Как сфотографировать отдаленные объекты (10 км)?

Question

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.

Answer 1

Вы не можете. Мне все равно, что вы видели в CSI, это просто невозможно в реальном мире. Даже принимая смехотворно большой Canon (а теперь уже снятый с производства, да, и 100 000 долларов) 1200-мм объектив , в Digital Picture говорят:

лица были узнаваемы на расстоянии до мили или более

Однако вы говорите о шестикратном расстоянии. Можно подумать об установке 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 снова у вас проблема в шесть раз больше. Что бы вы ни пытались сделать, пришло время найти другой план, потому что он не сработает.

Answer 2

Указав, что вы хотите делать свои наблюдения в «хорошем солнечном свете», вы уже застрелились в ногу. Лучшее время для фотографирования такого рода - ночью или 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 для осуществления этого умения. Если ради аргумента мы скажем, что символы на автомобильном номерном знаке состоят из штрихов шириной 1 см, то нам нужно 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. резко видеть). Это 1/10 секунды (один градус - 3600 угловых секунд). Если Хаббл посмотрел на Землю - с ее орбиты примерно 600 км над земной поверхностью - это теоретически соответствует 0,3 метров или 30 см. Довольно впечатляющий! Но Хаббл должен был бы смотреть вниз через атмосферу, которая размывает изображения и делает фактический разрешение хуже.

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.

Стандартным справочным материалом для видеонаблюдения является Clandestine Photography Сильяндера и Юусолы. Если хотите, закажите его у Amazon, но ваша местная служба безопасности может заинтересовать вашу покупку.

Answer 3

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, - это способ сфотографировать чрезвычайно отдаленные цели с предельной детализацией - он просто недоступен для большинства частных граждан. НАСА и другие космические агентства используют этот вид оборудования для визуального отслеживания запусков.

Изображение любезно предоставлено НАСА, передано в общественное достояние.

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 до ЛК-39А, самой южной из двух стартовых площадок космического корабля "Шаттл", составляет 5,923 км, однако эта камера будет использоваться позднее во время запуска, когда корабль находится на гораздо более низком уклоне. Не трудно сказать, что он может захватывать подробные изображения и кадры на расстоянии 10 км.

По данным собственного веб-сайта НАСА *1023*, 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: В этом видео о сбое запуска Orbital ATK Antares в октябре 2014 года, предположительно, есть некоторые части, снятые с помощью камеры слежения за дальностью полета.

РЕДАКТИРОВАТЬ 2: Если подумать, камеры, используемые на военных беспилотниках, могут обнаруживать 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 Жнеца 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 равен double его обычной крейсерской высоте (50 000 футов AMSL), вполне разумно предположить что камеры там могут видеть детали на расстоянии 10 км, с учетом турбулентности и мерцающего горячего воздуха. Я совершенно уверен, что сведения об оптике на этих машинах не являются общедоступными.

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

Answer 4

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), расстояние до горизонта составляет ~ 4,8 километра.

Рассчитано по формуле от 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

Чтобы сфотографировать кого-то, стоящего на расстоянии 10 километров:

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 как минимум на 25 футов над землей относительно другого человека, или им нужно было бы стоять на 25 футах над землей относительно вас, или между двумя из вас.

Несмотря на это, ваша линза не будет иметь такого же значения, как ваша точка зрения относительно предмета фотографии, так как кривизна Земли будет мешать!

Просто еще одна вещь для рассмотрения.

Answer 5

Исследования, проведенные университетами США, 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 / 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 удалению объекта на 45 метров. В качестве страхового полиса, 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, теоретически вы можете достичь своей цели.

Мне кажется, объектив с фокусным расстоянием 12 000 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 изображение на экране 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.

Answer 6

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».

со своего сайта: http://www.paglen.com/?l=work&s=limit

«Телеобъективная съемка включает фотографирование пейзажей, которые невозможно 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 могла бы быть полезной. Больше с его сайта здесь:

«Лимитная телеобъективность больше всего напоминает астрофотографию, метод, который астрономы используют для фотографирования объектов, которые могут находиться на расстоянии триллионов миль от Земли. Однако в некоторых случаях легче фотографировать глубины Солнечной системы, чем сфотографируйте углубления военно-промышленного комплекса. Например, между Землей и Юпитером (на расстоянии 500 миллионов миль) имеется около пяти миль густой воздухопроницаемой атмосферы. В противоположность этому между наблюдателем и сайты, изображенные в этой серии. "

edit: есть видео с человеком на работе, которое я только что нашел: Trevor Paglen: Limit Telephotography | АРТ21 "Эксклюзив"

Answer 7

Еще одна идея, о которой я не думаю, что кто-то еще упомянул, - это использование видео в сочетании с программным обеспечением для компьютерного зрения для компенсации атмосферного движения. Адаптивная оптика необходима для астрофотографии отчасти потому, что уровень освещенности низкий. В течение дня теоретически можно 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 использовался для (среди прочего) 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 восстановить грубое без масок изображение субъекта 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 все еще предполагает, что вы можете поместить камеру достаточно высоко, чтобы, конечно, получить луч обзора. : -)

Answer 8

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

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

Но на самом деле дело не в фотографии ...

Answer 9

Я думаю, что линзы, которые вы можете искать, на самом деле просто телескопы среднего размера. Возможно, 8 "ньютоновских или катадиоптрических было 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.

Answer 10

Кто-нибудь задумывался о гигапиксельной технологии? Это 320 гигапиксельное изображение (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 видеть черты лица, но вы можете видеть человека в синем пиджаке и серых / черных брюках с белым / светлым рюкзаком, отходящим от лондонского глаза (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 вашей враг перед железом.