Có vẻ như bạn cần một thiết bị hình ảnh khoa học. Tôi được cho biết khi tôi làm việc với những điều này rằng các thiết bị hình ảnh CCD cấp khoa học là thiết bị tuyến tính nhất mà con người biết đến, trái ngược với các hình ảnh được thảo luận bởi @Guffa. Tôi đang nói về máy ảnh được tạo ra bởi trắc quang, pco (Sensicam) hoặc các thiết bị được chế tạo để chụp ảnh thiên văn hoặc kính hiển vi.
Những hình ảnh này khác với các thiết bị hình ảnh cấp thương mại ở chỗ:
- Không có ống kính. Bạn phải cung cấp điều đó; Đây là một máy dò tinh khiết. Gắn kết thường là gắn kết C hoặc F.
- Không có pixel nóng hoặc pixel lạnh (ít nhất là trong phạm vi $ 20k / chip). Nếu có, quay trở lại nhà sản xuất để thay thế.
- Vài năm trở lại đây, 1280x1024x8fps được coi là rất tốt. Có lẽ họ đã trở nên lớn hơn kể từ đó, tôi không biết.
- Bạn có thể bin (kết hợp pixel để tăng độ nhạy của thiết bị và giảm độ phân giải không gian).
- Logic để đọc pixel từ thiết bị là rất tốt. Trên các thiết bị cũ (trên mười năm), đã xảy ra một lỗi nhỏ khi di chuyển các giá trị pixel từ một pixel sang pixel tiếp theo để đọc giá trị tại bộ chuyển đổi Analog / Digital ở cạnh chip. Lỗi đó về cơ bản là bằng không trong các thiết bị hiện đại. Tương phản điều này với các hình ảnh CMOS, trong đó việc đọc xảy ra trên mỗi pixel (và do đó, chuyển đổi A / D có thể không giống nhau từ pixel sang pixel).
- Chip được làm mát, thường đến -20 đến -40 C, để giảm thiểu tiếng ồn.
- Một phần trong đặc điểm kỹ thuật của nhà sản xuất là Hiệu suất lượng tử, hoặc tỷ lệ phần trăm cơ hội mà một photon sẽ được chuyển đổi thành điện tử và được ghi lại. Một CCD backthinned có thể có QE khoảng 70-90% cho một photon màu xanh lá cây (450nm), trong khi những cái khác có thể nhiều hơn trong phạm vi 25-45%.
- Những hình ảnh này có màu đen và trắng thuần khiết, ghi lại một phổ được chỉ định bởi nhà sản xuất và có thể đi vào phạm vi IR và UV. Hầu hết thủy tinh sẽ cắt tia cực tím (bạn phải lấy thủy tinh hoặc thạch anh đặc biệt để cho nó đi qua), nhưng IR có thể sẽ cần thêm một số bộ lọc.
Tổng của các điểm khác biệt này có nghĩa là giá trị của mỗi pixel tương quan rất cao với số lượng photon chiếu vào vị trí vật lý của pixel. Với máy ảnh thương mại, bạn không có gì đảm bảo rằng các pixel sẽ hoạt động giống nhau (và trên thực tế, đó là một sự đánh cược tốt mà chúng không làm) hoặc chúng hoạt động theo cùng một cách từ hình ảnh đến hình ảnh.
Với loại thiết bị này, bạn sẽ biết chính xác lượng từ thông cho bất kỳ pixel nào, trong phạm vi nhiễu. Trung bình hình ảnh sau đó trở thành cách tốt nhất để xử lý nhiễu.
Mức thông tin đó có thể là quá nhiều cho những gì bạn muốn. Nếu bạn cần đi cấp thương mại, thì đây là một cách để đi:
- Nhận một chip hình ảnh Sigma (Foveon). Chúng ban đầu được thực hiện cho thị trường hình ảnh khoa học. Ưu điểm của con chip này là mỗi pixel có màu đỏ, xanh lá cây và xanh dương chồng chéo lên nhau, thay vì sử dụng cảm biến của Bayer, trong đó mẫu pixel không bị chồng chéo.
- Chỉ sử dụng máy ảnh này ở iso 100. Đừng đi đến máy ảnh khác.
- Đặt máy ảnh trước nguồn sáng của đầu ra đã biết ở khoảng cách đã biết. Càng chiếu sáng này (tức là đi từ mép này sang mép khác của máy ảnh) thì càng tốt.
- Ghi lại hình ảnh tại một thời điểm phơi sáng nhất định và sau đó sửa đổi thời gian phơi sáng để thay đổi thông lượng rõ ràng tại cảm biến hoặc thay đổi nguồn sáng của bạn.
- Từ bộ ảnh này, tạo một đường cong hiển thị giá trị pixel trung bình bằng màu đỏ, xanh lục và xanh lam cho thông lượng đã biết. Bằng cách đó, bạn có thể dịch cường độ pixel thành thông lượng.
- Nếu bạn đã có một hồ sơ chiếu sáng hoàn toàn bằng phẳng, bạn cũng có thể mô tả hành vi của việc rớt cạnh viz ống kính của bạn.
Từ đây, bạn có thể chụp ảnh một căn phòng (hoặc một cái gì đó khác) trong điều kiện được kiểm soát trong đó bạn biết câu trả lời là gì và xác nhận các đường cong của bạn.