Logo of TKK
slanted W3C logo

Maa-57.1010 Johdanto valokuvaukseen, fotogrammetriaan ja kaukokartoitukseen

Cover page images (Phototheodolite)

Kuvan ottamianen/synty, mitä kuvista nähdään ja miksi

Anita Laiho-Heikkinen, Anita.Laiho-Heikkinen@tkk.fi
Jussi Heikkinen, Jussi.Heikkinen@tkk.fi

Cover page images (Phototheodolite)

SÄHKÖMAGNEETTINEN SÄTEILY

Anita Laiho-Heikkinen, Anita.Laiho-Heikkinen@tkk.fi
Jussi Heikkinen, Jussi.Heikkinen@tkk.fi

SÄHKÖMAGNEETTINEN SÄTEILY

 AALTOMALLI

c = λ f
λ = aallonpituus, f = taajuus 

wave model
Kuva 1) Sähkömagneettisen säteilyn eteneminen [Lillesand & Kiefer]


HIUKKASMALLI


Energy of an foton

SÄHKÖMAGNEETTINEN SPEKTRI


Electromagnetic radiation
Kuva 2a) Sähkömagneettinen spektri. [Tokola & Hyppänen & Miina & Vesa & Anttila]
athmopherical windows
Kuva 2b) Sähkömagneettinen spektri ja ilmakehän ikkunat [Konecny].

SÄTEILYLÄHTEET

SÄHKÖMAGNEETTONEN SÄTEILY ILMAKEHÄSSÄ


Sironta

SÄHKÖMAGNEETTONEN SÄTEILY ILMAKEHÄSSÄ

Absorbtio

Reduction of radiation in athmosphere

Kuva 3) Ilmakehän ikkunat ja tekijät säiteilyn vaimenemisessa. [Nasa]



Taittuminen

SÄHKÖMAGNEETTISEN SÄTEILYN VAIKUTUS MAAN PINNALLA


Heijastus, absorbtio ja läpäisy


Interaction of radiation with athmosphere and an object
Kuva 4) Sähkömagneettisen säteilyn vuorovaikutus ilmakehän ja kohteen kanssa. [Konecny]


SÄHKÖMAGNEETTISEN SÄTEILYN VAIKUTUS MAAN PINNALLA

Heijastuminen


reflection of radaition on the surface
Kuva 5) Säteen heijastuminen erilaisista pinnoista [Curran]


SÄHKÖMAGNEETTISEN SÄTEILYN VAIKUTUS MAAN PINNALLA

Ominaissäteily


charasteristic curve absorbtion and reflection on a leaf
Kuva 6 a) Eri lehtikasvien ominaissäteily-
käyriä [Clevers].
Kuva 6 b) Lehden poikkileikkaus ja näiden osien 
absorbtio- ja heijastusominaisuuksia [Konecny].

SÄHKÖMAGNEETTISEN SÄTEILYN VAIKUTUS MAAN PINNALLA

Tärkeimmät vuorovaikutusmuodot:


distinctivety of object based on wavelength
Kuva 7) Kohteiden erottuvuuden riippuvuus aallonpituudesta [Konecny].


REFERENSSILUETTELO

Cover page images (Phototheodolite)

Valokuvaus; Analogiakuvat/Digitaalikuvat

Anita Laiho-Heikkinen, Anita.Laiho-Heikkinen@tkk.fi
Jussi Heikkinen, Jussi.Heikkinen@tkk.fi

(VALO)KUVAN MUODOSTUMINEN

KUVANMUODOSTUMISPROSESSI


Imaging chain
Kuva 1. Valokuvan ja digitaalisen kuvanmuodostumisketju (Allen)

KUVANMUODOSTAMINEN

Forming the image
Kuva 2. Kuvan muodostumiseen vaikuttavat tekijät (Allen)

ANALOGINEN KUVANMUODOSTUS 


Image Representation
Kuva 3.  Valokuvasta kuvaksi (Allen)

DIGITAALINEN KUVANMUODOSTUS


Image Presentation
Kuva 4. Valokuvasta diditaaliseksi kuvaksi (Allen)

 VALOKUVALLINEN ESITYSTAPA


Valokuvallinen esitystapa
Kuva 5. Kohteen kuvautuminen valokuvalla (Allen)

DIGITAALINEN ESITYSTAPA


Digital representation
Kuva 6. Digitaalisen kuvan esitystapa. (Allen)

VALOKUVAFILMIN RAKENNE


Structure of a film
Kuva 7. Musta-valkofilmin rakenne (Clevers)


VÄRIFILMIN RAKENNE


Structure of a color film
Kuva 8.  Värifilmin rakenne (Allen)

HOPEAHALIDIT ELI HOPEASUOLAT


Silverhalods
Kuva 9. Hopeahalidikidemuotoja (Laakso)

VALOKUVAN SYNTY eli Gurney-Mottin teoria

Grid structure of silverhaloids Silverhaloid grain
Kuva 10. Hilarakenne ja kuvia kehityskeskuksista, latentista kuvasta (Laakso)

GURNEY-MOTTIN TEORIA (havainnne #1)


Gourney-Mott nr#1
Kuva 11. Gurney-Mottin teoria havainnekuvin (Laakso)

GURNEY-MOTTIN TEORIA (havainnne #2)


Gornet-Mott nr#2
Kuva 11. Gurney-Mottin teoria havainnekuvin (Laakso)

VALOKUVAPROSESSIN VAIHEET

    1. VALOTUS
    2. KEHITYS = latentti kuva näkyväksi
    3. KESKEYTYS = keskeytetään kemiallinen reaganttien toiminta
    4. KIINNITYS = pelkistämätön hopea liuotetaanpois ja metallinen hopea sidotaan kuvapohjaan (negatiivi)
    5. HUUHTELU

NEGATIIVI- JA POSITIIVIPROSESSIT


Negative-positive process
Kuva 12. Positiivi- ja negatiivikuva (Clevers)

DIGITAALISEN KUVAN MUODOSTUS


Digital acquisition
Kuva 13. CCD- kuvasensori (Allen)

DIGITAALISEN KUVAN MUODOSTUS


Digital image acquisition
Kuva 14. Digitaalisen kuvan syntytapoja (Allen)

DIGITAALISEN KUVAN MUODOSTUS


Digital image acquisition
Kuva 15. Digitaalinen kuva (Allen)

SÄVYNTOISTO VALOKUVALLA

DENSITEETTI, TRANSPARENSSI JA KONTRASTI

Dencity and opacity

Densiteetti eli mustuma

Dencity

Kontrasti

contrast

MUSTUMAKÄYRÄ (Characteristic Curve)

Mustumakäyrä esittää mustuman määrän D emulsiolla saapuneen säteily-energian E logaritmisena funktiona, D =f(log E)   


Characteristic curve
Kuva 16. Mustumakäyrä ja sen tärkeimmät osat


MUSTUMAKÄYRÄ (Characteristic Curve)

Mustumakäyrässä on kiinnitettävä huomiotacaharasteristic curve
Characteristic curve
Kuva 17. Diafilmin mustumakäyrä (solarisaatiopisteen jälkeen)

MUSTUSMAKÄYRÄN JYRKKYYS

gamma value
Jyrkkyyttä voidaan lisätä:
Exposure
Kuva 18. Mustumakäyrän jyrrkkyden muut-
tuminen eri papereilla ja kehitysajoilla


FILMIN HERKKYYS


speed of the film
Kuva 19. Filmin herkkyyden vaikutus kuvanlaatuun


VALOVOIMA


Yleinen aukkosarja 1/f 1 1.4 2 2.8 4 5.6 8 11 16 22 32

VALOKUVAN LOPPUTULOKSEEN VAIKUTTAVAT TEKIJÄT

SÄVYNTOISTO DIGITAALISELLA KUVALLA


Binary representation
Kuva 20. Bit/pixel ja harmaasävyt  (Allen)

CCD-SENSORIT


CCD sensor
Kuva 21. CCD-sensorin rakenne (Allen)

CCD-SENSORIT


CCD sensor
Kuva  22a) Kuvan muodostuminen CCD-sensorissa (Allen)

CCD-SENSORIT


CCD sensor
Kuva  22b) Kuvan muodostuminen CCD-sensorissa (Allen)

CCD-SENSORIT


CCD sensors
Kuva 23. Erityyppisiä CCd-sensoreita (Allen)

VERTAILU KUVANMUODOSTUKSESTA VALOKUVILLA JA CCD-SENSOREILLA


Image formation CCD - silver halids
Kuva 24.  Valokuvan ja CCD-sensoreiden kuvanmuodostutapojen vertailu (Allen)

KUVASENSOREIDEN OMINAISUUKSIA

Kuvasensoreiden tärkeimmät ominaisuudet:

LINSSIN JA VALOKUVAN OMINAISUUKSIA

Edut:
Huonot puolet:

DIGITAALISEN KUVAN OMINAISUUKSIA

Edut:
Huonot puolet:

VERTAILU ANALOGINEN VS. DIGITAALINEN


Comparison of analog anf digital imaging
Kuva 25. Kuvasensoreiden ominaisuuksien vertailu (Allen)

REFERENSSILUETTELO