Камера с хорошим линейным световым откликом для фотометрической точности?

Я хочу сфотографировать помещения и помещения в помещении, а также крытые участки на улице и получить хорошие показатели освещенности. Источниками света будут солнце, небо и искусственный. Другое использование - фотографировать материалы рядом с различными коэффициентами отражения, чтобы получить точные измерения этих коэффициентов отражения.

Я могу справиться с физикой - ватт на квадратный метр и все такое. Мне просто нужна камера, в которой я могу быть уверен, что значения пикселей пропорциональны физическому освещению - без встроенной гамма-коррекции, кривых или других улучшений и т. Д.

Я мог бы использовать RAW, но я бы предпочел использовать обычные форматы для меньшего размера. Из 8-битных / канальных форматов coure я получу только 256 различных значений; Я могу жить с этим, так как я могу широко выставлять экспозиции. Там нет движения, чтобы беспокоиться о.

Какие стандартные камеры наиболее подходят для этого использования? Или, в качестве альтернативы, как проверить данную камеру на линейность и точность?

Похоже, вам нужно научное устройство визуализации. Когда мне приходилось работать с этими вещами, мне говорили, что устройства ПЗС-изображения научного уровня являются наиболее линейными устройствами, известными человеку, в отличие от устройств, обсуждаемых @Guffa. Я говорю о камерах, сделанных фотометрикой, pco (sensicam), или устройствах, сделанных для астрофотографии или микроскопии.

Эти имидж-сканеры отличаются от устройств визуализации коммерческого уровня тем, что:

• Нет объектива. Вы должны предоставить это; это чистый детектор. Крепление обычно имеет крепление C или F.
• Там нет горячих или холодных пикселей (по крайней мере, в диапазоне $ 20k / чип). Если есть, верните производителю для замены.
• Несколько лет назад 1280x1024x8fps считалось очень хорошим. Может быть, они стали больше с тех пор, я не знаю.
• Вы можете выбрать (объединить пиксели, чтобы увеличить чувствительность устройства и уменьшить пространственное разрешение).
• Логика чтения пикселей с устройства очень хорошая. На старых (более десяти лет) устройствах при перемещении значений пикселей с одного пикселя на следующий возникала небольшая ошибка при считывании значения на аналогово-цифровом преобразователе на краю чипа. Эта ошибка практически равна нулю в современных устройствах. Сравните это с имидж-сканерами CMOS, где считывание происходит для каждого пикселя (и поэтому аналого-цифровое преобразование может не совпадать от пикселя к пикселю).
• Чип охлаждается, как правило, от -20 до -40 ° С, чтобы минимизировать шум.
• Частью спецификации производителя является квантовая эффективность, или процентная вероятность того, что фотон будет преобразован в электрон и записан. Задержанное ПЗС может иметь QE около 70-90% для зеленого (450 нм) фотона, тогда как другие могут быть больше в диапазоне 25-45%.
• Эти тепловизоры являются чисто черно-белыми и регистрируют спектр, указанный производителем, и могут входить в ИК и УФ диапазоны. Большая часть стекла будет резать ультрафиолетовое излучение (вам нужно получить специальное стекло или кварц, чтобы пропустить его), но ИК-излучение, вероятно, нуждается в дополнительной фильтрации.

Сумма этих различий означает, что значение каждого пикселя очень сильно коррелирует с количеством фотонов, которые попали в физическое местоположение пикселя. С коммерческой камерой у вас нет никаких гарантий, что пиксели будут вести себя одинаково друг с другом (и на самом деле это хорошая ставка, что они этого не делают), или что они ведут себя одинаково от изображения к изображению.

С этим классом устройств вы будете знать точное количество потока для любого данного пикселя в пределах шума. Усреднение изображения становится наилучшим способом устранения шума.

Этот уровень информации может быть слишком много для того, что вы хотите. Если вам нужно перейти на коммерческий уровень, то вот путь:

• Получите чип изображения Sigma (Foveon). Первоначально они были сделаны для рынка научных изображений. Преимущество этого чипа состоит в том, что каждый пиксель перекрывает друг друга красным, зеленым и синим цветом, а не использует датчик Байера, где рисунок пикселя не перекрывается.
• Используйте эту камеру только на ISO 100. Не переходите на другие ISO.
• Разместите камеру перед источником света с известным выходом на известном расстоянии. Чем ровнее это освещение (т.е. идет от края к краю камеры), тем лучше.
• Запишите изображения с заданным временем экспозиции, а затем либо измените время экспозиции, чтобы изменить видимый поток на датчике, либо измените источник света.
• Из этого набора изображений создайте кривую, которая показывает среднее значение пикселей в красном, зеленом и синем для известного потока. Таким образом, вы можете перевести интенсивность пикселей в поток.
• Если у вас был совершенно плоский профиль освещения, вы также можете описать поведение вашего объектива, а именно выпадения краев.

Отсюда вы можете сфотографировать комнату (или что-то еще) в контролируемых условиях, где вы знаете, что ответ и проверить свои кривые.

Я думаю, что большинство камер будет работать для этого, при условии, что они производят файлы RAW (или DNG) и имеют ручные настройки экспозиции.

Если вы не используете формат RAW, изображение будет обработано. Обычно это означает, что применяется некоторая кривая, и это всегда означает, что вы теряете некоторую информацию. Формат RAW обычно имеет более высокое разрешение данных (например, 12 бит на пиксель вместо 8), а сжатие JPEG выбрасывает много информации.

Я не думаю, что вы можете получить абсолютно линейный результат от любой камеры, чип просто не разработан с полностью линейным откликом, как наиболее важный аспект. Таким образом, вам все еще потребуется корректирующая кривая для перевода значений пикселей в значения яркости. Вы можете сфотографировать оттенки серого, чтобы определить реакцию для каждого тона.

Вы должны использовать ручные настройки в камере, чтобы получить постоянный результат. Вы можете иметь разные настройки для разного количества света, но, поскольку отклик не является полностью линейным, я думаю, что вам нужна отдельная кривая регулировки для каждой настройки.

Если вам нужно снимать JPEG, убедитесь, что камера имеет хорошие настраиваемые параметры изображения. Отключите контраст, и любые виды коррекции подсветки или тени отключите.

Например, на моей камере, если я снимаю естественный режим с Contrast-4, Sharpness-4, он близок к линейному. Посмотрите, можете ли вы спросить dpreview, как проводятся их тесты, или просто просмотреть все их обзоры, как они это делают. есть кривые тона. Из того, что я понял, большинство других производителей (в моем классе) не допускают линейных нескомпенсированных бликов в пределах Pentax. Посмотрите на ссылку под Dynamic Range comparedиContrast