Termowizja - pytanie

[Kapitan Cook]

Ostatnio miałem możliwość spojrzenia przez termowizor Eye E3 i opadła mi szczęka. Tzn doświadczenie na poziomie tego kiedy pierwszy raz widzi się choćby Księżyc czy planety przez teleskop. I tak sobie przeglądam różne sprzęty i nie mogę zrozumiem jednej rzeczy. Dlaczego wszystkie te termowizory są albo małe albo w kształcie lunet myśliwskich w dodatku o praktycznie zerowym zoomie optycznym? Czemu nigdzie nie ma jakichś wynalazków z możliwością podpięcia choćby do szybkich obieketywów?

Przecież możliwości przyjrzenia się czemuś z daleka wzrosły by o niebo. Wszędzie tylko zoom cyfrowy ?

[WielkiAtraktor]

Też mnie to ostatnio zainteresowało. Weźmy poniższe wideo:

 

 

Autor nie podaje wszystkich szczegółów; o ile rozumiem, użył niemodyfikowanego celownika termowizyjnego (dość drogi model myśliwski) z teleskopem Newtona w projekcji afokalnej. Konieczna była specjalna soczewka, żeby to przepuścić (coś by się znalazło w Edmund Optics albo Thorlabs, np. Zinc Selenide Plano-Convex Lenses).

 

Poniżej tańsza kamerka (Infiray P2 Pro), gdzie można by się nawet pokusić o destrukcyjną modyfikację (wywiercić otwór w soczewce? bo rozłożenie i wymontowanie obiektywiku po dobroci grozi uruchomieniem jakiegoś sensora zabraniającego...) do pracy w ognisku głównym:

 

 

 

 

Edytowane 4 Listopada 2023 przez WielkiAtraktor

[lkosz]

1 godzinę temu, Kapitan Cook napisał(a):

Czemu nigdzie nie ma jakichś wynalazków z możliwością podpięcia choćby do szybkich obieketywów?

szkło do termowizji musi być o specjalnym składzie, jest drogie i trudne w wykonaniu. Powiększenia w termowizji wymagają już większej apertury aby uzyskać odpowiednią rozdzielczość "optyczną", a dostępne wymienne obiektywy są małe i kosztowne. Bardziej opłacalnym jest użycie tu teleskopu zwierciadlanego. Te zabawkowe kamery termowizyjne osiągają tak wyraźne obrazy na drodze algorytmicznej, "optycznie" surowy obraz jest straszną ciapraniną. Są tak tanie (1500-2000zł.... TANIE...) bo mają optykę wielkości muchy i zapewne opłaty patentowe mniejsze

Edytowane 4 Listopada 2023 przez lkosz

[szuu]

a w dodatku z tego co pamiętam z moich eksperymentów, optyka „szklana” (germanowa) wprowadza okrutne straty, tak więc lustro to prawie same zalety i na transmisji i na cenie i na wielkości (a przez to i rozdzielczości, a w termowizji obiektyw o średnicy np. 2cm ma rozdzielczość taką jak optyczny o średnicy 2mm(!!!))

[Kapitan Cook]

25 minut temu, lkosz napisał(a):

Te zabawkowe kamery termowizyjne osiągają tak wyraźne obrazy na drodze algorytmicznej, "optycznie" surowy obraz jest straszną ciapraniną

 

Czy coś takiego również osiąga jakosć poprzez algorytm ?

 

https://abhunting.pl/pl/p/TERMOWIZOR-INFIRAY-XEYE-II-E3-MAX-V2/518

 

Bo czymś takim spoglądałem i nie mogłem uwierzyć jak wysokiej jakości jest generowany obraz. Gdybym miał za dużo pieniędzy to kupiłbym sobie coś takiego szybciej niż jakikolwiek sprzęt do astro... i przy okazji astropodróży obserwowałbym okolicę.

[lkosz]

2 minuty temu, Kapitan Cook napisał(a):

Czy coś takiego również osiąga jakosć poprzez algorytm ?

zdziwiłbym się gdyby nie... Specjalizowany układ elektroniczny jest dużo tańszy niż duża chalkogenkowa soczewka, straty mniejsze, a jeszcze efekt po ostrzeniu przyjemniejszy dla oka

[szuu]

6 minut temu, Kapitan Cook napisał(a):

Czy coś takiego również osiąga jakosć poprzez algorytm ?

 

"mikro wyświetlacz typu HD o wysokiej rozdzielczości 1280×960"

"Rozdzielczość sensora: 384x288"

wnioski?

 

...ale wbrew pozorom w tym świecie 384x288 to całkiem spoko rozdzielczość bo przez wiele lat były rozdzielczości 160x120 oraz 80x60 i nabywcy płacący za nie ciężkie tysiące złotych i byli zadowoleni!

 

(oraz wniosek nr 2: patrząc na rozdzielczość matrycy jasnym się staje że jedyne prawdziwe polepszenie obrazu wymaga innej optyki)

[Kapitan Cook]

1 minutę temu, szuu napisał(a):

patrząc na rozdzielczość matrycy jasnym się staje że jedyne prawdziwe polepszenie obrazu wymaga innej optyki

 

No właśnie i może słabo szukałem ale nie znalazłem jakichś fajnych termowizorów z cenami rzędu 100-500 tyś. zł

 

W Polce marne 30k . Jaki sprzęt jest absolutnym topem w tej dziedzinie ?

 

No i właśnie czy dysponuje jakąś konkretną ogniskową ?

[lkosz]

4 minuty temu, Kapitan Cook napisał(a):

Jaki sprzęt jest absolutnym topem w tej dziedzinie ?

JWST. Koło filtrowe z filtrami jest jako gratis

[szuu]

11 minut temu, Kapitan Cook napisał(a):

No właśnie i może słabo szukałem ale nie znalazłem jakichś fajnych termowizorów z cenami rzędu 100-500 tyś. zł [...]

nie wiem czy najlepszy ale przynajmniej drogi, no i to jedyny produkt FLIR z rozdzielczością 1024x768:

https://www.bhphotovideo.com/c/product/1283800-REG/flir_72501_0104_t1020_1024_x_768.html

 

11 minut temu, Kapitan Cook napisał(a):

No i właśnie czy dysponuje jakąś konkretną ogniskową ?

podają tam kąty widzenia 3 wymiennych obiektywów: 45°, 28° i 12° co jeżeli dobrze rozumiem odpowiada "fotograficznym" ogniskowym (około) 50mm, 85mm i 200mm.

piksel 17µm czyli matryca ma 17x13mm

..czyli to taki mały budżetowy MFT. jeżeli traktujesz to poważnie to nie idź w nic poniżej pełnej klatki!

[ProTerran]

Generalnie technologię termowizyjną dzieli się na dwa typy: chłodzoną i niechłodzoną. Niechłodzona termowizja bazuje na matrycach bolometrycznych, których czułość spektralna mieści się w paśmie 8-14 um. Ta technologia jest dostępna dla zwykłych konsumentów. Parowanie matryc bolometrycznych z teleskopami zwierciadlanymi niestety nie da nam dobrych rezultatów, ponieważ matryce bolometryczne, żeby generować poprawny obraz pod względem zdolności rozdzielczej i czułości termicznej wymagają bardzo jasnej optyki (dla matryc z pikselem o wielkości 12 um optyka powinna mieć jasność najlepiej F/1, min. F/1.4). Takie teleskopy raczej nie istnieją w obiegu konsumenckim. Co innego mamy w przypadku technologii matryc chłodzonych, które pracują w paśmie MWIR (3-5um) i LWIR (7-12um). Takie detektory nie są dostępne dla konsumentów z uwagi na ogromny koszt i bardzo często restrykcje prawne (technologia militarna). W przypadku detektorów MWIR takie detektory nierzadko paruje się z układami zwierciadlanymi, które umożliwiają uzyskanie wąskich kątów pola widzenia, ponieważ wymagana jasność optyki może sięgać nawet do F/5.5 (standardowo F/4), jednocześnie przy uzyskaniu bardzo dobrej czułości temperaturowej.

 

 

Edytowane 5 Listopada 2023 przez ProTerran

[Kapitan Cook]

6 minut temu, ProTerran napisał(a):

dla matryc z pikselem o wielkości 12 um optyka powinna mieć jasność najlepiej F/1, min. F/1.4

 

Czy jest jakaś konkretna przyczyna ? Rozumiem że jeśli będzie ciemniej zwyczajnie obraz będzie bardziej zaszumiony.

 

Moje pytanie brzmi czemu na froncie tych urządzeń są małe obiektywy a nigdzie nie ma kloców w stylu sigmy 105 1.4.

 

 

[ProTerran]

Tak jak pisałem wcześniej, te apertury obiektywów wynikają ze zdolności rozdzielczej, która wynika z limitu dyfrakcyjnego dla danej długości fali oraz dochodzi do tego jeszcze czułość temperaturowa (NETD). Przy czym czułość przy obserwacji astronomicznej możesz kompensować, tak jak w astrofotografii dłuższym czasem ekspozycji, więc nie jest to problem.

 

Oczywiście, że istnieją do matryc bolometrycznych duże obiektywy, podobne do Sigmy: np. https://eom.umicore.com/en/api/fw/file/c7f81bf7abd9e655a2dc8c4ac63e82d1ed73ecf0/ ale są one relatywnie drogie (pewnie coś koło 10K USD/szt).

Edytowane 5 Listopada 2023 przez ProTerran

[WielkiAtraktor]

50 minut temu, ProTerran napisał(a):

żeby generować poprawny obraz pod względem zdolności rozdzielczej i czułości termicznej wymagają bardzo jasnej optyki (dla matryc z pikselem o wielkości 12 um optyka powinna mieć jasność najlepiej F/1, min. F/1.4). Takie teleskopy raczej nie istnieją w obiegu konsumenckim.

 

..ale projekcją afokalną można to osiągnąć, no nie? Jak w tym podlinkowanym wideo. Powiedzmy, Newton 114/500 mm + odpowiednio krótka soczewka ZnSe do projekcji i f/1,4 daje efektywną ogniskową 160 mm, wciąż znacznie więcej niż fabryczny obiektywik 3-10 mm.

[ProTerran]

@WielkiAtraktor To co jest pod tym linkiem to jest przerobienie teleskopu na jakąś przystawkę powiększającą, której parametrów nie zna nawet sam autor. Ograniczenia wynikającego ze zjawiska limitu dyfrakcyjnego nie da się przeskoczyć takimi prostymi trickami, co z resztą widać na podlinkowanym wideo, ten obraz ma bardzo niską zdolność rozdzielczą, która wynika właśnie z ograniczenia F/#, bez teleskopu obraz z samej lunety wygląda nawet poprawnie.

 

Poniżej linkuję wideo z kamery termowizyjnej dla dobrze dobranej F/#, przy dalekiej obserwacji (pasmo i rodzaj technologii nie mają aż tak dużego znaczenia, bo one wpływają przede wszystkim na finalny gabaryt kamery):

 

[Kapitan Cook]

@ProTerran Znalazłem jaka optyka siedzi w kamerze z Twojego filmu

 

https://www.unviot.com/mwir-750mm-cooled-thermal-imaging-core-product/

 

Nawet nie taka szybka bo f/4 ale kolejne pytanie czy to jest faktyczna termowizja pracuje w paśmie 3.7 – 4.8μm, MWIR

[ProTerran]

@Kapitan Cook Dla termowizji pracującej w paśmie MWIR i bazującej na detektorze chłodzonym, optyka F/4 to standard (z resztą tak jak pisałem w pierwszym wpisie w tym temacie).

Edytowane 5 Listopada 2023 przez ProTerran

[Kapitan Cook]

Czy MWIR umożliwia oglądanie w kompletnej ciemności ?

[ProTerran]

Tak, termowizja (MWIR/LWIR) bazuje na detekcji promieniowania emitowanego przez obiekty (w przeciwieństwie np. do działania kamer dziennych, które pracują na zasadzie detekcji promieniowania odbitego od obiektu).

Edytowane 5 Listopada 2023 przez ProTerran