Камера з хорошою лінійною характеристикою світла для фотометричної точності?

Я хочу сфотографувати кімнати та простори в приміщенні та накритих ділянках на відкритому повітрі та отримати хороші вимірювання освітленості. Джерелами світла будуть сонце, небо та штучне. Іншим способом є фотографування матеріалів поруч із різноманітними віддзеркаленнями, щоб отримати точні міри цих відбивних властивостей.

Я можу впоратися з фізикою - ват на квадратний метр стерадіан і все таке. Мені просто потрібна камера, де я можу бути впевнений, що значення пікселів пропорційні фізичній освітленості - немає вбудованої гамма-корекції, кривих чи інших удосконалень тощо.

Я міг би використовувати RAW, але я вважаю за краще використовувати звичайні формати для менших розмірів. З десятків 8-бітових / канальних форматів дасть мені лише 256 чітких значень; Я можу з цим жити, оскільки можу широко експонувати експозиції. Жодного руху не варто турбуватися.

Які з полиць камер найбільш підходять для цього використання? Або, як тестувати дану камеру на лінійність та точність?

Це здається, що вам потрібен науковий пристрій для зображення. Мені було сказано, коли я працював із цими речами, що пристрої для отримання зображень із ПЗЗ з науковим рівнем - це найбільш лінійні пристрої, відомі людині, на відміну від зображень, про які говорив @Guffa. Я говорю про камери, зроблені фотометрією, pco (сенсікамом), або пристрої, виготовлені для астрофотографії або мікроскопії.

Ці відеомагнітофони відрізняються від зображень комерційного призначення тим, що:

• Без об'єктива. Ви повинні це поставити; це чистий детектор. Як правило, кріплення є C або F.
• Немає гарячих пікселів або холодних пікселів (принаймні в діапазоні $ 20k / чіп). Якщо такі є, поверніться до виробника для заміни.
• Кілька років тому 1280x1024x8fps вважали дуже хорошим. Можливо, вони з того часу стали більшими, я не знаю.
• Ви можете використовувати бін (комбінувати пікселі для підвищення чутливості пристрою та зменшення просторової роздільної здатності).
• Логіка зчитування пікселів з пристрою дуже хороша. На старих (понад десять років) пристроях була незначна помилка при переміщенні значень пікселів з одного пікселя на інший, щоб прочитати значення на перетворювачі Analog / Digital на межі мікросхеми. Ця помилка фактично дорівнює нулю в сучасних пристроях. Порівняйте це з CMOS-зображеннями, де зчитування відбувається на кожному пікселі (і тому перетворення A / D може бути не однаковим від пікселя до пікселя).
• Мікросхема охолоджується, як правило, від -20 до -40 C, щоб мінімізувати шум.
• Частиною специфікації виробника є квантова ефективність, або відсотковий шанс, що фотон буде перетворений в електрон і записаний. Перетворений CCD може мати QE близько 70-90% для зеленого фотона (450nm), тоді як інші можуть бути більше в межах 25-45%.
• Ці фотомагнітофони чисто чорні та білі, записують спектр, який вказано виробником і може переходити в ІЧ та УФ діапазони. Більшість скла розрізають УФ (ви повинні дістати спеціальне скло або кварц, щоб пропустити його), але ІК, ймовірно, потребує додаткової фільтрації.

Сума цих відмінностей означає, що значення кожного пікселя дуже сильно корелює з кількістю фотонів, які вразили фізичне розташування пікселя. З комерційною камерою ви не маєте гарантій, що пікселі будуть поводитись так само, як один з одним (і насправді, це гарна ставка, що їх немає), або що вони поводяться однаково від зображення до зображення.

За допомогою цього класу пристроїв ви дізнаєтесь точну кількість потоку для будь-якого пікселя в межах шуму. Усереднення зображень тоді стає найкращим способом обробки шуму.

Такий рівень інформації може бути занадто великим для того, що ви хочете. Якщо вам потрібно пройти комерційну оцінку, то ось такий шлях:

• Отримайте чіп для зображення Sigma (Foveon). Вони спочатку були виготовлені для ринку наукових зображень. Перевага цієї мікросхеми полягає в тому, що кожен піксель червоного, зеленого та синього кольорів перекриває один одного, а не використовує датчик Bayer, де схема пікселів не перетинається.
• Використовуйте цю камеру лише на ізо 100. Не переходьте до інших ізоторівок.
• Поставте камеру перед джерелом світла відомого виходу на відому відстань. Чим рівномірніше ця підсвітка (тобто йде від краю до краю камери), тим краще.
• Запишіть зображення в заданий час експозиції, а потім або змініть час експозиції, щоб змінити видимий потік на датчику, або змінити джерело світла.
• З цього набору зображень створіть криву, яка показує середнє значення пікселя червоного, зеленого та синього кольорів для відомого потоку. Таким чином, ви можете перевести інтенсивність пікселів у флюс.
• Якщо у вас був повністю плоский профіль освітлення, ви також можете описати поведінку лінзи, а саме крайового підсвічування.

Звідси ви можете сфотографувати кімнату (чи щось інше) в контрольованих умовах, де ви знаєте, що відповідь, і перевірити свої криві.

Я думаю, що для цього спрацює більшість камер за умови, що вони виробляють файли RAW (або DNG) і мають налаштування експозиції вручну.

Якщо ви не використовуєте формат RAW, зображення буде оброблено. Зазвичай це означає, що застосовується якась крива, і це завжди означає, що ви втрачаєте деяку інформацію. Формат RAW зазвичай має більш високу роздільну здатність даних (наприклад, 12 біт на піксель замість 8), а стиснення JPEG викидає багато інформації.

Я не думаю, що ви можете отримати абсолютно лінійний результат з будь-якої камери, чіп просто не розроблений з повністю лінійною реакцією як найважливішим аспектом. Отже, вам все одно знадобиться крива коригування, щоб перевести значення пікселів у значення яскравості. Ви можете сфотографувати відтінки сірого, щоб визначити відповідь на кожен тон.

Слід використовувати ручні налаштування в камері, щоб отримати стабільний результат. Ви можете мати різні налаштування для різної кількості світла, але оскільки реакція не є абсолютно лінійною, я думаю, що вам потрібна окрема крива регулювання для кожного налаштування.

Якщо вам потрібно знімати JPEG, переконайтеся, що камера має хороші налаштовані параметри зображення. Вимкніть контраст вниз, а будь-яку корекцію виділення або тіні вимкніть.

Наприклад, на моїй камері, якщо я стріляю Природний режим з Contrast-4, Різкість-4, вона близька до лінійної .Увідь , якщо ви можете запитати DPReview , як робляться їх випробування, або просто пройти через всі свої відгуки , як вони роблять мають криві тони. З того, що я збираю, більшість інших виробників (у моєму класі) не дозволяють лінійних некомпенсованих підсвічувань у міру Пентаксу. Подивіться на посилання під Dynamic Range comparedіContrast