Тема: Поляризационная видеокамера

[barbucha]

видел интерференционные фильтры которые выпускают в Ровно
насколько понял они пропускают только узкую полосу длин волн
и при наклоне вертикальной оси сдвигают диапазон пропускания в сторону.
зачем нужен такой тип фильтров?

[Gall]

То, что при наклоне сдвигают - это скорее паразитный эффект. Без этого сделать физика не позволяет.
То, что пропускают узкий диапазон - это то, чего пытаются добиться. Допустим, очистить луч лазера от любых "примесей" постороннего света. Никакими красителями такую узкую полосу не сделать.

[barbucha]

как работает лазерный гироскоп   и прибор для дистанционного сканирования температуры при помощи лазерного луча.

[Gall]

как работает лазерный гироскоп

На теории относительности.
Лазерные лучи образуют ломаное кольцо (треугольник, квадрат и т.п.). При вращении этого кольца вокруг его центра происходит сокращение длины и замедление времени. Их величины зависят от того, распространяется ли луч по направлению или против направления вращения. В результате фазы лучей слегка сдвигаются. Этот маленький сдвиг фаз измеряется по интерференции лучей.

Прибор очень интересный, но очень сложный в изготовлении: нужна невероятная точность настройки.

и прибор для дистанционного сканирования температуры при помощи лазерного луча.

Лазерный луч в таком приборе никакого отношения к измерению температуры не имеет и используется просто в качестве "лазерного прицела", как в пистолете.
Температура измеряется по инфракрасному излучению предмета, на который направлен прибор.

В лазерном дальномере КРАСНЫЙ луч - тоже просто "лазерный прицел". Измерение расстояния делается ДРУГИМ лучом, невидимым. Принцип тот же, что и у радара (послали луч, измерили, через какое время он вернулся).

[barbucha]

с вычислением угла линейной поляризации примерно понятно.
Если сделать 4 снимок через циркулярный поляризационный фильтр
можно будет вычислить направление круговой поляризации?
Если перед поляризационными фильтрами ставить фильтры из набора о котором писал раньше они на поляризацию будут влиять?

Можно ли поставить фильтр который пропускает свет только на длине 303 лазера и измерять поляризацию лазерного луча отображенного от вещества.

Вроде каждое вещество имеет свой угол поляризации.
Если на фотографии покажет угол отраженного лазерного луча можно ли по нему узнать что это за вещество?

интересный сайт http://www.airshow.ru/expo/652/prod_5797_r.htm

[Gall]

с вычислением угла линейной поляризации примерно понятно.
Если сделать 4 снимок через циркулярный поляризационный фильтр
можно будет вычислить направление круговой поляризации?

Да. Неполяризованный свет пройдет через циркулярный фильтр наполовину, линейно поляризованный - тоже наполовину, "правильный" циркулярный - полностью, "неправильный" циркулярный совсем не пройдет.

Если перед поляризационными фильтрами ставить фильтры из набора о котором писал раньше они на поляризацию будут влиять?

Не должны.

Можно ли поставить фильтр который пропускает свет только на длине 303 лазера и измерять поляризацию лазерного луча отображенного от вещества.

Можно, но эффект предсказуем. Если вещество непрозрачно и неметалл, поляризация не изменится. Если металл, или сверху есть прозрачный слой и он из штампованного пластика или кристалла (кварца), поляризация повернется или станет круговой или эллиптической. Эффект зависит от соотношения угла падения, угла поляризации и рода вещества и может быть вычислен.

Вроде каждое вещество имеет свой угол поляризации.
Если на фотографии покажет угол отраженного лазерного луча можно ли по нему узнать что это за вещество?

Нет - не хватит информации.

Можно будет только сказать, является ли вещество металлом или неметаллом, прозрачен верхний слой его поверхности или нет. Все неметаллы ведут себя одинаково. Эффект на металлах чуть-чуть разный, но различие так мало, что заметить его здесь не удастся. (Чтобы его увидеть, надо отполировать металл до зеркала и закрепить все на оптической скамье). Этот метод исследования используется в науке. Только не для опознания вещества, а для измерения физических свойств. (Какое вещество берется, известно заранее).

В научных экспериментах обычно используется источник света с регулируемой длиной волны, и длинами волн пробегают весь спектр. Фильтровать постороннее излучение нет нужды - посторонний свет в приборе исключен.

[Gall]

Вы сейчас изобретаете велосипед, известный под названием "поляриметрия".

(А вообще безграмотность журналистов иногда поражает: "Создана камера, которая видит мир глазами креветки" - а ничего, что работающие на этом принципе камеры использовались еще во время Первой мировой войны для обнаружения секретных надписей на документах? Вся новизна работы бристольских ученых заключается в том, что они эту камеру сделали водонепроницаемой на большой глубине.)

[barbucha]

буду изучать.

Если сделать снимок видеокамерой без фильтра и с фильтром характеристики которого известны. Может ли сравнение снимков дать какую либо полезную информацию?

Камеры Panasonic NV-DS50 и NV-VZ17
в камерах есть обычный и ночной режим.
Ночной черно-белый. Дневной - цветной. Там есть куча настроек баланса цвета и температуры.
Камера подключена к компу через ТВ тюнер и записывает фото в  BMP файлы.
Как влияют настройки тюнера на достоверность информации?


почему в камерах видео наблюдения нет настроек типа баланс света и тому подобное.

а ничего, что работающие на этом принципе камеры использовались еще во время Первой мировой войны для обнаружения секретных надписей на документах?

где об этом можно почитать

[Gall]

Если сделать снимок видеокамерой без фильтра и с фильтром характеристики которого известны. Может ли сравнение снимков дать какую либо полезную информацию?

В принципе да, особенно если камера черно-белая. Таким образом можно получить не обычное RGB-изображение, а изображение с гораздо большим числом "цветов" - по числу имеющихся фильтров, по сути. Если фильтров много, то так почти что спектр увидеть можно.

Проще всего такие опыты пробовать без камеры, просто глазами. Смотреть через похожие фильтры и сравнивать. Разные фильтры будут выделять разные части изображения. Так можно, например, увидеть следы реставрации на картине - для невооруженного глаза краска одинакова, но спектры красок отличаются, и через фильтр видно, что краски разные. Похожим способом можно искать фальшивые деньги и т.д.

Вместо того, чтобы смотреть через фильтр, с тем же успехом можно освещать лампочкой через фильтр. Лампочка должна быть лампочкой накаливания. Кстати, через фильтры вы легко отличите свет лампы накаливания от энергосберегающей или светодиодной - у всех трех ламп разные спектры.

Этот же способ используют в астрофотосъемке.

Как влияют настройки тюнера на достоверность информации?

Сигнал в такой схеме искажается очень сильно.

Внутри камеры сигнал, скорее всего, RGGB фильтром Байера. Потом этот сигнал переводится в YCrCb и затем кодируется либо в PAL, либо в SECAM, либо в NTSC. Если в NTSC, то вообще все очень плохо, потому что NTSC не имеет никаких сигналов привязки цвета, и оттенок в ней регулируется "на глаз". Во всех трех случаях развертка делается чересстрочной, т.е. разрешение цветной составляющей примерно в 4 раза ниже, чем черно-белой.

А тюнер потом все это обратно в RGB возвращает.

Настройки тюнера меняют характер искажений, но при любых настройках искажения будут просто кошмарными.

почему в камерах видео наблюдения нет настроек типа баланс света и тому подобное

Потому что это чисто программная обработка изображения, уже после съемки. Она происходит непосредственно перед записью файла. В фотоаппаратах и "художественных" видеокамерах встроенный процессор умеет делать обработку, и у него есть несколько режимов обработки. В камерах видеонаблюдения обработка никому не нужна, процессора там нет.

Для экспериментов лучше всего подходят либо черно-белые камеры наблюдения (в них нет никаких фильтров), либо черно-белая фотопленка (разных сортов, в зависимости от задачи). Бывают специальные "научные" камеры, но они страшно дорогие. Любительскую цветную фотопленку вроде "Kodak Gold" использовать не надо. Если уж цветная, то либо слайдовая, либо профессиональная негативная, причем сорт пленки опять же надо аккуратно выбирать (на сайтах фирм есть справочники по выбору). Бывает специальная "научная" фотопленка и "научные" фотопластинки разного назначения.

(Отличие любительской пленки от профессиональной: любительская хранится годами без холодильника, прощает грубые ошибки съемки и делает цвета более яркими, чем на самом деле. Расплата за это - сильные искажения цвета.)

(Отличие "научных" фотопленок и видеокамер от "обычных": у "научных" характеристики даются в паспорте в виде строгих цифр, а у "обычных" - в виде художественного описания результата. Еще "научные" пленки отличаются большим разнообразием - например, инфракрасные, для голографии, рентгеновские и др.)

[barbucha]

есть черно-белая  камера видео наблюдения которая подключается к тюнеру
у нее тоже будут искажения?
Она имеет телевизионную развертку

в настройках тюнера есть разные виды размера карда
как соотнести реальное количество пикселов матрицы и то расширение что дает тюнер?

вот камера Panasonic NV-DS50
http://market.yandex.ua/model-spec.xml?modelid=207657&hid=90635
там есть DV-вход
это нужна специальная плата в компе чтобы с нее сигнал брать.
он будет идти обработанный процессором?

Говорят что у нее есть дискретно косинусное преобразование которое стирает все нужное.


Почему ночная съемка черно-белая
если на камере будет фильтр например КФ-13 можно ли сказать что либо о разнице уровней R G B

с тем же успехом можно освещать лампочкой через фильтр.

если освещать через один фильтр, а смотреть через другой
что получится?

[barbucha]

какие алгоритмы могли быть применены чтобы получить такие цветные картинки

[Gall]

есть черно-белая  камера видео наблюдения которая подключается к тюнеру
у нее тоже будут искажения?
Она имеет телевизионную развертку

У нее не будет цветовых искажений. Сигнал, конечно, проходит через аналоговый тракт, но это не катастрофа. Надо только иметь в виду, что сигнал может "дрожать" (смещаться на доли пиксела туда-сюда), поэтому с математической обработкой надо быть очень осторожным.

в настройках тюнера есть разные виды размера карда
как соотнести реальное количество пикселов матрицы и то расширение что дает тюнер?

Простыми средствами никак. Надо знать марку чипа камеры или точное ее разрешение.

это нужна специальная плата в компе чтобы с нее сигнал брать.
он будет идти обработанный процессором?

Да, скорее всего. (И это на самом деле плохо).

Почему ночная съемка черно-белая

Чувствительности камеры не хватает. Поэтому все три канала - красный, зеленый, и синий - включают параллельно, чтобы собрать больше света. Приходится делать изображение черно-белым.

если на камере будет фильтр например КФ-13 можно ли сказать что либо о разнице уровней R G B

Трудно что-то сказать. На самом деле, в цветной камере R, G и B - это маленькие цветные фильтры перед пикселами. Эффект будет как от сложения фильтров, но мы не знаем, какие именно длины волн пропускают фильтры в этой камере.

Именно поэтому черно-белая камера или пленка лучше: в ней таких сюрпризов нету.

если освещать через один фильтр, а смотреть через другой
что получится?

Если фильтры достаточно разные (такие, что если их сложить вместе, свет проходить не будет), то в основном будет видна темнота. Останутся видимыми только предметы, которые светятся сами или флюоресцируют под действием освещения. Чтобы увидеть флюоресценцию, надо делать освещение с большей длиной волны, чем фильтр перед глазами - например, светить через синее стекло, смотреть через красное или желтое.

Этот метод использовался во время Первой мировой для обнаружения секретных надписей (светим синим светом, смотрим через желтое стекло, секретные надписи светятся слабым желтым). Потом Вуд придумал, как сделать ультрафиолетовый фильтр, и вместо синего света стали использовать ультрафиолет. Стало видно гораздо лучше (светим ультрафиолетом, смотрим просто так, секретные надписи светятся ярко-голубым).

Пробуйте это с деньгами или с документами на гербовой бумаге. Там обычно в бумаге есть флюоресцентные ниточки (степень защиты), их будет четко видно. Лучше всего видно на евро.

[Gall]

какие алгоритмы могли быть применены чтобы получить такие цветные картинки

Достаточно покрутить в Фотошопе "кривые" и раскрасить.

Метод, как получены ЭТИ картинки, очевиден совершенно: смотрим на ЯРКОСТЬ пиксела и в зависимости от яркости выбираем контрастные цвета. Например, яркость от 0 до 10 красим красным, от 10 до 20 синим, от 20 до 30 желтым и т.д., цвета выбираем от балды. Таким способом любая картинка превращается в "психоделическую".

В науке этот метод используют, чтобы выделить какое-то малозаметное изменение яркости, которое почему-то важно. Например, таким способом можно заметить на фотографии следы ретуши, затертую в фотошопе фигуру человека (на стене видна слабенькая тень, мы эту тень раскрашиваем и усиливаем). В шарлатанстве я его видел как способ "увидеть фантомы" или "ауру" (на самом деле, конечно - способ увидеть слабые тени на снимке).

Грубый способ рисования таких картинок в Фотошопе - выделять инструментом "волшебная палочка" с маленьким порогом и заливать выделение разными цветами.

[barbucha]

Лампочка должна быть лампочкой накаливания.

в чем отличие от галогенной лампы?

Есть видиконовая камера она тормознутая. Может ли быть этот эффект аналогом фотоснимка с долгой выдержкой?

[Gall]

Лампочка должна быть лампочкой накаливания.

в чем отличие от галогенной лампы?

Галогенная лампа - особый вид лампы накаливания. Подойдет вполне.

Главное знать, что у ламп накаливания (обычных или галогенных) спектр сплошной, у газоразрядных (неоновой рекламы, ртутных и натриевых фонарей) он линейчатый, у "ламп дневного света" и энергосберегающих он как у газоразрядной, но с наложенными кое-где "заплатками" люминофора (чтобы цвет не такой мерзкий был), а у светодиода - широкие полосы и "заплатки".

Посмотрите в простейший спектроскоп (хотя бы из компакт-диска в обувной коробке) на лампочки - сами все увидите.

Есть видиконовая камера она тормознутая. Может ли быть этот эффект аналогом фотоснимка с долгой выдержкой?

Да, частично. К сожалению, у нее есть еще и шум и собственные искажения, которые на долгих выдержках заметны. Попробуйте. Но осторожно - не примите по ошибке искажения камеры за "необъяснимое явление".