Aparat z dobrą liniową reakcją na światło dla dokładności fotometrycznej?

Chcę fotografować pokoje i przestrzenie w pomieszczeniach oraz zadaszone obszary na zewnątrz i uzyskiwać dobre pomiary oświetlenia. Źródłami światła będą słońce, niebo i sztuczne. Innym zastosowaniem jest fotografowanie materiałów przy różnych współczynnikach odbicia, aby uzyskać dokładne pomiary tych współczynników odbicia.

Potrafię poradzić sobie z fizyką - watów na steradian metrów kwadratowych i tak dalej. Potrzebuję tylko aparatu, w którym mogę być pewny, że wartości pikseli są proporcjonalne do fizycznego oświetlenia - brak wbudowanej korekcji gamma, krzywych lub innych ulepszeń itp.

Mógłbym użyć RAW, ale wolałbym używać zwykłych formatów dla mniejszych rozmiarów. Z formatów 8-bitowych / kanałów da mi tylko 256 różnych wartości; Mogę z tym żyć, ponieważ mogę szeroko kadrować ekspozycje. Nie ma powodów do niepokoju.

Które aparaty półkowe najlepiej nadają się do tego zastosowania? Lub alternatywnie, jak przetestować daną kamerę pod kątem liniowości i dokładności?

Wygląda na to, że potrzebujesz naukowego urządzenia do obrazowania. Kiedy pracowałem z tymi rzeczami, powiedziano mi, że naukowe urządzenia do obrazowania CCD są najbardziej liniowymi urządzeniami znanymi człowiekowi, w przeciwieństwie do urządzeń do obrazowania omawianych przez @Guffa. Mówię o aparatach wykonanych za pomocą fotometrii, pco (sensicam) lub urządzeniach do astrofotografii lub mikroskopii.

Te kamery różnią się od komercyjnych urządzeń do przetwarzania obrazu tym, że:

• Bez obiektywu. Musisz to dostarczyć; to jest czysty detektor. Mocowanie to zwykle mocowanie C lub F.
• Brak gorących lub zimnych pikseli (przynajmniej w zakresie 20 000 $ / chip). Jeśli tak, zwróć się do producenta w celu wymiany.
• Kilka lat temu 1280x1024x8fps zostało uznane za bardzo dobre. Może od tego czasu wzrosły, nie wiem.
• Możesz bin (łączyć piksele, aby zwiększyć czułość urządzenia i zmniejszyć rozdzielczość przestrzenną).
• Logika odczytu pikseli z urządzenia jest bardzo dobra. Na starszych (ponad dziesięć lat) urządzeniach wystąpił niewielki błąd podczas przenoszenia wartości pikseli z jednego piksela na drugi w celu odczytania wartości w przetworniku analogowo-cyfrowym na brzegu układu. Ten błąd jest zasadniczo zerowy we współczesnych urządzeniach. Porównaj to z kamerami CMOS, w których odczyt odbywa się na każdym pikselu (a więc konwersja A / D może nie być taka sama z jednego piksela na drugi).
• Chip jest chłodzony, zwykle do -20 do -40 ° C, aby zminimalizować hałas.
• Część specyfikacji producenta to sprawność kwantowa lub procentowa szansa, że ​​foton zostanie przekształcony w elektron i zarejestrowany. Przyciemniany matryca CCD może mieć QE wynoszącą około 70-90% dla zielonego (450 nm) fotonu, podczas gdy inne mogą być bardziej w zakresie 25-45%.
• Te kamery są czysto czarno-białe, rejestrują widmo wskazane przez producenta i mogą wchodzić w zakresy IR i UV. Większość szkła będzie przecinać promieniowanie UV (musisz przepuścić specjalne szkło lub kwarc, aby przepuścić), ale podczerwień prawdopodobnie będzie wymagać dodatkowego filtrowania.

Suma tych różnic oznacza, że ​​wartość każdego piksela bardzo silnie koreluje z liczbą fotonów, które uderzyły w fizyczną lokalizację piksela. W przypadku komercyjnego aparatu nie ma żadnych gwarancji, że piksele będą zachowywać się tak samo jak inne (a właściwie to dobry zakład, że tak nie jest) lub że zachowują się w ten sam sposób od obrazu do obrazu.

Dzięki tej klasie urządzeń poznasz dokładną wielkość strumienia dla każdego piksela w granicach szumu. Uśrednianie obrazu staje się wtedy najlepszym sposobem radzenia sobie z szumem.

Ten poziom informacji może być zbyt duży, aby uzyskać pożądany efekt. Jeśli chcesz przejść do poziomu komercyjnego, oto sposób na:

• Zdobądź chip do obrazowania Sigma (Foveon). Zostały one pierwotnie wykonane na rynek obrazowania naukowego. Zaletą tego układu jest to, że każdy piksel zachodzi na siebie na czerwono, zielono i niebiesko, zamiast na czujniku Bayera, w którym wzór pikseli nie zachodzi na siebie.
• Używaj tego aparatu tylko przy ISO 100. Nie idź do drugiego ISO.
• Umieść aparat przed źródłem światła o znanej mocy w znanej odległości. Im bardziej płaskie jest to oświetlenie (tzn. Przechodzi od krawędzi do krawędzi kamery), tym lepiej.
• Nagrywaj obrazy w określonym czasie ekspozycji, a następnie zmodyfikuj czas ekspozycji, aby zmienić strumień pozorny na czujniku, lub zmień źródło światła.
• Z tego zestawu obrazów utwórz krzywą pokazującą średnią wartość pikseli w kolorze czerwonym, zielonym i niebieskim dla znanego strumienia. W ten sposób możesz przełożyć intensywność pikseli na strumień.
• Jeśli miałeś całkowicie płaski profil oświetlenia, możesz także opisać zachowanie opadania krawędzi obiektywu.

Stąd możesz zrobić zdjęcie pokoju (lub czegoś innego) w kontrolowanych warunkach, gdzie wiesz, jaka jest odpowiedź i zatwierdzić swoje krzywe.

Myślę, że większość aparatów działałaby w tym celu, pod warunkiem, że produkują pliki RAW (lub DNG) i mają ręczne ustawienia ekspozycji.

Jeśli nie używasz formatu RAW, obraz zostanie przetworzony. Zazwyczaj oznacza to zastosowanie pewnej krzywej i zawsze oznacza utratę niektórych informacji. Format RAW ma zwykle wyższą rozdzielczość danych (np. 12 bitów na piksel zamiast 8), a kompresja JPEG wyrzuca wiele informacji.

Nie sądzę, że można uzyskać całkowicie liniowy wynik z dowolnej kamery, układ po prostu nie jest zaprojektowany z całkowicie liniową odpowiedzią jako najważniejszym aspektem. Tak więc nadal potrzebujesz krzywej dopasowania, aby przełożyć wartości pikseli na wartości luminancji. Możesz sfotografować skalę szarości, aby określić odpowiedź dla każdego tonu.

Aby uzyskać spójny wynik, należy użyć ustawień ręcznych w aparacie. Możesz mieć różne ustawienia dla różnych ilości światła, ale ponieważ odpowiedź nie jest całkowicie liniowa, myślę, że potrzebujesz osobnej krzywej regulacji dla każdego ustawienia.

Jeśli musisz sfotografować JPEG, upewnij się, że aparat ma dobre ustawienia obrazu, które można dostosowywać. Zmniejsz kontrast i wyłącz dowolną korektę podświetlenia lub cienia.

Na przykład w moim aparacie, jeśli fotografuję w trybie Naturalnym z kontrastem-4, Ostrością-4, jest on zbliżony do liniowego. Zobacz, czy możesz zapytać o przygotowanie ich testów lub po prostu przejrzeć wszystkie ich recenzje podczas ich wykonywania mieć krzywe tonalne. Z tego, co zbieram, większość innych producentów (w mojej klasie) nie zezwala na liniowe nieskompensowane podświetlenia w zakresie Pentaxa. Spójrz na link pod Dynamic Range comparediContrast