinen bir ışık kaynağının önüne yerleştirin. Bu aydınlatma ne kadar düz olursa (yani, kameranın kenarından kenarına gider), o kadar iyidir.
  • Belirli bir pozlama süresinde görüntü kaydedin ve ardından sensördeki görünür akıyı değiştirmek için pozlama süresini değiştirin veya ışık kaynağınızı değiştirin.
  • Bu görüntü kümesinden, bilinen bir akı için ortalama piksel değerini kırmızı, yeşil ve mavi olarak gösteren bir eğri oluşturun. Bu şekilde, piksel yoğunluğunu akıya çevirebilirsiniz.
  • Tamamen düz bir aydınlatma profiliniz varsa, lens viz kenarının düşme davranışını da tanımlayabilirsiniz.

Buradan, cevabın ne olduğunu bildiğiniz ve eğrilerinizi doğruladığınız kontrollü koşullarda bir odanın (veya başka bir şeyin) fotoğrafını çekebilirsiniz.


hmm ..... sadece 20 $ / çip için sıcak piksellerden arınmış doğrusal bir sensör alabileceğimi bilmek bir rahatlama ... Sanırım cevabınızın ikinci yarısına daha fazla dikkat edeceğim. Bu kalibrasyon eğrisini yapmak için bir hafta sonu bir saat geçirmek iyi bir yol olacaktır. Bilinen çıktının bir ışık kaynağını bulmak başlı başına ilginç bir görev olabilir.
DarenW

Evet, ortaya çıktı ki foton sayımı laboratuvar ortamının dışında yapılması çok kolay bir şey değil. Bilinen çıktının bir ışık kaynağı bir lazer işaretleyici olacaktır; Oldukça istikrarlı, bilinen watt, vb.
mmr

3

RAW (veya DNG) dosyaları üretmeleri ve manuel pozlama ayarlarına sahip olmaları koşuluyla, çoğu kameranın bunun için çalışacağını düşünüyorum.

RAW biçimini kullanmazsanız, görüntü işlenir. Bu genellikle bazı eğrilerin uygulandığı anlamına gelir ve her zaman bazı bilgileri kaybettiğiniz anlamına gelir. RAW formatı genellikle daha yüksek veri çözünürlüğüne sahiptir (örneğin 8 yerine piksel başına 12 bit) ve JPEG sıkıştırması çok fazla bilgi atar.

Herhangi bir kameradan tamamen doğrusal bir sonuç alabileceğinizi düşünmüyorum, çip en önemli özellik olarak tamamen doğrusal bir tepki ile tasarlanmamıştır. Yani, piksel değerlerini parlaklık değerlerine çevirmek için yine de bir ayarlama eğrisine ihtiyacınız olacaktır. Her tonun cevabını belirlemek için gri tonlamalı bir fotoğraf çekebilirsiniz.

Tutarlı bir sonuç elde etmek için kameradaki manuel ayarları kullanmalısınız. Farklı ışık miktarı için farklı ayarlarınız olabilir, ancak yanıt tamamen doğrusal olmadığından, her ayar için ayrı bir ayar eğrisine ihtiyacınız olduğunu düşünüyorum.


1

JPEG çekmeniz gerekiyorsa, kameranın iyi özelleştirilebilir görüntü ayarlarına sahip olduğundan emin olun. Kontrastı azaltın ve her türlü açık ton veya gölge düzeltmesini kapatın.

Örneğin, benim kamera, ben Keskinlik-4, bu yakın, Kontrast-4 ile Doğal modunu vurursan doğrusal onların testler yapılır nasıl dpreview sormak ya da sadece onlar gibi kendi değerlendirmeleri tüm geçmesi eğer .Sağlıklı ton eğrileri var. Topladığım kadarıyla, diğer birçok üretici (sınıfımda) Pentax'ın boyutunda doğrusal telafi edilmemiş vurgulara izin vermiyor. Aşağıdaki bağlantıya bakın Dynamic Range comparedveContrast

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.