遠くのオブジェクト（10 km）を撮影するにはどうすればよいですか？

人や車のような遠くの物体を、顔や車の番号を特定するのに十分な解像度で撮影するにはどうすればよいですか？私は提案とコスト、10kmの範囲、良い太陽光を探しています。ありがとう。

文字通り10kmは取らないでください。引っ掛かることなく安全に行ける距離だと思いました。ビデオはあなたの参照のためにここにあります、https：//youtu.be/AhLsQPuwQbQ。

できません。あなたがCSIで見たことは気にしません、これは現実の世界では不可能です。キヤノンの途方もなく大きい（そして現在は製造中止。ああ、$ 100,000）1200mmレンズを採用したとしても、デジタルピクチャーはこう述べています。

最大1マイル以上離れた場所で顔を認識できた

しかし、あなたはその6倍の距離について話しています。望遠鏡を設置することも考えられますが、大気はショットを台無しにしてしまいます。1200mmの「比較的短い」焦点距離でさえ、デジタルピクチャーは

1200 Lで最も遠い被写体の画像品質の観点から最も厄介なのは、大気条件です。

繰り返しになりますが、6倍の問題が発生しているようです。あなたがやろうとしていることは何でも、これはうまくいかないので別の計画を見つける時が来ました。

「良い太陽の光」で監視写真を撮りたいことを指定することにより、あなたはすでに足で自分を撃ちました。この種の写真を撮るのに最適な時期は、夜間または早朝、太陽からの熱が「サーマル」を作り出す時間であり、最高の設備を備えていても、極端な望遠写真をほとんど不可能にします。

「見ること」が最も良い夜（または夜明け頃）に仕事ができるとしたら、この偉業を成し遂げるにはどのような光学系が必要かを検討する必要があります。議論のために、車のナンバープレートの文字が1cm幅のストロークで構成されていると言う場合、指定された10kmの範囲からその幅の半分（0.5cm）を解決する必要があります。これにより、0.000028度、または0.1アーク秒の角度分解能が得られます。便利なことに、これはハッブル宇宙望遠鏡の解像力です。

ハッブルのいわゆる角度分解能（または鋭さ）は、それが解決できる（つまり、はっきりと見える）空の最小角度として測定されます。これは、1秒の1/10（1度は3600秒）です。ハッブルが地球を見た場合-地球の表面から約600 kmの軌道から-これは理論的には0.3メートルまたは30 cmに相当します。すごく印象的！しかし、ハッブルは大気を見下ろす必要があり、それにより画像がぼやけ、実際の解像度が悪化します。

したがって、完璧な大気条件とHSTの偽装コピーで武装している次の問題は、ターゲットを見つけて追跡することです。さらに重要なのは、焦点を合わせ続けることです。まともなアマチュア機器で野生生物を追跡しようとした場合は、これがどれほど難しいかわかるでしょう。ちなみに、HSTにはオートフォーカスがありません。

監視写真の標準的なリファレンスはSiljanderとJuusolaによるClandestine Photographyです。ご希望の場合はAmazonから注文してください。ただし、地域のセキュリティサービスが購入に関心を示す場合があります。

このスレッドでの一般的な合意は、10 kmの範囲での被写体の詳細な写真撮影は非常に難しく、おそらく市販の機器を使用して不可能であるということです。他の回答でそれを裏付ける証拠はたくさんあります。

ただし、非常に遠くにあるターゲットを非常に詳細に撮影する方法はあります。これは、ほとんどの民間人が市販しているものではありません。NASAや他の宇宙機関は、この種のハードウェアを使用して発射を視覚的に追跡しています。

画像提供：NASA、パブリックドメインにリリース。

このアセンブリは、Contraves-Goerz Kineto追跡マウントに取り付けられた、長距離の上昇追跡カメラです。それは本当に望遠鏡のようなものですが、ロケット科学者にとって十分に細かい詳細で遠くのターゲットを追跡するのに優れています。

ウィキペディアによると、このタイプのデバイスには200インチ（5,080mm）のビデオカメラと400インチ（10,160mm）のフィルムカメラがあります。これらのカメラはPlayalinda Beachから操作されます。そこから、2つの元スペースシャトルの発射台の最南端であるLC-39Aまでの最短距離は5.923kmですが、このカメラは発射中、クラフトがさらに遠距離にあるときに使用されます。10kmで詳細な画像や映像を撮影できると言っても過言ではありません。

NASA 自身のウェブサイトによると、中距離追跡に使用される焦点距離が20〜150インチ（508mm〜3,810mm）の同様のマウントに他の（FLIR /赤外線）カメラがあります。

残念ながら、特にこれらのデバイスのいずれかで撮影されたものとしてタグ付けされた写真は見つかりません。一般的に検索すると、カメラ自体の写真が表示されます。

編集： 2014年10月の軌道ATKアンタレスの発射失敗のこのビデオには、長距離上昇追跡カメラで撮影された部分があると思われます。

編集2：考えてみると、軍用ドローンで使用されるカメラは、これらの距離でかなり細かい細部を見つけることができる場合があります。ポップカルチャーは、ドローンが巡航高度から人の顔の特徴を見ることができるとあなたに信じさせるでしょう。

ウィキペディアによると、リーパードローンは25,000フィート（約7.5 km AMSL）で巡航するとのことです。ハリウッドの仮定が正しいこと、およびドローンが常に真下を向いているわけではなく、そのサービス天井が通常の巡航高度（50,000フィートAMSL）の2倍であることを念頭に置いて、そこにあるカメラが乱気流ときらめく熱気を考慮して、10 kmで詳細をご覧ください。これらのマシンの光学系の詳細が公開されていないことは確かです。

けれども、最先端の軍用ドローンが民間人に広く利用可能になるとは本当に思っていません！

他の人が言ったように、光の物理学と大気の歪みのために10 kmは実行不可能です。ただし、これについてはまだ触れられていない別の側面を取り上げたいと思います。誰かがあなたから10 km離れて立っていて、同じ高度にいる場合、それらは見えないので、それらを見ることができません。地平線の後ろに！

人が1.8メートル（〜6フィート）の場合、地平線は〜4.8キロメートル離れています。

https://en.wikipedia.org/wiki/Horizo​​nの式で計算

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

10キロ離れた場所にいる人物の写真を撮るには：

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

言い換えれば、あなたは他の人に対して地面から少なくとも25フィート上に立っている必要があるでしょう、または彼らはあなたに対して地面から25フィート上に立っている必要があります。

とにかく、地球の曲率が邪魔になるので、レンズは写真の被写体に対してあなたの視点よりも重要ではありません！

考慮すべきもう一つのこと。

米国の大学による研究では、被験者は約45メートルの距離から認識できることが示されています。10キロメートルの被写体を認識するには、被写体が45メートルしか離れていないように見せるために十分なパワーを持つ望遠鏡が必要です。数学的には、そのような望遠鏡のパワーは222X（10 X 1000÷45 = 222）でなければなりません。この倍率で器具を使用すると、被験者は45メートル離れているように見えます。保険証券として、倍率を250倍にしましょう。このような衝突により、対象はわずか40メートル（10 X 1000÷250 = 40）のように見えます。

天文学者は望遠鏡の専門家です。彼らは、一次レンズを使用して写真的に画像化する場合、焦点距離を50で割って機器のパワーを導出することを発表しています。これらの基準を使用して、50 X 250 = 12,000mmの望遠レンズをマウントすると、理論的には目標を達成できます。

私には、焦点距離が12,000mmのレンズは不足しているようです。しかし、待ってください。私たちのカメラは、拡大する必要があるミニチュア画像を生成します。そうしないと、私たちが作成した画像は役に立たなくなります。コンピューターで画像を表示するとき、または8 X 12インチの印刷を作成するとき、コンピューターまたはプリンターのソフトウェアは、フルフレームカメラを使用する場合は約8倍、コンパクトデジタルを使用する場合は約12倍の倍率を適用します。表示画像を作成するために適用されたこの倍率は、私たちにとって有利です。使用するフォーマットに応じて、望遠の焦点距離を8倍または12倍に短縮できます。これは、フルフレームカメラの場合は12,000÷8 = 1,500 mmのレンズ、コンパクトな場合は12,000÷12 = 1,000 mmになります。

私の結論：あなたの目標を達成するには、上記と同じかそれ以上の焦点距離を持つ高品質の望遠を調達する必要があります。車のような移動するターゲットにそのような長いレンズを使用することは困難な作業です。言い換えれば、ほとんど不可能ですが、おそらく勝利することができます。

トレバー・パグレンと呼ばれるこの男がいます。彼は米国の遠隔地にある機密の軍事基地の写真撮影に関するプロジェクトを行いました。あなたの質問とあなたが共有したビデオは彼の仕事を思い出させました。彼は「限界望遠」と呼ばれる技術を開発しました。

彼のウェブサイトから：http : //www.paglen.com/?l=work&s=limit

「限界望遠写真は、肉眼では見ることができない風景を撮影することを含みます。この技法は、焦点距離が1300mmから7000mmの範囲の高出力望遠鏡を採用しています。このレベルの倍率では、風景の隠れた部分が明らかになります。」

テクニック自体についてはあまり知りませんでしたが、役立つかもしれないので共有したいと思いました。彼のウェブサイトの詳細はこちら：

「限界望遠写真は天体写真に最もよく似ています。これは天文学者が地球から数兆マイル離れているかもしれない物体を撮影するために使用するテクニックです。しかし、いくつかの点では、凹所を撮影するよりも太陽系の深さを撮影する方が簡単です。たとえば、軍事産業複合体の一部です。たとえば、地球と木星の間（5億マイル離れた場所）には、厚さ5マイルの通気性のある大気があります。対照的に、観測者とサイトの間に40マイル以上の厚い大気があります。このシリーズで。」

編集：私が見つけた職場の男性のビデオがあります：Trevor Paglen：Limit Telephotography | ART21「エクスクルーシブ」

被写体と目的に応じて、カメラをIR用に変更すると、より読みやすい画像が得られる場合があります。IRは、可視光線よりも明らかにヘイズをカットします。

これは、多くのカメラモデルの専用サービスで実行できます。カメラがIRのみのデバイスになるように、IRフィルターをプレインストールする必要があります。すべてのレンズがIRでうまく機能するわけではなく、いわゆるホットスポットを作成するレンズもあります。自分で追加の調査やレンズのテストを行う必要があります。

あなたはあなたのレンズの非常に良い安定化を必要とするでしょう-おそらく非常に良い三脚と三脚ヘッドを使用しています。

あなたが探しているかもしれないレンズの種類は、実際には中型望遠鏡だけだと思います。おそらく、8インチのニュートンまたはカタディオプトリックが良い選択でしょう。

私は10 kmを超える遠く離れた山々にある個々の木を見て、より大きな枝を見ることができました。それらは本当に明確でも詳細でもありませんでしたが、あなたはそれらを区別することができ、それらは本当にFARでした。問題は、着実に追跡し、その距離に焦点を合わせることです。これらの倍率では、小さな動きがはるかに大きな動きに変換されます。立ったまま、または座ってカメラを構えている間は、間違いなくそうするつもりはありません。

まだ誰も言及していないと思うもう1つのアイデアは、ビデオをコンピュータビジョンソフトウェアと組み合わせて大気の動きを補正することです。光量が少ないため、天体写真には補償光学が必要です。理論的には、日中は数秒のビデオを100fpsで撮影し、フレーム間モーションベクトル分析アルゴリズムを使用して部分フレームモーション補正を行い、空間解像度が高く、歪みが少ないフレームを生成します。セット内の個々のフレーム。

IIRC、この種のテクニックは、顔の特徴を隠すことを目的とした意図的にブロックされたビデオを（とりわけ）元に戻すために使用されています。フレーム内の被写体の動きを注意深く追跡し、ぼかしアルゴリズムの知識を活用することで、具体的には、研究者は元の画像の小さな部分が異なるフレームの大きなブロックの色にどのように影響するかを特定し、ビデオの主題のマスクされていない大まかな画像を再構成します。

同じテクニックがあなたの問題に適用できると思います。このアプローチは、おそらく補償光学よりも非常識であると見なされますが、ハードハードウェアの問題をハードポストプロセッシングソフトウェアの問題に変換します。:-)

もちろん、これはもちろん、カメラを視線を得るのに十分な高さに置くことができることを前提としています。:-)

あなたが探しているのは、国境防犯カメラシステムです。すべての天候の昼間/夜間条件で関心のあるターゲットを識別して追跡できる、コンボEO / IR追跡システム。以下はその一例です。

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

しかし、これは写真についてのことではありません...

ギガピクセル技術について誰かが考えたことはありますか？ ロンドンのBTタワーから撮影されたこの 320ギガピクセルの写真（360度のビュー）は、ロンドンアイの側（約1.7マイル離れた場所）にいる個々の人を見ることができます。顔の特徴を見るには十分ではありませんが、青いジャケットの人と灰色/黒のズボンと白/明るい色のバックパックを着た人がロンドンの目から左に向かって歩いているところを見てください。

特定のスポットを狙っていた場合、別のカメラ/レンズと写真を撮影するための異なる範囲（360ではない）を選択することで、距離が増える可能性があると思います。 。