Làm thế nào để chụp ảnh các vật ở xa (10km)?

Làm thế nào để chụp ảnh các vật thể ở xa như người và xe, với độ phân giải đủ để xác định khuôn mặt và số xe? Tôi đang tìm kiếm gợi ý và chi phí, phạm vi 10km, với ánh sáng mặt trời tốt. Cảm ơn.

Xin đừng đi 10km theo nghĩa đen. Tôi nghĩ rằng đó là khoảng cách an toàn để làm điều đó mà không bị bắt. Video ở đây để bạn tham khảo, https://youtu.be/AHLsQPuwQbQ .

Bạn không thể. Tôi không quan tâm những gì bạn đã thấy trên CSI, điều này không thể có trong thế giới thực. Ngay cả khi sử dụng ống kính 1200mm của Canon (và hiện đã ngừng sản xuất. Ồ, và $ 100.000) , Ảnh kỹ thuật số cho biết:

khuôn mặt có thể nhận ra ở khoảng cách lên tới một dặm hoặc hơn

Tuy nhiên, bạn đang nói về sáu lần khoảng cách đó. Bạn có thể nghĩ về việc gắn kính viễn vọng, nhưng bầu không khí sẽ phá hỏng mọi bức ảnh. Ngay cả ở tiêu cự "tương đối ngắn" của 1200mm, Ảnh kỹ thuật số cho thấy

Rắc rối nhất đối với 1200 L từ quan điểm chất lượng hình ảnh chủ thể ở xa là điều kiện khí quyển

và một lần nữa, bạn đang tìm kiếm vấn đề gấp sáu lần. Dù bạn đang cố gắng làm gì, đã đến lúc tìm một kế hoạch khác vì kế hoạch này sẽ không hiệu quả.

Bằng cách xác định rằng bạn muốn chụp ảnh giám sát trong "ánh sáng mặt trời tốt", bạn đã tự bắn vào chân mình. Thời gian tốt nhất để thực hiện kiểu chụp ảnh này là vào ban đêm hoặc vào buổi sáng sớm trước khi sức nóng từ mặt trời có thời gian để tạo ra "nhiệt" khiến cho việc chụp ảnh tele cực kỳ gần như không thể, ngay cả với thiết bị tốt nhất.

Giả sử rằng bạn rất vui khi làm việc vào ban đêm (hoặc khoảng bình minh) khi "nhìn thấy" là tốt nhất, chúng tôi cần xem xét loại quang học nào bạn sẽ yêu cầu để thực hiện kỳ ​​tích này. Nếu, để tranh luận, chúng tôi nói rằng các ký tự trên biển số xe bao gồm các nét rộng 1cm, thì chúng tôi sẽ cần giải quyết một nửa chiều rộng đó (0,5cm) từ phạm vi 10km đã nêu của bạn. Điều này cho độ phân giải góc 0,000028 độ, hoặc 0,1 giây giây. Thuận tiện, đây là sức mạnh phân giải của Kính thiên văn vũ trụ Hubble .

Cái gọi là độ phân giải góc của Hubble - hay độ sắc nét - được đo bằng góc nhỏ nhất trên bầu trời mà nó có thể phân giải (tức là nhìn rõ). Đây là 1/10 của một cung giây (một độ là 3600 giây cung). Nếu Hubble nhìn Trái đất - từ quỹ đạo của nó cách bề mặt trái đất khoảng 600 km - về lý thuyết, điều này sẽ tương ứng với 0,3 mét hoặc 30 cm. Khá ấn tượng! Nhưng Hubble sẽ phải nhìn xuống bầu khí quyển, điều này sẽ làm mờ hình ảnh và làm cho độ phân giải thực tế trở nên tồi tệ hơn.

Vì vậy, với điều kiện khí quyển hoàn hảo và được trang bị một bản sao chân của HST, vấn đề tiếp theo của bạn là tìm kiếm và theo dõi mục tiêu của bạn, và quan trọng hơn là giữ cho nó tập trung. Nếu bạn đã cố gắng theo dõi động vật hoang dã với các thiết bị nghiệp dư thậm chí còn tốt, bạn sẽ biết điều này có thể khó đến mức nào. Nhân tiện, HST không có tự động lấy nét.

Tài liệu tham khảo tiêu chuẩn về nhiếp ảnh giám sát là Clandestine Photography của Siljander và Juusola. Đặt hàng từ Amazon nếu bạn thích nhưng các dịch vụ bảo mật địa phương của bạn có thể quan tâm đến việc mua hàng của bạn.

Sự đồng thuận chung trong chủ đề này là việc chụp ảnh chi tiết về một đối tượng ở cự ly 10km là cực kỳ khó khăn và có lẽ không thể sử dụng thiết bị có sẵn trên thị trường - và có nhiều bằng chứng để hỗ trợ cho các câu trả lời khác.

Tuy nhiên, có là một cách để chụp ảnh mục tiêu cực kỳ xa xôi một cách chi tiết cực đoan - nó chỉ là không thương mại có sẵn cho hầu hết công dân tư nhân. NASA và các cơ quan không gian khác sử dụng loại phần cứng này để theo dõi các vụ phóng trực quan.

Hình ảnh lịch sự của NASA, được phát hành vào phạm vi công cộng.

Bộ phận này là máy ảnh theo dõi tầm xa, được gắn trên Núi theo dõi Kinra của Contraves-Goerz. Nó thực sự giống một chiếc kính thiên văn hơn, nhưng nó làm rất tốt việc theo dõi các mục tiêu ở xa trong chi tiết đủ tốt cho các nhà khoa học tên lửa.

Wikipedia tuyên bố rằng loại thiết bị này có máy quay video 200 inch (5.080mm), cũng như máy ảnh phim 400 inch (10.160mm). Những máy ảnh này được vận hành từ Bãi biển Playalinda; khoảng cách beeline từ đó đến LC-39A, cực nam của hai bệ phóng Tàu con thoi cũ, là 5,923km, tuy nhiên, chiếc máy ảnh này sẽ được sử dụng sau này trong khi phóng, khi một chiếc máy bay bị hạ thấp hơn nhiều. Không phải nói quá rằng nó có thể chụp được những hình ảnh và cảnh quay chi tiết ở cự ly 10km.

Theo trang web riêng của NASA , có các camera (FLIR / hồng ngoại) khác trên các giá treo tương tự có tiêu cự trong khoảng từ 20 đến 150 inch (508mm đến 3,810mm), được sử dụng để theo dõi tầm trung.

Thật không may, tôi không thể tìm thấy những bức ảnh được gắn thẻ như đã được chụp bằng một trong hai thiết bị này; tìm kiếm xung quanh thường mang lại hình ảnh của các máy ảnh.

EDIT: Video này về sự cố ra mắt quỹ đạo quỹ đạo quỹ đạo tháng 10 năm 2014 được cho là có một số phần được quay bằng camera theo dõi tầm xa.

EDIT 2: Hãy nghĩ về nó, máy ảnh được sử dụng trên máy bay không người lái quân sự có thể có thể phát hiện ra các chi tiết khá tốt ở những khoảng cách này. Văn hóa nhạc pop sẽ khiến bạn tin rằng một máy bay không người lái có thể nhìn thấy các đặc điểm trên khuôn mặt của một người từ độ cao bay.

Wikipedia tuyên bố rằng một máy bay không người lái Reaper sẽ hành trình ở độ cao 25.000 feet, tương đương khoảng 7,5km AMSL. Giả sử giả định của Hollywood là đúng và rằng máy bay không người lái luôn luôn nhìn thẳng xuống và hãy nhớ rằng trần dịch vụ của nó cao gấp đôi độ cao hành trình thông thường (50.000 feet AMSL), khá hợp lý khi cho rằng các máy ảnh trên đó có thể xem chi tiết ở 10km, chiếm không khí và lung linh, không khí nóng. Tôi khá chắc chắn rằng các chi tiết về quang học trên các máy này không có sẵn công khai.

Mặc dù vậy, tôi thực sự không mong đợi một máy bay không người lái quân sự tiên tiến sẽ được phổ biến rộng rãi cho dân thường!

Như những người khác đã nói, 10 km là không khả thi do vật lý của ánh sáng và biến dạng khí quyển. Tuy nhiên, tôi muốn giải quyết một khía cạnh khác về vấn đề này chưa được đề cập: nếu ai đó đứng cách bạn 10 km và cả hai bạn ở cùng độ cao, bạn sẽ không thể nhìn thấy họ vì họ sẽ Đằng sau chân trời!

Nếu một người cao 1,8 mét (~ 6 ft) thì đường chân trời cách ~ 4,8 km.

Được tính toán với công thức từ https://en.wikipedia.org/wiki/Horiz

distance (kilometers) = 3.57 * sqrt(height (meters))
distance = 3.57 * sqrt(1.8 m)
distance = 3.57 * 1.34
distance = 4.7838 km

Để chụp ảnh ai đó đứng cách đó 10 km:

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

Nói cách khác, bạn cần đứng cách mặt đất ít nhất 25 feet so với người kia hoặc họ cần đứng cách mặt đất 25 feet so với bạn hoặc một số thỏa hiệp giữa hai bạn.

Bất kể, ống kính của bạn sẽ không quan trọng bằng điểm thuận lợi của bạn so với chủ đề của ảnh vì độ cong của Trái đất sẽ cản trở!

Chỉ là một điều khác để xem xét.

Các nghiên cứu của các trường đại học Hoa Kỳ chỉ ra rằng một chủ đề có thể được nhận ra từ khoảng cách khoảng 45 mét. Để nhận ra một đối tượng 10 km, bạn cần một kính viễn vọng có đủ năng lượng để khiến đối tượng xuất hiện như thể anh ta / cô ta chỉ cách 45 mét. Về mặt toán học, sức mạnh của kính thiên văn như vậy phải là 222X (10 X 1000 ÷ 45 = 222). Sử dụng một nhạc cụ ở độ phóng đại này làm cho đối tượng dường như ở khoảng cách 45 mét. Là một chính sách bảo hiểm, hãy tăng độ phóng đại lên 250 lần. Lash-up như vậy làm cho đối tượng dường như chỉ có 40 mét (10 X 1000 250 = 40).

Các nhà thiên văn học là các chuyên gia về kính viễn vọng. Họ công bố rằng khi một ống kính chính được sử dụng để chụp ảnh, họ chia độ dài tiêu cự cho 50 để lấy được sức mạnh của thiết bị. Sử dụng các tiêu chí này, nếu bạn lắp ống kính viễn vọng 50 X 250 = 12.000mm, về mặt lý thuyết bạn có thể đạt được mục tiêu của mình.

Dường như với tôi, một ống kính có tiêu cự 12.000mm là một sự khan hiếm. Nhưng chờ đã, máy ảnh của chúng tôi mang lại một hình ảnh thu nhỏ phải được phóng to; mặt khác, hình ảnh chúng ta tạo ra không thể quan sát được Khi chúng tôi xem hình ảnh của mình trên máy tính hoặc khi chúng tôi in một bản in có kích thước 8 X 12 inch, phần mềm của máy tính hoặc máy in sẽ áp dụng độ phóng đại khoảng 8 lần nếu chúng tôi sử dụng máy ảnh full frame và khoảng 12X nếu chúng tôi sử dụng kỹ thuật số nhỏ gọn. Độ phóng đại này được áp dụng để làm cho hình ảnh hiển thị hoạt động có lợi cho chúng tôi. Chúng ta có thể giảm độ dài tiêu cự của tele theo hệ số 8 hoặc 12, tùy thuộc vào định dạng được sử dụng. Nó hoạt động với ống kính 12.000 8 = 1.500mm cho máy ảnh full frame hoặc 12.000 12 = 1.000mm cho máy compact.

Kết luận của tôi: Để đạt được mục tiêu của bạn, bạn phải mua một ống kính tele chất lượng với độ dài tiêu cự bằng hoặc tốt hơn so với ở trên. Sử dụng một ống kính dài như vậy vào một mục tiêu di chuyển như xe hơi là một công việc đầy thách thức. Nói cách khác, gần như không thể nhưng có lẽ bạn có thể chiến thắng.

Có một anh chàng tên là Trevor Paglen. Ông đã làm một dự án về chụp ảnh các căn cứ quân sự được phân loại nằm ở các vùng xa xôi của Hoa Kỳ. Câu hỏi của bạn và video bạn chia sẻ nhắc tôi về công việc của anh ấy. Ông đã phát triển một kỹ thuật gọi là "Giới hạn điện ảnh".

Từ trang web của anh ấy: http://www.paglen.com/?l=work&s=limit

"Chụp siêu âm giới hạn liên quan đến chụp ảnh phong cảnh không thể nhìn thấy bằng mắt không có mắt. Kỹ thuật này sử dụng các kính viễn vọng năng lượng cao có tiêu cự nằm trong khoảng từ 1300mm đến 7000mm. Ở mức độ phóng đại này, các khía cạnh ẩn của cảnh quan trở nên rõ ràng."

Tôi không thể tìm thấy quá nhiều về bản thân kỹ thuật nhưng tôi muốn chia sẻ nó vì nó có thể hữu ích. Thêm từ trang web của mình ở đây:

"Giới hạn-ảnh chụp xa gần giống nhất với astrophotography, một kỹ thuật mà các nhà thiên văn sử dụng các đối tượng bức ảnh đó có thể là hàng nghìn tỷ dặm từ Trái đất. Trong một số cách khác nhau, tuy nhiên, nó là dễ dàng hơn để chụp ảnh chiều sâu của hệ thống năng lượng mặt trời hơn là để chụp ảnh các hốc của khu phức hợp công nghiệp quân sự. giữa Trái đất và sao Mộc (500 triệu dặm), ví dụ, có khoảng năm dặm dày, bầu không khí thở. Ngược lại, có lên tới bốn mươi dặm của bầu khí quyển dày giữa một người quan sát và các trang web mô tả trong loạt bài này. "

chỉnh sửa: có một video về người đàn ông tại nơi làm việc tôi vừa tìm thấy: Trevor Paglen: Giới hạn Telephotography | ART21 "Độc quyền"

Tùy thuộc vào chủ đề và mục đích, việc máy ảnh của bạn được sửa đổi cho IR có thể giúp có được hình ảnh dễ đọc hơn. IR có thể cắt xuyên qua khói mù tốt hơn đáng kể so với ánh sáng nhìn thấy.

Điều này có thể được thực hiện bởi một dịch vụ chuyên biệt trên nhiều mẫu máy ảnh. Bạn sẽ muốn bộ lọc IR được cài đặt sẵn để máy ảnh của bạn trở thành thiết bị chỉ IR. Không phải tất cả các ống kính đều chơi tốt với IR, một số tạo ra cái gọi là điểm nóng. Bạn sẽ cần phải tự nghiên cứu thêm hoặc thử nghiệm ống kính.

Bạn sẽ cần ổn định rất tốt ống kính của mình - có thể sử dụng chân máy và đầu chân máy rất tốt.

Tôi nghĩ rằng loại ống kính bạn có thể đang tìm kiếm thực sự chỉ là kính thiên văn cỡ trung bình. Có lẽ 8 "Newton hoặc Catadioptric sẽ là những lựa chọn tốt.

Tôi đã nhìn vào từng cây trên những ngọn núi xa> 10km và có thể thấy những cành lớn hơn. Chúng không thực sự rõ ràng hoặc chi tiết, nhưng bạn có thể phân biệt chúng và chúng thực sự là FAR. Những rắc rối sẽ được theo dõi đều đặn và tập trung ở khoảng cách đó. Ở những độ phóng đại đó, những chuyển động nhỏ chuyển thành những cái lớn hơn nhiều. Bạn chắc chắn sẽ không làm điều đó trong khi cầm máy ảnh trong khi đứng hoặc thậm chí ngồi.

Một ý tưởng khác mà tôi không nghĩ có ai đã đề cập đến là sử dụng video kết hợp với phần mềm thị giác máy tính để bù cho chuyển động của khí quyển. Quang học thích nghi là cần thiết cho chụp ảnh thiên văn một phần vì mức độ ánh sáng thấp. Vào ban ngày, về mặt lý thuyết, bạn có thể chỉ quay vài giây video ở ... giả sử 100 khung hình / giây, sau đó sử dụng thuật toán phân tích vectơ chuyển động liên khung để thực hiện bù chuyển động một phần khung hình để tạo ra một khung hình có độ phân giải không gian cao hơn và độ méo thấp hơn bất kỳ khung riêng lẻ trong bộ.

IIRC, loại kỹ thuật này đã được sử dụng để (trong số những thứ khác) hoàn tác video có chủ ý nhằm che giấu các đặc điểm trên khuôn mặt. Bằng cách theo dõi cẩn thận chuyển động của đối tượng trong khung hình và tận dụng kiến ​​thức về thuật toán làm mờ đặc biệt, các nhà nghiên cứu có thể xác định các phần nhỏ hơn của hình ảnh gốc ảnh hưởng đến màu sắc của các khối lớn hơn trong các khung khác nhau và sau đó có thể dựng lại một hình ảnh lột mặt nạ thô của chủ đề của video.

Tôi nghi ngờ rằng các kỹ thuật tương tự có thể được áp dụng cho vấn đề của bạn. Cách tiếp cận này có thể đủ điều kiện thậm chí còn điên rồ hơn quang học thích ứng, nhưng nó biến vấn đề phần cứng cứng thành vấn đề phần mềm xử lý hậu kỳ cứng, có thể tốt hơn hoặc không tốt hơn, tùy thuộc vào tình huống. :-)

Điều này vẫn giả định rằng bạn có thể đặt máy ảnh đủ cao để có được tầm nhìn, tất nhiên. :-)

Những gì bạn đang tìm kiếm là một hệ thống camera an ninh biên giới. Một hệ thống theo dõi EO / IR kết hợp có thể ID và theo dõi các mục tiêu quan tâm trong mọi điều kiện ngày / đêm thời tiết. Đây là một ví dụ:

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

Nhưng đây không thực sự là về nhiếp ảnh ...

Có ai nghĩ về công nghệ gigapixel không? Đây hình ảnh 320 Gigapixel (360 độ của view) được lấy từ tháp BT trong london cho phép bạn xem cá nhân liên quan phía bên của mắt london (khoảng 1,7 dặm), đó là chưa đủ để thấy đặc điểm khuôn mặt nhưng bạn có thể nhìn thấy một người với áo khoác màu xanh và quần màu xám / đen với túi đeo lưng màu trắng / sáng đi từ mắt london (bên trái của nó)

Nếu bạn ở sau một vị trí cụ thể, tôi nghĩ bạn có thể có nhiều khoảng cách hơn bằng cách chọn một máy ảnh / ống kính khác và phạm vi khác nhau để chụp ảnh (chứ không phải 360) Nhưng tôi đồng ý với mọi người, bầu không khí sẽ là kẻ thù của bạn trước phần cứng .