Что мне нужно для фотографирования, которые точно показывают небольшие различия в цвете?

Question

Я выполняю некоторые лабораторные работы и мне нужно сфотографировать свои результаты. Я обычно делаю фотографии с любого доступного устройства, даже камера мобильного телефона сделала бы это для меня. В последнее время у меня были некоторые результаты для твердых тел, которые показывают очень маленькую разницу в цвете (светло-серый и белый), которую вы можете увидеть на глаз, но, что неудивительно, не может быть обнаружен камерой телефона. Теперь я планирую купить USB-камеру, подключиться к компьютеру и сделать несколько подходящих фотографий.

Мой вопрос здесь заключается в том, какое свойство камеры будет определять чувствительность камеры к цветам? Я нашел их в Интернете, но я не уверен, что они могут обнаружить эту небольшую разницу в цветах.

http://www.thorlabs.de/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=4024

Answer 1

Существует два сценария с различными решениями:

• У вас есть разные картинки, и вы хотите, чтобы цвет и яркость были сопоставимы от картинки к картинке. (Автоматическая экспозиция и автоматический баланс белого могут свести на нет различия, которые вы пытаетесь захватить.)
• У вас есть тонкие вариации цветов / оттенков на одном и том же изображении, и вы хотите иметь возможность различать их.

Согласованность нескольких изображений

Вам необходимо одинаковое освещение, экспозиция и цветовой баланс.

Два общих решения:

• Используйте камеру, в которой экспозицию и баланс белого (WB) можно установить вручную, и сохраняйте все то же самое между снимками, включая источники света и расстояние между источником света и объектом.
• Включите в снимок серую карточку в качестве экспозиции и эталона баланса белого и используйте настройку баланса белого, часто встречающуюся в редакторах изображений. RAW лучше для этого (а не JPG), так как RAW имеет больше возможностей для корректировок впоследствии. Вам понадобится камера с поддержкой RAW, за исключением телефонов с камерой и потребительских веб-камер, но с цифровыми зеркальными камерами, беззеркальными и некоторыми компактами.
  (Для научных камер я понятия не имею, но поскольку они явно научные, я могу только предположить, что они предоставляют доступ к необработанным данным в той или иной форме, хотя вам может потребоваться специальное программное обеспечение для манипулирования этими данными .)

Обратите внимание, что люминесцентное освещение и натриевые лампы сложны и могут сделать точные цвета невозможными. Избегайте их, если можете.

Лампа накаливания, фотографические вспышки / стробоскопы и нормальный дневной свет являются хорошими источниками света для точной цветопередачи - вам нужен источник света, который излучает полный спектр света .

Тонкие вариации на одной и той же картинке

Я думаю, что это в первую очередь вопрос "битовая глубина" .

Больше битов означает, что датчик (или технически АЦП, аналого-цифровой преобразователь) может захватывать больше нюансов. Один дополнительный бит переводит вдвое больше уровней яркости. Для датчика RGB это один дополнительный бит на цвет и в 2 ^ 3 = 8 раз больше различных цветов.

Для справки, зеркалки и беззеркальные камеры с большим сенсором обычно имеют размер 12-14 бит. Многие / большинство из них могут быть подключены к компьютеру, ищите модемы .
USB-камеры в вашей ссылке имеют длину до 10 бит, что может быть или не достаточно.

Но : JPG и большинство стандартных мониторов ограничены 8 битами, а некоторые младшие мониторы имеют только 6 бит. Таким образом, чтобы сделать большую битовую глубину видимой на стандартном мониторе, вам нужно снимать в формате RAW и находить отображение из многоразрядного цветового пространства в несколько разрядов цветового пространства, которое сохраняет те различия, которые вы хотите сохранить.

Преобразовывая в цветовое пространство с меньшей битовой глубиной, вы неизбежно отбрасываете информацию. Но когда вы сами определяете отображение, а не оставляете его для преобразования JPG по умолчанию, вы можете решить, какие различия цвета и яркости сохранить.

Я не знаю, какую поддержку предлагают камеры USB для такого преобразования, но я думаю, это то, что вы ищете.
И, возможно, вас заинтересует монитор с большой глубиной цвета, который поставляется с камерой, некоторые мониторы высокого класса могут отображать от 10 до 12 бит цвета.

Answer 2

Я думаю, вы можете рассмотреть камеру на базе Foveon. Датчик Байера в большинстве камер должен экстраполировать все цвета из отдельных датчиков с красным, зеленым и синим фильтрами - и, похоже, поскольку все цвета интерполированы, программное обеспечение легко сглаживает небольшие различия в цветовых вариациях. Для каждого пикселя в выходном изображении были опрошены три пространственно отдельных фотосайта (или более) вместе с единственным отфильтрованным фотосайтом в этом месте пикселя и объединены, чтобы выяснить, какой цвет там.

Датчик Foveon вместо цветового фильтра позволяет проникать световым лучам с различной длиной волны на разные глубины, что примерно соответствует R / G / B. Это означает, что для каждого пикселя в выходном изображении есть три датчика в этом точном местоположении пикселей, записывающих разные длины волн, что является гораздо лучшей системой для захвата пикселей рядом друг с другом, которые имеют небольшую дисперсию.

Единственный производитель камер (в наши дни), который использует датчик Foveon - это Sigma. Все современные камеры Sigma используют версию датчика Foveon Merrill , которая включает в себя зеркальную камеру и набор из трех компактных камер с разными фокусными расстояниями.

Чтобы проверить эту теорию, вы можете получить более старую камеру Sigma, которая не имела разрешения камер Merrill. Даже у более старых камер должно быть достаточно разрешения, чтобы увидеть, можно ли четко различить различия.

Я бы искал Sigma DP2 , более старую версию современной компактной DP-2M камеры. Теперь его можно найти дешево, и вы можете проверить эффект съемки вашего объекта.