Ugrás a tartalomhoz

Fotogrammetria 16., Digitális kamerák

Dr. Engler Péter (2010)

Nyugat-magyarországi Egyetem

16.3 Digitális földi kamerák

16.3 Digitális földi kamerák

A digitális földi kamerákon belül alapvetően két csoportot különböztetünk:

- amatőr kamerák,

- mérőkamerák.

16.3.1 Amatőr digitális földi kamerák

A digitális fényképezés már több évtizedre nyúlik vissza, de széleskörű elterjedésre az elmúlt évtizedben történt meg. A digitális fényképezőgépek gyakorlatilag felváltják a hagyományos filmes fényképezőgépeket. Sok olyan fotogrammetriai feladat van, amiben jól fel lehet használni a nem mérőkamerás, azaz amatőr kamerás gépekkel készített felvételeket. Emiatt röviden foglakozunk ezekkel a fényképezőgépekkel.

Az amatőr kamerák felbontásának minimum 3 megapixelesnek kell lennie. A kamera tartozéka az objektív, ami a tárgyról ad valódi képet. Működése az emberi szemhez hasonlítható. A látószögbe összegyűjti a fényt, majd az optikai tengelyére merőleges anyagra rögzíti. Az objektívet fényereje, és gyújtótávolsága alapján jellemezhetjük. A fókusztávolság lehet változtatható, vagy állandó. Ha a tárgytávolságot szeretnénk módosítani, akkor a fókusztávolságon változtatni kell. Ez a változás a kép méretarányát is változtatja. Fotogrammetriai célra a rögzített fókuszú gépek az optimálisak. Rövidebb fókuszhoz nagyobb nyílásszög tartozik. Nagyobb nyílásszög esetén torzulás lép fel. Kisebb nyílásszög esetén pedig több képet kell elkészítenünk a lefényképezendő objektumról. Az objektívben a belső fény mennyiségét a blende határozza meg. Minél kisebb a blende, annál nagyobb az áteresztett fény mennyisége, a mélységélesség. Nagyobb blendénél nagyobb a torzulás a kép szélein. Az éles látás tartományát a mélységélesség határozza meg. A kezdő távolság a blende értékétől is függ, és azzal együtt változik. A RolleiMetric 6008-as fényképezőgép például 2.8-as blende értéknél 17 métertől, 22-es blende értéknél 2 métertől a végtelenig képezi le a kép élességének a tartományát.

Egyre nagyobb a szakirodalma a digitális fényképezésnek. Ezek többféle módon csoportosítják a fényképező gépeket. Egy, a legáltalánosabban elfogadott csoportosítás a következő:

A, Ultrakompakt: A legkisebb, zsebben könnyen hordható gépek kategóriája. Előnyük a kis méret és súly adta kényelem. Hátrányuk, hogy sok esetben képességeik terén is elmaradnak az átlagtól, és a kis méretből adódóan használatuk néha kényelmetlen. Egyszerű hobbi- és amatőr használatra többnyire megfelelőek.

B, Kompakt: A digitális fényképezőgépek legszélesebb kategóriája, minden olyan, viszonylag kisméretű gép ide sorolható, amely egymagában sokféle fotós feladatra alkalmas. Előnyük a relatíve kis méret és súly, valamint a széleskörű használhatóság. Hátrányuk a későbbi korlátozott bővíthetőség. Egyszerűbb modelljeik hobbi- és élményfotózásra, komolyabb modelljeik igényesebb amatőrfotózásra kiválóak lehetnek (16-14. ábra).

16-14. ábra Kompakt digitális fényképezőgép [9]

C, SLR-like: Tükörreflexes kinézetű, meglehetősen erőltetett kategória. Az olyan, kompakt csoportba tartozó, formára komolyabb gépeket sorolják ide, amik a tükörreflexes gépek kialakítására, külsejére emlékeztetnek. Nem jelent feltétlenül komoly tudású gépet is, de a legtöbbet tudó kompakt gépek ide sorolhatók. Jelesebb modelljeik az igényes amatőrök kedvelt eszközei, de ha valakit behatóbban érdekel a fotózás, akár kezdőgépként is megfelelő lehet (16-15. ábra).

16-15. ábra SLR-like digitális fényképezőgép [10]

D, Bridge: Egyfajta átmenet a komolyabb kompakt és a tükörreflexes (SLR) gépek között. Ezek a "tükörreflexes" keresővel ellátott, azonban nem cserélhető objektíves gépek (16-16. ábra).

16-16. ábra Bridge digitális fényképezőgép [11]

E, Tükörreflexes (D-SLR, vagy DSLR): A tükörreflexes keresővel ellátott, cserélhető objektíves digitális gépek csoportja. (DSLR = Digital Single Lens Reflex). Általában profi fotósok, vagy a fotózás iránt érdeklődő komoly amatőrök használják. Előnye az igény szerinti szabad bővíthetőség, megannyi kiegészítővel és objektívvel. Hátránya a mérete és a súlya, valamint az ára.

Többek között ezeket is figyelembe véve elsősorban az utolsó csoportba tartozó tükörreflexes gépek használhatók fotogrammetriai célokra.

A fényképezőgépeket több paraméterrel is jellemezhetjük, mint például felbontás, ISO érzékenység, képstabilizátor. Egy fénykép annál pontosabb adatokat tud szolgáltatni, minél jobb a geometriai, a radiometriai, illetve a spektrális felbontása. A maximális felbontás (pixel*pixel) értéke adja az összes pixelszámot, ami meghatározza egy kép digitális méretét. Többek között ezeket is figyelembe véve elsősorban az utolsó csoportba tartozó tükörreflexes gépek használhatók fotogrammetriai célokra.

A fotogrammetriai célokra jól használható egyik ilyen fényképezőgép a Sony DSC R1 típusú amatőr digitális kamera (16-17. ábra).

16-17. ábra Sony DSC R1 digitális fényképezőgép

A kamera fontosabb jellemzői:

• Felbontás: 10,3 Mpixel

• Maximum: 3888*2592 pixel (38.88 mm* 25.92 mm)

• Minimum: 1296*864 pixel

• Érzékelő típusa: CMOS technológia 3:2 oldalarányú 21,5*14.4 mm (Szenzor méret: 10 μ)

• Záridő: (akár 3 min)

− Maximum: 30/2000 s

− Minimum: 1/2000 s

• Fényérzékenység: ISO 100-3200, automata: ISO 160-400

• Fókusztávolság: 24-120 mm (25,2487 mm)

• Fényerő: f/2,8-4,8 Carl Zeiss zoom objektív

16.3.2 Digitális földi mérőkamerák

A digitális mérőkamerák nagyobb felbontással bírnak a hagyományos kamerákkal szemben, és pontosabb kiértékelést is tesznek lehetővé. A mérőkamera belső adatai pontosan ismertek.

A kamerakalibrációs jegyzőkönyvben megadják a képfőpont koordinátáit és a kameraállandót. Megadják a CCD vagy CMOS szenzorok lapkaméretét, és a pixelek számát. Ha ezeket mind ismerjük, akkor kiszámolhatjuk, hogy 1 pixel mekkora méretű.

Tanszékünk egy Rolleimetric 6008-as digitális mérőkamerával rendelkezik (16-18. ábra). A kamera 3 fő részre tagolódik:

  • Objektív

  • Kamera test

  • Digitális hátfal, ami tartalmazza a CCD szenzort és az LCD kijelzőt

16-18. ábra Rolleimetric 6008 tükörreflexes mérőkamera

A képek rögzítése tükörreflexes zárszerkezet segítségével történik. A képi adatokat közvetlenül RAW formátumban lehet tárolni CF (Compaq Flash) memóriakártyán a digitális rátétben. A képek utófeldolgozással jönnek létre. A tömörített képek a kamerához tartozó programmal – Capture One Pro 3.7.6 - kicsomagolhatók. Kicsomagolás után a képek élességét, és fényét változtathatjuk, hogy a kiértékeléshez jobb minőségűek legyenek.

Felvételkor a mérőkamera szimulálja a hagyományos filmek fényérzékenységét, amely digitális rátéttől függően lehet ISO 50, 100, 200, 400, 800. Közvetlen meghajtású, elektronikusan vezérelt központi zárszerkezettel rendelkezik. Minden objektív metrikusan kalibrált.

A gép alapfelszereltsége: kamera test rögzített digitális rátéttel, kameravédő sapka, kézi fogantyú, kamera elem készlet gyorstöltővel, kereső ernyő nagyítóval, CaptureOne DB szoftver, újratölthető elem és töltő a digitális rátéthez, védő doboz.

Javasolt kiegészítők: kioldó kábel, sztereo-kioldó, 45º-os vagy 90º-os prizmás kereső. A kamera méretei kb. 143x139x177mm (szélesség x magasság x mélység), súlya kb. 2000g objektív nélkül.

A fényképezésnél négy lehetőség közül választhatunk:

  • egyszerre egy képet rögzít

  • egyszerre hármat azonos beállítások mellett

  • három képet, de azokat egy kicsit különböző beállításokkal

  • folyamatos felvételezés

Fontosabb adatok:

  • kameraállandó: ck =51.99mm

  • CCD szenzor mérete: 36.684mm x 36.720mm

  • pixelek száma: 4076 x 4080

  • pixel méret: 9 x 9 mikron

  • LCD kijelző mérete: 2.2”

  • 16 Mpixel-es felbontás

  • színmélység: 16 bit színenként

  • színérzékenység: ISO 50, 100, 200, 400 a digitális rátéttől függően.

A kamerával készült felvételek feldolgozása többek között a Rolleimetric cég MSR – Metric Single image Rectification (egyképes képátalakítás) feldolgozó programjával, valamint a képek tájékozásához és vonalas kiértékeléséhez a CDW szoftverrel történhet.