{"id":11049,"date":"2023-11-04T17:26:52","date_gmt":"2023-11-04T16:26:52","guid":{"rendered":"https:\/\/irrecams.de\/?p=11049"},"modified":"2023-11-04T17:27:35","modified_gmt":"2023-11-04T16:27:35","slug":"limite-di-sensibilita-allinfrarosso-per-diversi-sensori-di-telecamera","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/irrecams.de\/it\/blog\/2023\/limite-di-sensibilita-allinfrarosso-per-diversi-sensori-di-telecamera\/","title":{"rendered":"Limite di sensibilit\u00e0 all'infrarosso per vari sensori di telecamera"},"content":{"rendered":"

Qual \u00e8 la fotocamera migliore per gli infrarossi? Il modello X \u00e8 pi\u00f9 adatto all'IR del modello Y? In molti anni di esperienza, la risposta \u00e8 sempre stata: \"Non fa molta differenza\". Questa sensazione istintiva \u00e8 pi\u00f9 che sufficiente per la fotografia IR creativa e l'articolo potrebbe finire qui. Ma per alcune applicazioni, soprattutto per Misure di elettroluminescenza<\/a> dei moduli fotovoltaici, la sensibilit\u00e0 effettiva al limite dei sensori delle fotocamere potrebbe essere significativa. Questa ipotesi, sostenuta da tempo, pu\u00f2 ora essere supportata da alcune solide misurazioni di vari sensori CMOS. L'azienda SurfLabX<\/a> di Taufkirchen ha misurato in laboratorio diverse telecamere a spettro completo modificate da IRreCams e possiamo dare un'occhiata pi\u00f9 da vicino ai risultati.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

Un breve riassunto<\/h3>\n\n\n\n

Riassumiamo brevemente per chi ha fretta: Tutte le fotocamere a spettro completo testate erano in grado di percepire la luce infrarossa nell'intervallo compreso tra 1.000 e 1.200 nm. Non faceva alcuna differenza se era installato un sensore full-frame, APS-C o MicroFourThirds, n\u00e9 il produttore dei sensori (Canon, Panasonic, Sony) sembrava avere alcuna influenza significativa sul risultato. Allo stesso modo, un moderno sensore Backside Iluminated (BSI) non mostra alcun vantaggio fondamentale rispetto ai normali sensori Frontside Iluminated.
Al di sopra dei 1.200 nm, non \u00e8 stato possibile misurare praticamente alcuna sensibilit\u00e0 con le telecamere; con ogni probabilit\u00e0, in questo caso \u00e8 stato raggiunto un limite tecnico del materiale semiconduttore (silicio). In conclusione, \u00e8 possibile ottenere risultati altrettanto buoni nel vicino infrarosso con tutte le telecamere e i sensori degli ultimi anni.<\/p>\n\n\n\n

I fattori decisivi per la qualit\u00e0 dell'immagine sono piuttosto il comportamento del rumore e la gamma dinamica della fotocamera (queste cifre chiave sono disponibili nella gamma visibile attraverso vari test). Elementi come l'ergonomia, la velocit\u00e0 di messa a fuoco automatica e gli obiettivi disponibili dovrebbero essere criteri molto pi\u00f9 decisivi quando si tratta di stabilire quale sia la migliore fotocamera per l'infrarosso. Perch\u00e9 questa domanda \u00e8, come nel campo del visibile, altamente soggettiva.<\/p>\n\n\n\n

Impostazione sperimentale e analisi qualitativa<\/h3>\n\n\n\n

E ora la versione lunga, ma prima di tutto diamo un'occhiata a come sono state testate le fotocamere. \u00c8 stato utilizzato un monocromatore per dirigere un fascio di luce monocromatica direttamente sul sensore delle fotocamere. Non \u00e8 stato montato alcun obiettivo sulle fotocamere, in modo che la radiazione potesse colpire il sensore della fotocamera senza ostacoli. Le immagini sono state poi acquisite a ISO 200 con un tempo di esposizione di 1\/30 s ciascuna in formato RAW per la successiva elaborazione. Ecco un collage delle singole immagini senza ulteriori elaborazioni. <\/p>\n\n\n\n

\"Filtro<\/a>
Filtro a blocco infrarosso vs. conversione a spettro completo (non elaborato)<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Il lato sinistro mostra una Canon EOS RP con solo il primo filtro di blocco rimosso (la fotocamera \u00e8 approssimativamente equivalente a una conversione astro), mentre il lato destro mostra una Canon EOS RP a spettro completo. Si pu\u00f2 notare a occhio nudo che la radiazione infrarossa sopra i 700 nm pu\u00f2 generare un segnale sul sensore solo dopo una conversione a spettro completo. Tuttavia, nei campi pi\u00f9 scuri \u00e8 possibile riconoscere ben poco senza elaborazione. Per migliorare la visibilit\u00e0 dell'occhio, la luminosit\u00e0 di tutte le singole immagini \u00e8 stata uniformata.<\/p>\n\n\n\n

\"Elaborazione<\/a>
Elaborazione del segnale per una migliore visualizzazione<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Questa immagine mostra la versione non elaborata dell'RP a spettro completo sulla sinistra e le immagini schiarite dello stesso file sulla destra. Come era prevedibile, nelle aree scure dei file RAW sono presenti molte pi\u00f9 informazioni di quanto non facciano pensare le immagini non elaborate. Allo stesso tempo, per\u00f2, il rumore viene schiarito e aumentato con l'elaborazione. Nelle ultime 3 immagini si pu\u00f2 notare come il segnale reale sia sempre pi\u00f9 annegato dal rumore e minacci di scomparire. <\/p>\n\n\n\n

\"Filtro<\/a>
Filtro a blocco infrarosso vs. conversione a spettro completo (schiarito)<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Se ora confrontiamo ancora una volta la Canon EOS RP senza il primo filtro di blocco con la RP a spettro completo, si nota chiaramente che senza la modifica dello spettro completo si sente praticamente solo il rumore. Per la luce infrarossa, una fotocamera di questo tipo, o una fotocamera non modificata, \u00e8 assolutamente inutile. Di tanto in tanto si possono riconoscere piccoli segnali (ad esempio a 910-940 nm), molto probabilmente dovuti al fatto che il filtro di blocco ancora installato presenta piccole \"perdite\" nell'IR (piccole fluttuazioni nella curva di trasmissione sono abbastanza normali con i filtri di interferenza).<\/p>\n\n\n\n

Prima di esaminare tutti i risultati, ecco un confronto tra una fotocamera APS-C e una fotocamera full-frame:<\/p>\n\n\n\n

\"Sensore<\/a>
Sensore di immagine APS-C vs. full-frame<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Entrambe le fotocamere sono state convertite a pieno spettro ed entrambe hanno sensori BSI \"moderni\". Da un punto di vista puramente qualitativo, tuttavia, non c'\u00e8 molta differenza tra la Fujifilm X-T3 e la Sony A7R III. Le attuali generazioni di sensori, indipendentemente dalle loro dimensioni, hanno raggiunto negli ultimi anni un livello di prestazioni praticamente equivalente.<\/p>\n\n\n\n

I risultati in dettaglio<\/h3>\n\n\n\n
\"Potenza<\/a>
Potenza del segnale delle telecamere testate<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Il grafico qui sopra riassume tutti i risultati dei test e mostra l'intensit\u00e0 del segnale in funzione della lunghezza d'onda misurata. Pi\u00f9 alto \u00e8 il valore ad una lunghezza d'onda, pi\u00f9 sensibile \u00e8 il sensore. Il Canon EOS RP non modificato e l'RP senza il primo filtro di blocco non mostrano chiaramente alcuna sensibilit\u00e0 per le radiazioni infrarosse superiori a 700 nm; si trovano nella parte inferiore del diagramma. Solo con una conversione a infrarossi la radiazione pu\u00f2 penetrare senza ostacoli fino al sensore ed essere rilevata qui. Tutte le fotocamere a spettro completo presentano pi\u00f9 o meno le stesse caratteristiche e sono molto simili tra loro. Il Panasonic G6 testato aveva installato un filtro long-pass da 700 nm; in questo caso la curva coincide con le altre fotocamere a spettro completo a partire da circa 750 nm.<\/p>\n\n\n\n

Vorrei soffermarmi subito su un'apparente anomalia: La Canon EOS RP a pieno spettro sembra fornire risultati visibilmente peggiori rispetto a tutte le altre fotocamere testate. Dopo alcune ricerche, \u00e8 emerso che i parametri di test per questa fotocamera sono stati scelti in modo sfavorevole. Per qualche motivo, il rumore di lettura della RP nelle gamme ISO basse (le misurazioni sono state effettuate a ISO 200) \u00e8 significativamente pi\u00f9 alto rispetto alle altre fotocamere (di un fattore 3). A partire da una gamma ISO di 3.200, tuttavia, il rumore dell'RP si avvicina nuovamente a quello delle altre fotocamere ed \u00e8 quindi al livello degli occhi. Se le misurazioni fossero state effettuate tutte a un ISO pi\u00f9 elevato, l'RP non sarebbe quasi certamente in linea con gli altri risultati.<\/p>\n\n\n\n

Ora che parliamo di rumore, dobbiamo anche esaminare il comportamento del rumore dei singoli sensori per comprendere meglio le curve del diagramma precedente. Se una fotocamera fosse estremamente rumorosa, alla fine avremmo misurato solo il rumore e non il vero segnale che il sensore ci fornisce. Per questo motivo, quando si effettua una valutazione, \u00e8 necessario tenere conto anche del comportamento acustico delle telecamere.<\/p>\n\n\n\n

\"Comportamento<\/a>
Comportamento al rumore delle telecamere testate<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Questo grafico mostra il comportamento del fumo (SNR) in funzione della lunghezza d'onda misurata. Un valore pi\u00f9 alto significa che la telecamera fornisce un segnale pi\u00f9 \"pulito\" e che c'\u00e8 meno rumore nell'immagine. Anche in questo caso, tutte le telecamere sono pi\u00f9 o meno simili tra loro e mostrano un'immagine simile. A partire da una lunghezza d'onda di 800 nm, i risultati diventano sempre pi\u00f9 scarsi e si avvicinano a un limite intorno ai 1.200 nm: in questo caso si osserva solo rumore. <\/p>\n\n\n\n

Un confronto tra la Fujifilm X-A3 (sensore con illuminazione frontale) e la X-T3 (sensore con illuminazione posteriore) non mostra differenze significative nel comportamento del segnale o del rumore. Questo tipo di produzione del sensore non sembra quindi avere alcuna influenza significativa sulla sensibilit\u00e0 IR.<\/p>\n\n\n\n

Se si osservano entrambi i diagrammi, si pu\u00f2 notare che, almeno nell'intervallo interessante per l'elettroluminescenza dei moduli FV (950-1.150 nm), tutte le telecamere sono molto vicine tra loro. \u00c8 difficile riconoscere una differenza e fare una raccomandazione in una direzione o nell'altra.<\/p>\n\n\n\n

Ma proviamo a scegliere un vincitore per una volta. Se osserviamo entrambi i diagrammi, la Sony A7R III si impone sia in termini di comportamento del segnale che di rumore. Se volessimo scegliere una fotocamera \"peggiore\", probabilmente dovrebbe essere la Canon EOS RP sulla base dei dati disponibili. Vorrei sottolineare ancora una volta che ci\u00f2 \u00e8 dovuto solo alla combinazione dei parametri di misurazione in combinazione con l'elaborazione interna del segnale della fotocamera - a valori ISO pi\u00f9 elevati, la RP sarebbe quasi certamente alla pari con le altre fotocamere (i valori ISO elevati sono utilizzati per la misurazione dell'elettroluminescenza dei moduli fotovoltaici in particolare).<\/p>\n\n\n\n

Ma cosa significa in pratica se guardiamo il \"vincitore\" e il \"perdente\" fianco a fianco?<\/p>\n\n\n\n

\n
\""Vincitore"<\/a><\/figure>\n\n\n\n
\""Vincitori<\/a><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n

Sia nella versione non elaborata che in quella schiarita della serie di test, le differenze nelle lunghezze d'onda superiori sono riconoscibili, ma in linea di principio entrambe le fotocamere producono risultati che non differiscono pi\u00f9 di tanto nella pratica. Alle lunghezze d'onda superiori, entrambe le fotocamere sono rumorose, ma il cono di luce rimane riconoscibile. <\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

I risultati delle altre fotocamere si collocano tutti a met\u00e0 strada, tendendo ad avvicinarsi ai risultati della Sony. Questa serie di test non include sensori impilati e sarebbe interessante confrontare anche un sensore monocromatico. Forse ci sar\u00e0 l'opportunit\u00e0 di misurare nuovamente questo aspetto in futuro. Fino ad allora, vorrei tornare alla mia sensazione iniziale: \"Non fa molta differenza\".<\/p>\n\n\n\n

Ancora una volta, vorrei ringraziare la societ\u00e0 SurfLabX<\/a>Desideriamo ringraziare in particolare il sig. Karpen per averci fornito i risultati delle misurazioni e per l'interessante scambio di opinioni sulla tecnologia delle telecamere.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Welche Kamera ist eigentlich die Beste f\u00fcr Infrarot? Ist das Modell X besser f\u00fcr IR geeignet ist als Modell Y? Durch langj\u00e4hrige Erfahrung lautetete die Antwort immer: “Es macht eigentlich keinen gro\u00dfen Unterschied”. Diese Bauchgef\u00fchl ist f\u00fcr die kreative IR Fotografie mehr als ausreichend und damit k\u00f6nnte der Artikel schon zu Ende sein. Aber f\u00fcr […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":11061,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":["post-11049","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/irrecams.de\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/11049","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/irrecams.de\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/irrecams.de\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/irrecams.de\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/irrecams.de\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=11049"}],"version-history":[{"count":13,"href":"https:\/\/irrecams.de\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/11049\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":11096,"href":"https:\/\/irrecams.de\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/11049\/revisions\/11096"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/irrecams.de\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media\/11061"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/irrecams.de\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=11049"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/irrecams.de\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=11049"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/irrecams.de\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=11049"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}