Co fotografuję WEWNĄTRZ mojego aparatu?

Eksperymentowałem z fotografią przy słabym świetle. Sfotografowałem coś dziwnego w moim aparacie i tak naprawdę nie wiem, co to jest. To jest zdjęcie zrobione początkowo ...

Wydaje się wystarczająco nieprzyzwoity. Po pewnym przetworzeniu znalazłem następujące ...

Co to jest?

Trochę tła. Zostało to zrobione z aparatem Nikon D80 ustawionym na ISO 3200 i ekspozycją czasową 30 sekund. Format obrazu to RAW. Zainstalowano obiektyw zmiennoogniskowy f2,8 - 4, 24 - 85 mm (nieporęczny - i przejdę do tego później). Obraz został wyrównany, a krzywa rozciągnięta przez (a) GIMP. Wszystkie obrazy są / były w formacie RAW lub PNG, więc nie powinny tam być żadne artefakty JPEG. Mam więc kilka pytań.

1. Co powoduje, że biały bit u góry obrazu? To nie jest lekkie krwawienie. Zdjęcie zostało zrobione z założoną pokrywą obiektywu, z aparatem wewnątrz stalowej szuflady szafki na akta, w moim nieoświetlonym garażu w nocy. To nie jest lekkie krwawienie. Ponadto, aby to potwierdzić, wziąłem 2 klatki, obracając aparat do góry nogami na celownik. Ten biały bit jest zawsze skierowany w stronę wizjera.

2. Jakie jest częściowe koło widoczne w masie ramy? Czy to obraz termiczny? Uważam, że kamery oparte na czujnikach CMOS mogą nieco zobaczyć bliski zakres podczerwieni. Obiektyw jest dość nieporęczny i mógł być cieplejszy niż główny korpus aparatu. Czy odpowiedź na pytanie (1) ma również charakter termiczny. W górnej części kamery znajduje się wiele elementów sterujących i bitów.

3. Co powoduje pionowe linie na obrazie? Czy ma to coś wspólnego z filtrem Bayera lub z liniowym adresowaniem poszczególnych fotodetektorów CMOS?

4. Co powoduje fioletowe i zielone łaty? Zdaję sobie sprawę, że to nie są prawdziwe kolory, ale mimo to reprezentują zmiany intensywności skali makro w całym kadrze.

jakieś pomysły?

Po pierwsze, zrozum kilka rzeczy:

Choć nazywamy to „aparatami cyfrowymi”, proces przekształcania fotonów w liczby jest całkowicie analogowy. Obwody analogowe wychwytują wszelkiego rodzaju szumy z otoczenia.

Hałas nie jest jedną stałą wartością, jest to ich zakres, który osiąga poziom zwany poziomem szumu . Przetwarzanie, które wykonałeś na skądinąd czarnym obrazie, rozciąga wszystko poniżej poziomu szumów, z których większość jest na początku bliska czerni, w całym spektrum od ciemnego do jasnego w każdym kanale. Pokażą to histogramy przed i po przetwarzaniu.

Co powoduje, że biały bit u góry obrazu?

Domyślam się, że jest termiczny, być może dolna część kamery jest z jakiegoś powodu nieco cieplejsza niż górna. Twoje przetwarzanie to przesadzi.

Jakie jest częściowe koło widoczne w masie ramy?

To może być cokolwiek. Czujnik może wykrywać w podczerwieni brakujący filtr dolnoprzepustowy i patrzysz na pokrywkę obiektywu. Może to być wynikiem deformacji spowodowanych podniesieniem czujnika z tyłu przyssawką podczas montażu lub niewielkimi naprężeniami wywieranymi na niego przez części ustalające. Jestem pewien, że Nikon wie, ale biorąc pod uwagę, jak daleko jest w hałasie, albo nie warto o niego dbać, albo uwzględniono go w projekcie pozostałej części aparatu.

Co powoduje pionowe linie na obrazie?

W tych warunkach najlepsza teoria byłaby taka, że ​​jakiś obwód zegarowy w ciele regularnie indukuje trochę prądu na jedną z części analogowych. Jeśli zapoznasz się z tym samouczkiem konwersji D80 na podczerwień , zauważysz, że na tej samej płycie znajdują się komponenty czujnika i inne znajdujące się w pobliżu płyty głównej za nią. Istnieje wiele możliwości tego rodzaju wycieków.

Co powoduje fioletowe i zielone łaty?

Czujniki w aparatach cyfrowych są najgłośniejsze w kanale niebieskim , a jeśli spojrzysz na kompozycję RGB purpurowych, jest o wiele więcej niebieskiego niż czerwonego lub zielonego. Bardziej zielone łaty mogą wynikać z tego, że niektóre części aparatu są głośniejsze na różne sposoby. Ponownie twoje przetwarzanie wyolbrzymia te różnice. Większość kolorów jest tak blisko czerni, że inaczej byś ich nie zauważył.

Może reprezentuje niewielką zmienność temperatury czujnika.

Gorący czujnik wytwarza więcej hałasu niż chłodny.

Niewielką różnicę temperatur można wyjaśnić obecnością elementów elektronicznych lub sposobem, w jaki czujnik styka się z innymi częściami, umożliwiając mniej lub bardziej rozpraszanie ciepła.

Niektóre powiązane linki:

http://en.wikipedia.org/wiki/Image_noise#Sensor_heat

http://www.zodiaclight.com/astrophotography/chipHeating5.htm

https://thephoblographer.wordpress.com/2010/01/22/freeze-your-camera-get-better-high-iso/

(Prawdopodobnie spróbuję tego sam, zobaczymy, czy możemy uzyskać ten sam wzór!)

Edytować

Po dyskusji w komentarzach wydaje się, że sam czujnik może wytwarzać znaczną ilość ciepła (dzięki Davidmh i Chrisowi H).

Próbowałem tego z moim aparatem. Olympus EM-1, ISO 200, 60s, F2,8. Surowy obraz jest następnie przetwarzany w Lightroom. Aparat oczywiście był w całkowitej ciemności, w temperaturze pokojowej (18 ° C) Oto wynik:

Powiedziałbym ... cóż, niezbyt rozstrzygające! Czy ktoś może coś zobaczyć? Oczywiście jest to inny aparat. Powinniśmy spróbować z innymi D80, aby sprawdzić, czy jest on specyficzny dla tego modelu.

Jest to w zasadzie hałas, ale z kilku różnych mechanizmów. Rozważ ekstremalne wzmocnienie drobnych szczegółów, które musiałeś zastosować, aby uzyskać ten obraz. Jest tu kilka wyraźnych źródeł hałasu.

Ogólna ziarnistość to losowy hałas wytwarzany przez poszczególne sele. To się stanie. Każdy czujnik ma skończone losowe szumy dodane do każdego mierzonego sygnału.

Pionowe smugi są szumem czujnika. Nic nigdy nie jest dokładne, w tym geometria i inne parametry czujnika podczas jego produkcji. Czujnik jest prostokątnym układem, a niektóre rodzaje błędów położenia i rozmiaru matrycy będą wyświetlane jako pionowe i poziome smugi. Dlaczego twój pokazuje więcej pionowych smug prawdopodobnie ma związek z dokładną strukturą tego czujnika. Zauważ, że istnieją również poziome steki, ale mniej widoczne.

Biała część u góry jest prawdopodobnie niewielką różnicą termiczną między dolną i górną częścią czujnika. Ponownie znacznie wzmocniłeś maleńki sygnał szumu, więc może to wynikać z niewielkiego ułamka stopnia C. Elektronika musi być gdzieś w aparacie i spowoduje tam nieco więcej ciepła niż gdzie indziej. Nie można uniknąć pewnego gradientu termicznego na czujniku i nie jest on poza linią przy tym ekstremalnym powiększeniu szumu.

Ogólny wzór „podwójnego D” znajduje się wewnątrz osłony obiektywu. W rzeczywistości jest to dość świadectwo niskiego stosunku sygnału do szumu tego czujnika, że ​​może on w ogóle zobrazować wnętrze osłony obiektywu. Spójrz na wnętrze osłony obiektywu, a zobaczysz ten wzór. Spróbuj ponownie przeprowadzić eksperyment z obiektywem obróconym o 90 °, a zobaczysz obraz w dużej skali obrócony o 90 °.

Być może zastanawiasz się, w jaki sposób udało się sfotografować osłonę obiektywu, gdy bardzo starałeś się wyeliminować światło z aparatu. Odpowiedź jest taka, że ​​nie jest to widoczne światło wyobraź sobie osłonę obiektywu. Obraz powstaje w pobliżu podczerwieni i pochodzi z niewielkich różnic temperatur i charakterystyk emisji czarnego ciała z różnych części pokrywki obiektywu. Promieniowanie ciała czarnego jest zawsze wokół nas i jest emitowane przez każdy obiekt, który nie ma absolutnej temperatury 0. Obejmuje to wewnętrzną strukturę aparatu, obiektywu i pokrywki obiektywu. Obiekty w normalnej temperaturze ludzkiej emitują tak mało promieniowania ciała czarnego, a promieniowanie, które emitują, ma tak długą długość fali, że tego nie zauważamy. Zwykle twój aparat nie zauważ to albo dlatego, że światło ze sceny jest wiele razy silniejsze i przytłacza odbierane IR ciała czarnego. W tym przypadku dołożyłeś wszelkich starań, aby wyeliminować to zwykłe światło sceny i wzmocnić niewielki sygnał, który został, i ledwo widać obraz.

Promieniowanie ciała czarnego jest niezauważalne w skali człowieka w ludzkich temperaturach, ale może mieć znaczenie dla niektórych pomiarów naukowych. Właśnie dlatego czujnik w wysokiej klasy teleskopach jest aktywnie chłodzony. Kosmiczny teleskop Hubble'a używa ciekłego helu, aby utrzymać czujnik w temperaturze około 4 ° K, o ile dobrze pamiętam.

Czy osłona obiektywu jest w stylu szczypta w środku? Wygląda na to, że kontury czapki są zielone. Jeśli tak, inne widoczne kształty (koła) prawdopodobnie wynikają również z cech soczewki. Spróbuj zdjąć obiektyw i zrób zdjęcie z założoną pokrywką, aby zobaczyć, jak zmienia się obraz.

Biała część może być lekka (być może IR) przeciekająca przez wizjer. Mój pasek aparatu ma gumową końcówkę, która pasuje do wizjera, aby zapobiec niewielkim wyciekom światła podczas długich ekspozycji. Spróbuj zakryć wyszukiwarkę i przekonaj się, jak to zmienia obraz.

Polecam ten artykuł dla możliwych wyjaśnień. Chodzi o Pancamy używane w obu łazikach eksploracyjnych Marsa. Opisuje dokładne badanie źródeł hałasu w przetwornikach CCD i opisuje szczegółową procedurę kalibracji przetworników Pancam.

Oto link do artykułu: Dochodzenie w sprawie Mars Exploration Rover Athena Panoramic Camera (Pancam) (dokument PDF)

Kolejny artykuł, który może być interesujący: Kalibracja w locie i wydajność przyrządów Mars E xplorationRover Panoramic Camera (Pancam) (dokument PDF)

Edytować

Po zabawie oryginalnymi i przetworzonymi obrazami w ImageJ dochodzę do wniosku, że struktura promieniowa jest prawdopodobnie artefaktem samego przetwarzania, ponieważ pojawia się głównie w zielonym kanale przetwarzanego obrazu. W czerwonym kanale jest również niewielka nuta pierścienia. Byłoby interesujące, jakie były Twoje kroki przetwarzania.

Oto, co otrzymam, jeśli kontrastu poprawię każdy kanał indywidualnie do jego wartości minimalnej i maksymalnej, w porównaniu z wersją OP:

W mojej wersji nie widzę podobnej struktury, z wyjątkiem pionowych smug i jaśniejszej górnej granicy obrazu.

Fakt, że wzór pierścienia pojawia się w zielonym kanale, ale tylko w czerwonym kanale, przemawia przeciwko hipotezie IR, ponieważ jeśli się nie mylę, IR raczej pojawi się w kanale czerwonym. IR powinien co najmniej pojawiać się z podobną intensywnością w kanale czerwonym, chyba że w zielonym filtrze występuje wyciek IR, ale nie w czerwonym filtrze.

2. edycja

Myślę, że pokazana tutaj „oryginalna” wersja utraciła informacje podczas konwersji do formatu PNG. Niemożliwe jest odtworzenie dziwnego wzoru widocznego na przetworzonym obrazie. Najbardziej zbliżona do przetworzonej wersji jest następująca:

Najpierw zmaksymalizowałem kontrast bez przycinania obrazu. Następnie stworzyłem trójwymiarowy wykres wartości intensywności przycięty do wartości ulepszonego obrazu w zakresie od 66 (26% z 255) do 26 (10% z 255). Wydaje się, że pojawia się lekko okrągły wzór podobny do przetworzonej wersji OP, ale myślę, że reszta wzoru została utracona z powodu niższej rozdzielczości bitowej pliku PNG.

Oryginalna wersja z ulepszonym kontrastem wygląda następująco:

Na szczęście mam D80, więc próbowałem powtórzyć twój eksperyment. Niestety:

• To było w ciągu dnia;
• Byłem w garażu, choć ma okno, z którego wyciekło trochę światła;
• Moja szafka jest drewniana, a nie stalowa;
• Mój obiektyw to Sigma 18-50 f / 2.8, w przeciwieństwie do twojego;)

Ale użyłem pokrywki obiektywu, zamknąłem obudowę i na wszelki wypadek ustawiłem przysłonę na f / 22. Na wszelki wypadek zrobiłem dwa zdjęcia po 30. i uzyskałem podobne wyniki dla obu, ale inne niż twoje:

To jest RAW, jak wyszedł z aparatu (rozmiar zmieniony na 600 pikseli szerokości):

Tutaj zastosowałem kompensację ekspozycji +4,5 EV na RawTherapee, aby wydobyć artefakty:

To pokazuje białą poświatę na górze, być może mniej wyraźną tylko dlatego, że nie poszedłem do końca z kontrastem. Pokazuje także pionowe pasy, ale nie widzę okrągłego kształtu.

Zgadzam się z teorią o nierównomiernym ogrzewaniu czujnika, a pasma mogą pochodzić z technologii CCD czujnika. W zależności od budowy mechanizm transportu ładunku może powodować powstawanie smug.

Zdjęcie zostało zrobione przy założonej osłonie obiektywu

Jakie jest częściowe koło widoczne w masie ramy?

To osłona obiektywu.