Как сфотографировать отдаленные объекты (10 км)?

Как сфотографировать отдаленные объекты, такие как человек и автомобили, с разрешением, достаточным для идентификации лица и номеров автомобилей? Я ищу предложения и стоимость, 10 км, с хорошим солнечным светом. Спасибо.

Пожалуйста, не принимайте буквально 10 км. Я думал, что это безопасное расстояние, чтобы сделать это, не будучи пойманным. Видео здесь для вашей справки, https://youtu.be/AhLsQPuwQbQ .

Ты не можешь Мне все равно, что вы видели в CSI, это просто невозможно в реальном мире. Даже принимая смехотворно большой (и сейчас снятый с производства. О, и 100 000 долларов) объектив Canon на 1200 мм , Digital Picture говорят:

лица были узнаваемы на расстоянии до мили или более

Тем не менее, вы говорите о шестикратном расстоянии. Можно подумать о монтаже телескопа, но атмосфера испортит любые выстрелы. Даже при «относительно коротком» фокусном расстоянии 1200 мм, Digital Picture обнаружил, что

Наиболее неприятными для 1200 л с точки зрения качества изображения на удаленном объекте являются атмосферные условия

и опять же, у вас в шесть раз больше проблем. Что бы вы ни пытались сделать, пришло время найти другой план, потому что этот не сработает.

Указав, что вы хотите делать свои наблюдения в «хорошем солнечном свете», вы уже застрелились в ногу. Лучшее время для фотографирования такого рода - ночью или очень ранним утром, прежде чем солнечная жара успеет создать «термики», которые делают экстремальную телеобъективность практически невозможной даже при использовании самого лучшего оборудования.

Предполагая, что вы счастливы работать ночью (или около рассвета), когда лучше всего «видеть», нам нужно подумать, какая оптика вам понадобится, чтобы осуществить этот подвиг. Если в качестве аргумента мы скажем, что символы на автомобильном номерном знаке состоят из штрихов шириной 1 см, то нам потребуется разрешить половину этой ширины (0,5 см) из указанного вами диапазона в 10 км. Это дает угловое разрешение 0,000028 градусов или 0,1 секунды дуги. Удобно, что это разрешающая способность космического телескопа Хаббла .

Так называемое угловое разрешение Хаббла - или резкость - измеряется как наименьший угол на небе, который он может разрешить (т. Е. Видеть резко). Это 1/10 секунды (один градус - 3600 угловых секунд). Если бы Хаббл посмотрел на Землю - с ее орбиты примерно в 600 км над земной поверхностью - это теоретически соответствовало бы 0,3 метрам или 30 сантиметрам. Довольно впечатляющий! Но Хабблу придется смотреть сквозь атмосферу, что размывает изображения и ухудшает реальное разрешение.

Итак, при идеальных атмосферных условиях и вооруженной загрузочной копией HST, вашей следующей проблемой будет поиск и отслеживание вашей цели, и, что более важно, удержание ее в фокусе. Если вы пытались следить за дикой природой даже с приличным любительским оборудованием, вы поймете, насколько это сложно. У HST, кстати, нет автофокуса.

Стандартное упоминание о видеонаблюдении - «Тайная фотография » Сильяндера и Юусолы. Если хотите, закажите его у Amazon, но ваша местная служба безопасности может заинтересовать вашу покупку.

Общий консенсус в этой теме заключается в том, что детальная фотосъемка объекта на расстоянии 10 км чрезвычайно трудна и, вероятно, невозможна при использовании имеющегося в продаже оборудования - и есть много доказательств, подтверждающих это в других ответах.

Тем не менее, есть способ , чтобы сфотографировать чрезвычайно отдаленные цели в экстремальных деталях - это просто не является коммерчески доступной для большинства частных лиц. НАСА и другие космические агентства используют этот вид оборудования для визуального отслеживания запусков.

Изображение предоставлено НАСА, опубликовано в открытом доступе.

Эта сборка представляет собой дальнюю камеру слежения за подъемом, установленную на трек-гору Contraves-Goerz Kineto. Это действительно больше телескоп, но он хорошо отслеживает отдаленные цели в деталях, достаточных для ракетостроения.

Википедия утверждает, что устройство такого типа оснащено 200-дюймовой (5080 мм) видеокамерой, а также 400-дюймовой (10 160 мм) пленочной камерой. Эти камеры работают с пляжа Плайялинда; Расстояние оттуда по Билайну до LC-39A, самой южной из двух стартовых площадок космического корабля "Шаттл", составляет 5,923 км, однако эта камера будет использоваться позже во время запуска, когда корабль находится намного дальше. Не трудно сказать, что он может захватывать подробные изображения и кадры на расстоянии 10 км.

Согласно веб-сайту НАСА , существуют другие (FLIR / инфракрасные) камеры на аналогичных креплениях с фокусным расстоянием от 20 до 150 дюймов (от 508 до 3810 мм), используемые для отслеживания средней дальности.

К сожалению, я не могу найти фотографии, которые помечены как сделанные специально для этих устройств; поиск вокруг обычно дает фотографии самих камер.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Это видео о сбое запуска Orbital ATK Antares в октябре 2014 года, предположительно, имеет некоторые части, снятые с помощью камеры слежения за дальностью полета.

РЕДАКТИРОВАТЬ 2: Если подумать, камеры, используемые на военных беспилотниках, могут обнаружить довольно мелкие детали на этих расстояниях. Поп-культура заставит вас поверить, что дрон может видеть черты лица человека с высоты полета.

Википедия утверждает, что беспилотник Reaper будет курсировать на высоте 25 000 футов, что примерно равно 7,5 км AMSL. Предполагая, что голливудское предположение верно, и что беспилотник не всегда смотрит прямо вниз, и учитывая, что его служебный потолок в два раза превышает его обычную высоту полета (50 000 футов AMSL), вполне разумно предположить, что камеры там могут см детали в 10 км, с учетом турбулентности и мерцающего, горячего воздуха. Я совершенно уверен, что подробности об оптике на этих машинах не являются общедоступными.

Однако я бы не ожидал, что передовой военный беспилотник будет широко доступен для гражданского населения!

Как уже говорили другие, 10 км невозможно из-за физики света и атмосферных искажений. Однако я хотел бы затронуть еще один аспект этого, который еще не был упомянут: если кто-то стоит в 10 км от вас и вы оба на одной высоте, вы не сможете их увидеть, потому что они быть за горизонтом!

Если человек ростом 1,8 метра (~ 6 футов), горизонт составляет ~ 4,8 километра.

Рассчитывается по формуле с https://en.wikipedia.org/wiki/Horizon

distance (kilometers) = 3.57 * sqrt(height (meters))
distance = 3.57 * sqrt(1.8 m)
distance = 3.57 * 1.34
distance = 4.7838 km

Для того, чтобы сфотографировать кого-то, стоящего в 10 километрах:

3.57 * sqrt(height) = 10 km
height = (10/3.57)^2
height = (2.80)^2
height = 7.84 m
1 meter = 3.28 ft
height = 7.84 m = 25.72 ft

Другими словами, вам нужно было бы стоять по крайней мере на 25 футов над землей относительно другого человека, или они должны были бы стоять на 25 футах над землей относительно вас, или какой-то компромисс между вами двумя.

В любом случае, ваш объектив не будет иметь такого же значения, как ваша точка зрения относительно предмета фотографии, поскольку на этом будет мешать искривление Земли!

Просто еще одна вещь, чтобы рассмотреть.

Исследования американских университетов показывают, что предмет может быть распознан с расстояния около 45 метров. Чтобы распознать объект на расстоянии 10 километров, вам нужен телескоп с достаточной мощностью, чтобы объект выглядел так, как будто он или она находился всего в 45 метрах. Математически мощность такого телескопа должна быть 222X (10 X 1000 ÷ 45 = 222). Использование инструмента при таком увеличении приводит к тому, что объект находится на расстоянии 45 метров. Как страховой полис, давайте увеличим увеличение до 250X. Такой удар приводит к тому, что объект кажется только 40 метров (10 X 1000 ÷ 250 = 40).

Астрономы - эксперты по телескопам. Они публикуют, что, когда основной объектив используется для фотографического изображения, они делят фокусное расстояние на 50, чтобы получить мощность инструмента. Используя эти критерии, если вы установите телескопическую линзу 50 X 250 = 12 000 мм, вы можете теоретически достичь своей цели.

Мне кажется, объектив с фокусным расстоянием 12000 мм - это дефицит. Но подождите, наши камеры дают миниатюрное изображение, которое необходимо увеличить; в противном случае изображения, которые мы делаем, не работают. Когда мы просматриваем наши изображения на компьютере или когда мы делаем отпечаток размером 8 X 12 дюймов, программное обеспечение компьютера или принтера применяет увеличение примерно в 8 раз, если мы используем полнокадровую камеру, и примерно в 12 раз, если мы используем компактный цифровой. Это увеличение применяется для того, чтобы отображаемое изображение работало в нашу пользу. Мы можем уменьшить фокусное расстояние телефото в 8 или 12 раз, в зависимости от используемого формата. Это позволяет использовать объектив 12 000 ÷ 8 = 1500 мм для полнокадровой камеры или 12 000 ÷ 12 = 1000 мм для компактной камеры.

Мой вывод: чтобы достичь своей цели, вы должны приобрести качественный телеобъектив с фокусным расстоянием, равным или превосходящим вышеуказанное. Использование такого длинного объектива на движущейся цели, такой как автомобиль, является сложной задачей. Другими словами, почти невозможно, но, может быть, вы можете победить.

Есть этот парень по имени Тревор Паглен. Он сделал проект о фотографировании секретных военных баз, расположенных в отдаленных частях Соединенных Штатов. Ваш вопрос и видео, которым вы поделились, напомнили мне о его работе. Он разработал технику под названием «Лимитная телефотография».

С его сайта: http://www.paglen.com/?l=work&s=limit

«Телеобъективная съемка включает фотографирование пейзажей, которые нельзя увидеть невооруженным глазом. В технике используются мощные телескопы с фокусным расстоянием от 1300 до 7000 мм. При таком уровне увеличения скрытые аспекты ландшафта становятся очевидными».

Я не мог найти слишком много о самой технике, но я хотел поделиться ею, потому что она может быть полезной. Больше с его сайта здесь:

«Телеобъективная съемка больше всего напоминает астрофотографию, метод, который астрономы используют для фотографирования объектов, которые могут находиться на расстоянии триллионов миль от Земли. Однако в некоторых отношениях легче фотографировать глубины солнечной системы, чем фотографировать углубления военно-промышленного комплекса. Например, между Землей и Юпитером (на расстоянии 500 миллионов миль) имеется около пяти миль густой воздухопроницаемой атмосферы. Напротив, между наблюдателем и изображенными участками имеется более 40 миль плотной атмосферы. в этой серии. "

редактировать: есть видео человека на работе, которую я только что нашел: Тревор Паглен: Limit Telephotography | АРТ21 "Эксклюзив"

В зависимости от объекта и цели, изменение камеры для ИК может помочь получить более читаемое изображение. ИК может прорезать дымку заметно лучше, чем видимый свет.

Это может быть сделано специализированным сервисом на многих моделях камер. Вы хотите, чтобы ИК-фильтр был предустановлен, чтобы ваша камера стала ИК-устройством. Не все линзы хорошо работают с ИК, некоторые создают так называемые горячие точки. Вам нужно будет самостоятельно провести дополнительное исследование или тестирование линз.

Вам понадобится очень хорошая стабилизация объектива - возможно, с очень хорошим штативом и штативной головкой.

Я думаю, что линзы, которые вы можете искать, на самом деле просто телескопы среднего размера. Возможно, 8-дюймовый Ньютон или Катадиоптрик был бы хорошим выбором.

Я смотрел на отдельные деревья в отдаленных горах> 10 км и мог видеть большие ветви. Они не были действительно ясными или подробными, но вы могли различить их, и они были действительно FAR. Проблема будет в том, чтобы постоянно отслеживать и фокусироваться на таком расстоянии. При этих увеличениях небольшие движения переводятся в гораздо большие. Вы определенно не собираетесь делать это, держа камеру, стоя или даже сидя.

Еще одна идея, о которой я не думаю, что кто-то еще упомянул, - это использование видео в сочетании с программным обеспечением компьютерного зрения для компенсации атмосферного движения. Адаптивная оптика необходима для астрофотографии отчасти потому, что уровень освещенности низкий. В течение дня теоретически вы можете просто снять пару секунд видео со скоростью ... скажем, 100 кадров в секунду, а затем использовать алгоритм анализа векторов движения между кадрами, чтобы выполнить частичную компенсацию движения кадров, чтобы получить кадр с более высоким пространственным разрешением и меньшим искажением, чем любой отдельный кадр в наборе.

IIRC, этот вид техники был использован (среди прочего) для удаления намеренно блокированного видео, предназначенного для скрытия черт лица. Тщательно отслеживая движение объекта в кадре и используя знания алгоритма размытия, в частности, исследователи смогли определить, как меньшие части исходного изображения влияют на цвет более крупных блоков в разных кадрах, а затем смогли реконструировать грубое немаскированное изображение предмета видео.

Я подозреваю, что те же методы могут быть применены к вашей проблеме. Этот подход, вероятно, квалифицируется как еще более безумный, чем адаптивная оптика, но он превращает то, что в противном случае является проблемой аппаратного обеспечения, в проблему программного обеспечения для постобработки, которая может быть или не быть лучше, в зависимости от ситуации. :-)

Это по-прежнему предполагает, что вы можете поставить камеру достаточно высоко, чтобы, конечно, получить линию прямой видимости. :-)

То, что вы ищете, это система камер безопасности границ. Комбинированная EO / IR система слежения, которая может идентифицировать и отслеживать цели в любых погодных условиях днем ​​и ночью. Вот один пример:

https://www.x20.org/product/m7-ptz-long-range-thermal-imager/

Но это не совсем о фотографии ...

Кто-нибудь задумывался о гигапиксельной технологии? Это изображение на 320 гигапикселей (360 градусов обзора), которое было снято с башни BT в Лондоне, позволяет вам видеть отдельных людей сбоку от лондонского глаза (примерно в 1,7 милях), этого недостаточно, чтобы увидеть черты лица, но вы можете увидеть человека в синем пиджаке и серых / черных брюках с рюкзаком белого / светлого цвета, идущего от лондонского ока (слева)

Если бы вы были после определенного места, я думаю, вы могли бы получить большее расстояние, выбрав другую камеру / объективы и другой диапазон для фотографий, которые будут сделаны (не 360). Но я согласен со всеми остальными, атмосфера будет вашим врагом до аппаратного обеспечения ,