有哪些典型的非民用相機?


儼然是個巨坑,我慢慢填。

若有錯漏歡迎各位指出。

感謝 @砸場子 指出的關於 1910 年代氣球相機型號的錯誤以及 RMK 系列相機生產年代的錯誤。

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廣義上,照相機是任何可以捕捉和記錄影像的設備

最常見的照相機拍攝可見光的影像,但並不是所有照相機都需要可見光(如紅外線成像儀),有的甚至不需要一個傳統意義上的光源(如掃描隧道顯微鏡)。

很多設備都具備照相機的特徵,如雷達、醫學成像設備、天文觀測設備等等。

—— Wikipedia 照相機詞條 wikipedia.org

下面分為兩個大類:軍用攝影器材,科研攝影器材。

其實嚴格來說民用應該是相對於軍用而言的,但部分民用的相機,比如科研用的相機,在性能和造價上已經遠遠超過普通個人和單位可以承擔的範疇,所以我也談一談。

1. 軍用攝影器材
1.1 航空攝影器材
1.1.1 航空拍攝簡史

19 世紀中葉,將「針孔成像」原理和化學顯影方法合二為一的攝影術開始流行,攝影的時代剛剛開啟,就有富有創新精神的人們將這一新技術升到半空中,俯瞰我們熱愛的大地。

*一幅表現航拍者的漫畫

這群在引領潮流上跑得比誰都快的人們,就是世界上最早的航拍者。

很快,軍事家們就意識到了這一新技術對情報收集的重大意義。這一全新的視角對迅速催生了航空攝影的發展,而航空攝影的發展也反過來促進了攝影器材的大躍進。

*風箏中部掛載著相機,M. Arthur Batut 製造

最開始,攝影師們不得不攜帶笨重的相機在氣球上拍照,那是一個沒有飛機的時代,那是一個拍一張照片就需要換一張底片的時代,那是一個連膠片都沒有需要用玻璃底片的時代。後期,攝影設備的小型化使得攝影師們可以在地面通過導線遙控無人氣球或者風箏進行拍攝。1910年,德國蔡司公司已經推出了專用的氣球相機,這台相機可以搭載在雲台上,自由調整角度。

* 1910 年的氣球相機,蔡司製造

1903 年,萊特兄弟發明了飛機,人類終於可以實現動力飛行。飛機的出現,對世界是個極大的震撼。在速度更快,飛行高度更高,靈活性也大大增強的飛機上,老式的氣球相機已經無法擔當航拍的重任。很快,大量先進技術就應用到了航拍的相機上,機械快門,多鏡頭設計,可調節光圈這些在今天我們看來幾乎是必備參數的東西,對於當時的攝影師們來說可以算得上是天頂星黑科技了。

自動更換硬式底片的設計也很快出現,省去了手動更換底片的麻煩,後來柯達公司推出的軟式膠片則取而代之,成為了業界的新標準。

*一戰期間,飛機開始作為偵查工具使用。

* 鴿子及其攜帶的微型相機

* 鴿子拍攝的照片(問題來了,版權應該歸誰?)

一戰期間,在天上為照片而飛的除了攝影師,還有鴿子。受過訓練的信鴿胸前綁著小型相機,按照預定線路飛過,相機的定時快門會在預定的時間內曝光拍照,但由於鴿子飛行的路線,飛行速度,天氣情況等諸多原因,照片質量並不很理想,所以該項技術沒有被廣泛採用。

1920 年代,蔡司公司開發出多種自動航空相機,不僅鏡頭質量高,電機驅動的內部機件運作起來也更為精確。1930 年代,費爾柴爾德公司生產出當時世界上最大的長焦距航空相機,帶有電加熱裝置,可在近萬米高空的低溫環境下進行全自動拍攝。

* 蔡司 RMK 系列照相機

二戰期間,航空照相術則進一步發展,不但用於偵察,也用於轟炸瞄準,打擊評估等方面。這一時期的著名航空照相機有德國空軍的 Rb 系列(機內), HK 系列(手持),英國皇家航空研究院的 F.24 ,F.52型,美國的費爾柴爾德 K-17、K-22、F-56 等型號。

適應夜間拍攝的相機也開始嶄露頭角,對高感光度的要求催生了使用照明彈觸發快門的設計(大約是閃光同步的鼻祖?),快速沖洗設備也為情報的收集和處理提供了便利。

部分照片還被作為心理戰的工具,用於喚起敵方對轟炸的恐懼。

* 千瘡百孔的大地

* 閃光彈照明下拍攝的照片

二戰後,軍用航空攝影進一步發展,相機型號不但包含了可見光波段,還發展出了紅外線和紫外線波段的相機。航空相機在用途上逐漸分化出偵查用和測繪用兩大類別,一個用於普查目標,一個用於精確估計目標情況。

冷戰期間部分著名的偵察機及攜帶的相機

* U-2 高空偵察機

* 被人民解放軍擊落的 U-2 偵察機殘骸,現藏於北京軍事博物館

* U-2 攜帶的 HR-732 相機

* 地勤人員正在給 U-2 安裝相機

* U-2 拍攝的蘇聯機場

* SR-71 「黑鳥」 戰略偵察機,攜帶多種感測器設備,雙三,從未被擊落,航空史上的一個傳奇

* SR-71 的偵查範圍示意圖

* TROC (Terrain Objective Camera) 地形照相機
由 Fairchild 製造, 6 英寸長的焦距,9 英寸寬膠片,用於地圖測繪,位於機鼻。
大約有 25 英尺的解析度,主要用於跟蹤飛行的軌跡,確認途中經過的國家和地區。

* OBC (Optical bar camera) 光學條形照相機

最開始由 ITEK 製造,後改由 Goodrich 製造。高解析度全景相機,每小時可以測繪 26 萬平方千米的地表。最初為 600mm 焦距,後改為 760mm。

* OBC 結構圖

* TEOC Technical Objective Camera 技術目標相機
Hycon 製造,1200mm 焦距,15cm 地表解析度,可在 0° 到 45° 間偏轉。

* TEOC 結構圖

* 從中國南海靠近菲律賓海域打撈上來的 SR-71 殘骸及 TEOC,1989 年由於引擎故障墜毀

* TEOC 拍攝的空軍基地照片

順便也提一下蘇聯方面的偵查相機好了:

* 搭載於蘇制米格 25 上的 A-70M 相機

1.1.2 航空器光電系統


飛機上有雷達,雷達這個大家是再熟悉不過了,它可以對外發射電磁波,通過目標反射的電磁波對目標的數目,類型進行識別,追蹤。稍微對軍事有點了解的朋友可能還知道:通過對敵方雷達波信號的識別,也可以做到識別對方雷達型號進而達到識別對方機型的效果。

冷戰過後,現代高技術戰爭對戰場偵察和作戰評估的時效性要求進一步提高,如何做到在不被敵方發現的情況下發現敵方,是一個兩難的命題。

一方面越強大的雷達往往意味著更大的發射功率,而這些信號卻又會暴露自己的行蹤。光電一體化的紅外搜索與跟蹤技術為這一問題提出了新的解決方案。紅外光電系統可以在完全靜默的情況下搜索、探測、跟蹤。這個過程中不會有電磁波發射,自然也就不會觸發對方的雷達告警器。

高速飛行的飛機本身就會和空氣摩擦產生大量的熱量,現代戰鬥機使用的渦扇發動機更是明顯的熱源。

* 即使是以隱身性能著稱的 F-22,也不可避免地在飛行過程中發出熱信號

紅外搜索與跟蹤系統(Infrared Search and Track,IRST)與雷達搭配,往往可以取得事半功倍的效果。下面是一些著名的 IRST 系統:

最早在戰鬥機上搭載現代 IRST 系統的是前蘇聯的 MIG-29 和 Su-27。

* Su-27 系列戰鬥機搭載的 IRST 光電系統(具體型號為 OEPS-27光電雷達)

OEPS-27 還有一個同門師兄弟,OEPS-29,性能略弱,體積重量也小一些,安裝在 MIG 29 上。

後來,OEPS-27 發展出了 OLS-30(Optiko-Lokatsionnaya-Stantsiya,英文為 Optical Locator Station,OLS),為蘇-30MKI系列戰鬥機的定製版。進一步升級的 OLS-35 搭載在 Su-35 上;類似的,OEPS-29 的發展型 OLS-13S 和 OLS-13SM 分別搭載在 MIG-29SM 和 MIG-29SMT 上,MIG-35 則搭載 OLS-13SM-1 或 OLS-UE/M + OLS-K(包含了 320*256 像素的熱探測儀和一部 640*480 像素的電視攝影機,以及紅外,激光跟蹤測距設備)。

美國自然也不甘落後,在 F-14 的改進型上打在了 AN/ASS-42 系統:

* F-14 的 AN/AAS-42 光電系統,位於機頭下方,包含了一個紅外探頭和一個光學放大器

F-14 退役後,AN/ASS-42 並沒有被放棄,而是被安裝在 YAL-1A 平台,F-15K,F-15SG 上,後來也被做成吊艙,可以搭載在其他飛機上。

* YAL-1A 平台

法國在最新研製的陣風戰鬥機上也搭載了 IRST 設備:

* 陣風戰鬥機裝備的前扇區光電(Optronique Secteur Frontal,OSF)IRST

而說到了 紅外搜索與跟蹤系統(Infrared Search and Track,IRST),就不得不提另一個經常被混淆的概念:FLIR(Forward looking infrared 前視紅外系統)兩者的重要區別就是 IRST 一般是對空的,FLIR 一般是對地的,IRST 更像傳統意義上的雷達(成像是點),FLIR 更像傳統意義上的相機(包括目標細節的像)。

但是,IRST 和 FLIR 的成像並不是完美的。這個系統最大的問題在於測距,知道目標在哪卻不知道距離,對於火控系統來說是不可接受的,所以後來就有了結合可見光,激光,紅外等多種偵查方式的光電系統了。

光電系統按照光路可以分為分光路共光路兩大類:

分光路設計里最出名的,莫過於無人機和武裝直升機機鼻的那個 「小球」,學名叫 多探測器轉塔(Multi-Sensor-Turret)。

* 武直-10 的多探測器轉塔,可以清楚地看到有多個開口,分別對應不同的感測器。

除了多探測器轉塔,另一種分光路設計是導航和瞄準吊艙(Navigation Targeting Pod)。

最著名的應該是美國的 Lantirn 系統,由 AAQ-13 導航吊艙 AAQ-14 瞄準吊艙組成。

* AAQ-13 導航吊艙

* 我軍的藍天系列 WMD-7,可以很清楚的看見兩個窗口。

由於分光路里多個設備的視角局限性的存在,轉檯的設計是不可避免的,而這額外的結構帶來的震動在高速飛行下可能帶來可靠性的降低。共光路吊艙往往使用楔形光窗面,這有效避免了在高速飛行下的震動,提高了可靠性。

* 共光路設計的代表作 Sniper 狙擊手吊艙,用於 F-15/16/18,窗口由藍寶石玻璃打造

* 珠海航展上亮相的我國 AUEODS 先進聯合光電探測系統

* 除了吊艙,歐洲戰鬥機「颱風」(Typhoon)的紅外搜索與跟蹤/前視紅外雙工作模式的被動式紅外機載跟蹤裝備(Passive Infrared Airborne Tracking Equipment,PIRATE 海盜系統)也是共光軸設計。

共光路光電設備比起分立式的 FLIR/IRST 已經有了很大進步,但由於需要外掛吊艙,不能滿足四代機的隱身需要,這就催生了 EODAS(electro-optical distributed aperture system 光電分散式孔徑系統)


這一系統在 F-35 上首次裝備,代號 AN/AAQ-37。由 6 個 1024X1024 像素的紅外焦平面陣列組成,直接固定在飛機結構上,取消了之前的轉向系統和支架。但由於技術不成熟經常有各種煩心的小事情發生。


為了彌補這一缺陷,F-35 還搭載了 EOTS(Electro-Optical Targeting System,電光瞄準系統)

* F-35 搭載的 EOTS 系統,同樣位於機頭下方

我國最新的四代機 J-20 上,也安裝了類似的 EOTS 設備。

* J20 機頭下方的鼓包搭載的光電系統

據猜測,這應該就是 2015 年中國軍民融合技術裝備北京博覽會上中陸航星展出的 EOTS-86。

這款 EOTS 設備:

  • 適裝於殲-20、殲-31、蘇-27系列、T-50、蘇-34、轟-6K、圖-160等機型
  • 含遠紅外搜索、中紅外跟蹤、激光測照等多種探測模式
  • 主要用於對空、地、海晝夜搜索、精確跟蹤和瞄準以及武器制導。可以在雷達關機的情況下以空空、空面模式搜索和跟蹤目標,並能夠為飛行員準確指示目標位置。可與紅外全景搜索系統、機載火控雷達配合使用,可對紅外全景搜索系統或機載火控雷達搜索的目標進行精確跟蹤、定位及瞄準,引導機載武器系統攻擊目標。可與頭盔瞄準具聯動工作
  • 對F-22發現距離110公里,對B-2發現距離150公里
  • 重量48公斤(比 F-35 同類型設備輕 50%),壽命10000小時(20年)

1.1.3 間諜衛星

軍用的光學攝影設備里,站在最頂端的莫過於間諜衛星了,不管是從系統複雜度,造價,保密級別或者字面意義上的高度都是頂級的。

1.1.3.1 鎖眼系列(Key Hole)衛星

*KH 系列衛星的發射流程

1959 年到 1972 年冷戰期間,美國中央情報局為了達成對蘇聯和我國的戰略情報收集,開展了代號為 Corona(KH-1 到 4) 的間諜衛星計劃,後期逐漸發展到 KH-11,該計劃一共發射了上百顆大型光學間諜衛星。這就是著名的 KH 系列間諜衛星。在筆者看來,這是間諜衛星的巔峰之作。

該系列衛星分為兩大類,普查類和詳查類,普查類的主要目的是地圖測繪,詳查類則主要是針對重要目標的情報收集。

*柯達製造的膠片載荷

Corona 衛星最初使用柯達製造70 毫米乙酸酯基薄膜膠片(後改為聚酯基薄膜)610 毫米焦距攝像機,解析度為 170 線/mm,大約等效於地面 7.5 m 解析度的照片。 任務開始時,每個相機有 2,400 米的膠片,每顆衛星可以攜帶兩個相機,總共約 4,800 米的膠片。後期隨著技術改進,坯料厚度減少允許更多的膠片被承載,第五代開始攜帶的膠片的量增加一倍


*該系列膠片均為黑白膠片,但也有例外:任務 1104 上使用的是紅外膜,在任務 1105 和 1008 上使用的是彩色膜。然而,彩色膜證明具有較低的解析度,此後未再次使用。

*Tessar 鏡頭結構示意圖

相機由 Itek 公司製造。採用的是直徑 30厘米,f / 5 三合透鏡設計。它們與 蔡司(Zeiss) 在德國開發的 Tessar 鏡頭(一種非對稱正光鏡頭)非常相似,相機本身最初長 1.5 米,後來延伸到長 2.7 米。第一個 Corona 衛星只有一個相機,後期升級為一個雙相機系統(DISIC)。前置攝像機向前傾斜 15°,後置攝像機向後傾斜 15°,從而可以獲得立體圖像。再後來,衛星使用了三個攝像機。第三台攝影機用於拍攝立體攝影的物體的 「索引」 照片(KH-7 開始採用)。


看看,這儼然就是從卡片機升級到大畫幅的燒錢過程(誤)

*KH-1 到 KH-3,衛星的體積逐步增大

從 KH-3 開始,解析度提升到等效地面 3 m。後期逐漸提升到亞米級別,一般為 0.9 m 解析度,在某次單獨任務中,通過犧牲視野的方式獲得了高達 0.3m 的解析度

* 由 KH 衛星拍攝的五角大樓,攝於 1967 年 9 月 25 日

從 KH-4 衛星開始,這些鏡頭替換為 Petzval f / 3.5 全景鏡頭。並且通過與軌道的方向垂直的 70°弧移動。選擇全景鏡頭是因為它可以獲得更寬的圖像。雖然最佳解析度僅在圖像中心獲得,但這可以通過使相機自動(「往複」)在70°的弧上來回掃描來克服。相機上的鏡頭不斷旋轉,以抵消衛星在地球上移動的模糊效應。


可以看出,那時候的人們就知道了接片和堆棧的重要性,也知道了要從狗頭換成牛頭(誤)

*KH-1到 KH-4A 的結構圖,可以很明顯地看出衛星的體積的增大

* J-3 相機系統,1967年首次部署。


該系統將相機放在一個鼓狀結構上。通過來回移動該結構,消除了在往複機構上移動相機本身的需要。該鼓允許使用多達兩個濾光片,大大改善了圖像的質量。


濾鏡系統也是很重要的,ND,CPL 統統來一打(誤)

*KH-5 Argon 系列

搭載一台 76mm 焦距,地面解析度 140m,視野 556*556 km 的相機,傳回了南極大陸的第一張衛星照片。

* KH-6 Lanyard 系列

KH-6 是為了應對塔林地區可能出現的反彈道導彈而趕工的項目,搭載 Itek 為 Samos 項目製造的 E-5 相機,1670mm 焦距,地面解析度 1.8m,視野 14*74km,686m 膠捲,910 幀。。

* KH-7 Gambit 系列,首次採用三相機系統


該系統由柯達製造,首次實現了亞米級解析度(0.91 m),1966 年提升到 0.6m。

* KH-7 的發射和回收,終於有彩色照片了

*由 KH-7 拍攝的我國上世紀 60 年代的某處設施,雖然我覺得應該不會涉密了但還是做了高斯模糊

* KH-8 Gambit 3 系列,喪心病狂的四相機系統(不要問我 Gambit 2 去哪裡了我也不知道)。

柯達製造,主相機為 4460 mm 的長焦大炮,據信可以達到 0.10m 的地面解析度,也就是可以拍得見車牌。另外攜帶一個 75mm 的地形相機,兩個 90mm 的觀星相機用於校準衛星姿態。

*解密的 KH-8 相片,圖為蘇聯的 N-1 登月火箭,發射幾次全部失敗爆炸。

* 正在吊裝的 KH-9 Big Bird,注意圖片右下角的工作人員,可以體會到 KH-9 是一顆巨大的衛星

* 在進行振動測試的 KH-9

同樣使用四相機系統,由 Perkin-Elmer 設計,1500mm f/3.0 鏡頭,120° 視角,0.61 m 解析度。


KH-9 攜帶了 ELINT 子衛星用於竊聽蘇聯的雷達和戰略導彈通訊信號。

* 最終停留在紙面上的 KH-10

KH-10 原本的設計是發射多個載人艙段組成在軌人操空間站進行情報收集活動,發射了一次無人艙段進行驗證後,因效費比問題以及阿波羅計劃的進行而停止了該項目,載人空間站的計劃後轉變為天空實驗室(Skylab)。

* KH-11 Kennen,至今仍然高度保密,但從泄露或解密的資料來看,在大小和結構上和哈勃望遠鏡相近。

該系列衛星作為 KH-9 的替代型號,從 80 年代使用至今,它曾參加過對 1998 年美國大使館爆炸案的情報收集。

* 2005 年 KH-11/11B/11S/12 的一次發射,使用大力神 4B 火箭

該型號是首個使用數據鏈和數碼拍攝的美國間諜衛星,數據通過一個加密的衛星網路發送,並於 58 區的大口徑天線接收。


為什麼說哈勃望遠鏡的技術可能是來自於這個間諜衛星呢?在 NASA 介紹哈勃望遠鏡的資料里有一段話,是關於採用 2.4m 或是 3m 直徑的鏡片的討論:

In addition, changing to a 2.4-meter mirror would lessen fabrication costs by using manufacturing technologies developed for military spy satellites.

…除此以外,改為 2.4m 直徑的鏡片將會降低製造成本,在這個過程中我們可以使用已經成熟的用于軍事間諜衛星的技術

除此以外,CIA 解密的文檔里也指出存在過一款初期採用 2.34m 直徑鏡片,後來改進型鏡片略微增大的間諜衛星。2011 年 NRO 曾提供了兩個據信是間諜衛星淘汰下來的 2.4m 直徑的光學單元給 NASA 用於下一代光學望遠鏡的發展,該系列光學單元使用 2.4m f/1.2 的主鏡,總光圈大約為 f/8,焦距也略微短於哈勃望遠鏡,總體性能大幅優於哈勃使用的 f/24 光學系統。這些證據都指向了 KH-11 及其改進型的存在。

通過 NRO 提供的光學單元估測,該系統在 250km 軌道高度上可以獲得精度高達 0.05m 的圖像,由於大氣擾動的存在,進行人臉識別可能還是有些吃力,但已經足夠滿足絕大多數的情報收集需要。

*KH-11 系列衛星的軌道,2013 年數據

KH-11 的後續計劃是 KH-11B/S 和 KH-12,有多個代號:Advanced KENNEN, Improved Crystal 和 Ikon。KH-13 只是傳言中的下一代間諜衛星,美國官方從未承認或否認其存在。


KH-11 及其改進型最近的一次發射是在 2013 年。


1.1.3.2 禮炮空間站


2. 科研用相機

2.1 光學望遠鏡(天文)


望遠鏡,顧名思義,是用來看遠方的事物的。


攝影愛好者們最津津樂道的鏡頭裡,有很大一部分就是大炮——「長焦鏡頭」,長焦鏡頭搭配上超高像素的相機,幾乎能滿足人們對探尋未知的一切幻想。在這條路上走得最遠的,一定是那些探尋宇宙終極奧秘的眼睛們:天文望遠鏡。


2.1.1 伽利略的靈機一動——雙鏡折射望遠鏡


1609年,荷蘭眼鏡商造出了「望遠鏡」,當時遠在義大利的伽利略聽到了這條新聞,愣是用自己天才的光學知識儲備和動手能力做出了自己的折射望遠鏡。雖然現在看起來,只由一片凸透鏡和一片凹透鏡組成的望遠鏡未免太過簡陋了點,但在可以稱得上是那個時代的 「哈勃望遠鏡」 了,放大高達 20x,是全世界最好的望遠鏡。

* 世界上第一台折射天文望遠鏡

當伽利略老爺子將這根小管子指向夜空時,世界上第一台折射天文望遠鏡就這樣誕生了。伽利略自己可能都沒有意識到,他的這一舉動,為後來數百年間的天文學打開了一條全新的道路。


伽利略是全人類第一個用望遠鏡觀測星空的人。伽利略用著這根小管子,向宇宙發問,尋找宇宙的秘密。


這不看不知道,一看嚇一跳,原本以為是光滑的月亮表面居然有環形山,太陽表面居然有黑點點(黑子),那木星周圍居然也有幾個小衛星提溜提溜地圍著轉。好傢夥,銀河居然是星河!


這立馬引起了江湖震動,各位天文學物理學大佬紛紛學習,爭相探求宇宙的秘密。


自伽利略之後,我們就從未放棄在這條充滿荊棘和坎坷的大路上艱難前行。


2.1.2 進擊的開普勒和霍爾——多鏡片折射望遠鏡

大家對開普勒的了解可能更多是因為課本里的開普勒效應,但在天文望遠鏡的設計上,開普勒望遠鏡的出現也可以稱得上是里程碑式的發明。

1611 年,使用一個凸透鏡代替原來的一個凹透鏡作為目鏡,開普勒望遠鏡誕生了。比起伽利略老爺子的望遠鏡,開普勒的設計提升了視野和適眼距,這種設計可以達到更高的倍率

這一設計被後來繼承發揚,最後成為了折射望遠鏡的經典範式。


霍爾,則是一位英國律師,大名:切斯特·穆爾·霍爾。


你說一位好好的律師,跑來折騰什麼望遠鏡呢?

* 消色散鏡片的設計

霍爾說:我也不是謙虛,我就做了一點微小的工作,發明了消色散的折射望遠鏡,這對摺射望遠鏡的命運有很大的關係!


不同波長的光線有不同的偏折角度,這使得不同顏色的光匯聚在不同的焦點,而使用兩種對不同顏色光線折射率不同的玻璃,就可以校正色差。

* 高消色散光學設計在民用領域的使用,Super-Achromat

正是這兩位的聰明才智,讓折射望遠鏡得以做大做強,最出名的折射望遠鏡,應該是葉凱士天文台(Yerkes Observatory)的望遠鏡了。

* 折射望遠鏡的集大成者

這台望遠鏡堪稱折射望遠鏡的集大成者,口徑高達 1m,並且使用多枚不同種類的玻璃對色散進行了不錯的控制。

* 葉凱士望遠鏡拍攝的照片,攝於 20 世紀初

2.1.3 另闢蹊徑——牛頓,施密特與反射式望遠鏡的崛起

2.1.4 德意志的科技一級棒——施密特與折反射式望遠鏡


2.2 顯微鏡

收集資料ing……

即將更新……


最著名的自然是:

哈勃太空望遠鏡(自帶的相機模組)

哈勃在不同時代分別攜帶了好幾個相機模組,用來觀測不同的星體,百度維基都有很詳細的介紹,請自取。

以及他的下任親兒子:

詹姆斯韋伯太空望遠鏡(還未發射)

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  • 醫用各種窺鏡(天天見,就是想不起來)

  • CT機,X光機(也成像啊,廣義上絕對屬於相機)

  • 軍用衛星上的各種相機,這裡上幾張壓箱底的圖,很罕見很神奇:

這是美國冷戰時代修在沙漠里給天上的衛星測距對焦用的視力表(巨特么大)。。。。。。。

  • 遠心鏡頭,初衷是設計給工業測量上使用的精密儀器,這玩意兒的特點在於:拍出來的東西(在一定範圍內)沒有透視,沒有近大遠小。

    關於遠心鏡頭知乎上有個好答案 遠心鏡頭(Telecentric)拍攝出來的影象是什麼樣的? - 攝影 - 知乎 徐元直的回答,請移步。

  • 以及遠心鏡頭的親兒子Pericentric lens,透視是反著的,近小遠大,一般用來看小孔里的大空間(比如瓶子之類)。

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想到繼續


@LEELEE v1 和你隨便討論下,可能有誤。

1910年,德國蔡司公司已經推出了專用的氣球相機:Model 18/1318,這台相機可以搭載在雲台上,自由調整角度。

1910年的相機是下圖這個(沒型號),所有提到1910和18/1318這個型號的,都是中文資料,沒找到英文文獻。

如果18/1318是指的UMK 1318系列的話,可能是1969年開始生產的。(見http://www.isprs.org/proceedings/XXIII/congress/part5/759_XXIII-B5.pdf),而不是1910年

1930年代,費爾柴爾德公司生產出當時世界上最大的長焦距航空相機,帶有電加熱裝置,可在近萬米高空的低溫環境下進行全自動拍攝。同一時期,蔡司公司開發出多種 RMK 型自動航空相機,不僅鏡頭質量高,電機驅動的內部機件運作起來也更為精確。

關於Zeiss的RMK,這裡時間上似乎又有點問題…RMK(Reihenbildmesskamme)最早的C系列是1922年問世的C/1,一個二十年代,一個三十年代,就不太明白這個「同一時期」是啥概念了…見《The development of photogrammetric instruments and methods at Carl Zeiss in Oberkochen》


近現代歷史不熟。
你們繼續…


賓得645D IR 和普通加裝紅外濾鏡的單反不一樣 這台CCD針對紅外光譜敏感度和波長跨度有特別優化 展示的時候一張報紙被油墨潑上去紅外光源拍攝下能看到原來的字 一直想弄台 不過告知不對民用領域出售 只針對刑偵和考古等專業特殊授權人員 不過也對,這種紅外穿透級別的估計夏天大街上拍容易搞事情

賓得官網說明:645D IR在645D基礎上做了紅外改造,保留了大部分645D的機身功能,外觀上也僅是機身頂部的LOGO改為醒目的白字紅底。它可同時滿足用戶對紅外相機高畫質、機動便攜與高可靠性的三重需求。主要用於藝術品調查、鑒定、識別等方面。

  645D IR的消費群體主要為圖書館、博物館和研究機構,並且不向一般用戶銷售。購買者必須簽訂相關使用條例的契約書,而且僅提供原廠直接銷售的模式。

  645D IR搭載了紅外線攝影功能可以隔絕大部分可見光,僅可以拍攝紅外線,使得研究人員可以以非接觸的方式查看隱藏在文物、壁畫以及油畫下的草稿雛形,或是幫助考古人員判讀、鑒別出土木簡上的文字。

今天再補充些,眾所周知紅外納米波長在750nm-1mm之間如此之長,但是一般的相機即使去除低通截止濾鏡其ccd/coms也是不是針對紅外開發的,所以只有初級的紅外捕捉能力,和真正的非民用紅外光譜設備無法相提並論,一方面是波長範圍很小通常加裝濾鏡都是680nm 720nm 760nm 850nm 950nm等,而且即使是加裝了濾鏡也是有大量正常可見光通過的,這也就是為什麼普通的紅外攝影有顏色,真正的紅外是沒有顏色的,因為設計原因對可見光的敏感程度遠遠高於紅外光源,甚至紅外因為一些法律原因都要減弱和去除的,在很早期的相機和攝像機上都有關掉ICF功能然後加裝紅外濾鏡,後來相機廠家都進行了修正,基本都不具有關掉ICF的功能了。為此很多相機公司吃過官司,最出名的是最早的一批是索尼F707。這款相機本身就有透視效果,不用安裝紅外透視鏡。但後來迫於壓力相機,索尼公司把這款相機停產了,也向公眾公開道歉,現在市面上淘寶上很多。但早期型號很難淘到。

國內應該對這種新聞很熟悉,因為前些年著名的郭晶晶遭紅外線透視偷拍事件而引起軒然大波,從此之後各路明星都想辦法在內衣里貼防穿透材料更有甚者使用鉛皮。

而夜視攝像頭也是這個原理,通常使用850nm 940nm紅外LED作為光源補光人的肉眼根本看不到(能看見有紅爆LED) 而民用的攝像頭和夜視儀都是這個原理 ,一些科普用一些類型的手機探測旅館攝像頭就是利用一些手機的CMOS能輕微感受到紅外波譜,這些就是民用級的了,就可以達到這種可怕的效果,可以在網上出售例如紅外LED燈珠 補光手電筒 攝像頭 夜視儀等等。

而重點這種科研特供級的可怕之處在於捕捉紅外波長非常廣和民用遠遠不是一個層級,有熱效應,穿透雲霧能力極強。甚至短波近紅外線,波長0.76~1.5微米能穿入人體組織較深的 約5~10毫米的醫療紅外都可以完全捕捉,這是普通相機加裝濾鏡無法很好做到的,而且用過普通相機拍攝紅外通常曝光時間都很長拍人通常除非光線特足否則快門速度無法支持,而完全針對紅外光開發的CCD,對紅外光的敏感程度也是普通相機不能比擬的,可以在正常快門速度下完成曝光,而且最最重要的一點是這種相機根本沒辦法捕捉正常的可見光線,只能捕捉紅外,所以不會出現普通光線掩蓋紅外光譜的情況,不光賓得,富士就出過一款專供美國司法部門的紅外相機。歐美的一些刑偵部門用來辨認以墨鏡遮擋面容的嫌犯。

這種級別的東西管控非常嚴格日本只對國內機構銷售,因為早年出過事件,香港那邊的狗仔隊偽造過香港警察總部的文件和串號電話,弄來了幾台紅外相機,後期偷拍女星惹了大麻煩,後來就不對海外出售,不過近些年放寬,但是也要銷售人員親自去確認接洽。

紅外效果還是很初級的

賓得645D IR官方樣片 可以清楚的看見油畫下的的塗抹痕迹,隱藏在花下的草,甚至最初的線稿

最後上一張靚圖,10W的售價對於很多紅外光譜儀很良心的售價了


關於高速照相機,我聽過一個報告稍微提了一下一種以前的高速照相機,下圖左邊這種。光路是旋轉的,投在弧形的底片/CCD上,轉動的鏡片轉的有多快,就能拍多快。右邊的這個叫啥我忘了,上面寫著十億張每秒。

然後我就隨便找了下文獻資料,主要是機械和光學的老式高速攝影技術。

剛開始是間歇式

第一個圖裡就是轉鏡式的。

下面是光學補償式:

稜鏡補償式的1932年美國貝爾電話實驗室研製的第一台16毫米稜鏡補償相機Eastmanl型,其畫幅
頻率只有2000幅/秒 (相應膠片速度為15.24米/秒 ) 而六十年代後期的產品PhoteoIV16
毫米稜鏡補償相機為100一 11000幅 /秒的畫幅頻率。六十年代美國紅湖實驗室研製的16毫米相機Hycam在自然光下能拍2000-4000每秒,美國還有PhotecIV16毫米稜鏡補償相機每秒一萬幅。

想想膠片時代就有這麼高速度的攝影簡直碉堡了。
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下面這是我們實驗室的設備,一個工業攝像機,就是右邊鏡頭上面的小方塊,那根網線是數據傳輸的,也能擰在別的顯微鏡上。這個微距鏡頭自帶一個同軸的光源,就是下面的橫杆。

還有個儀器也能拍照,不過是用來測接觸角的。

拍出來的圖是這樣的,這是一個Liquid marble有超疏水不浸潤的性質,是一滴水包裹著疏水納米SiO2粉末在親水表面上。這個機器能自動測接觸角。

文獻:
【圖文】高速攝影技術_百度文庫
姚文學. 稜鏡補償式高速攝影機發展概述[J]. 光子學報, 1980, 9(3): 13-15.


匿了。圈子裡知道我的就知道我是誰,不知道我的我也不想說我是誰

以哈蘇,飛思為代表的中畫幅相機,我可以說它們跟民用器材一點都不沾邊

開機要等十幾秒(根據CF卡不同,時間也不同)。什麼?想刷街?先度過漫長的開機時間再談抓拍

基本不可用的高感光度,即便是CMOS也不成。推到800全畫幅畫質,推到3200殘畫幅畫質,推到6400手機畫質。什麼?想拍夜景?等我先抗個十幾斤的三腳架過去

做工極其粗糙,我會說我的相機和手柄之間,就算擰到最緊,縫隙都還能插好幾張紙么?端著手柄我都擔心相機啪嘰摔地上。什麼?想帶去野外?去旅遊?先不說重量,就這機身做工我也不敢讓機身上濺一點水(這事我問過飛思總部的人,他們說只要手柄保修期以內,因為手柄問題摔了包賠包還;異物進去了,不管)

嗯,其實還有一件做工的問題,這種問題別說全畫幅了就連入門機也不該發生。不過我被封口了哈哈哈哈哈。好在售後挺不錯的,二話不說直接換機,調貨期間還把試用機先借給我了′&<_`好吧原諒你們了

這種槽點多價格貴的玩意能跟民用沾邊才鬼了;但是!如果忍受了以上的缺點,它能給你近乎是能用金錢買到的最好的數碼畫質

P.S.評論區里有人說到了大畫幅相機。因為大畫幅我沒有實際用過,也僅僅是摸過真機,所以不予討論;但是畫質方面,我覺得中畫幅+後期可以做到跟大畫幅膠片差不多的水平。此外,目前為止,還沒有大畫幅數碼機的出現。另外即便是中畫幅數碼,所用的底片也是「中畫幅里的殘畫幅」

沒買真機我說個蛋蛋ˉ\_(ツ)_/ˉ但是如果能給我一次重來的機會,我選擇用中畫幅的錢買一套全畫幅和好幾隻鏡頭再配一套燈組。挺煩心的,自己沒有中畫幅的水平,卻忍受著中畫幅的罪


我現在用的應該算非民用的吧…scmos微光相機,可以拍到一個光子的亮度,用來拍生物發光的,11w人民幣一台(現在人民幣貶值了估計不止了)


中國科學院西安光學精密機械研究所研製的相機:

2007年10月,西安光機所承擔研製的CCD立體相機和干涉成像光譜儀隨「嫦娥一號」衛星順利發射上空,11月,發布中國首次月球探測工程第一幅月面圖象。中共中央政治局常委、國務院總理溫家寶為中國第一幅月面圖像揭幕。
2008年9月,西安光機所承擔研製的衛星有效載荷「超光譜成像儀」隨中國首顆環境衛星順利發射升空;西安光機所為神七飛船成功研製了箭載攝像機、艙內攝像機光學系統,該所研製的艙外攝像機成功拍攝和記錄了中國航天員首次出倉的畫面。


哈勃算,那麼這個:

昴星團望遠鏡(Subaru Telescope)是日本國家天文台在美國夏威夷建造的8.2米口徑光學望遠鏡,以著名的疏散星團——昴星團命名。是該組織最大的望遠鏡設備。於1991年4月開始建造,1999年1月正式開始進行科學觀測,總耗資達到3.7億美元。

  昴星團望遠鏡位於夏威夷莫納克亞山的山頂上,緊鄰凱克望遠鏡,海拔高度為4139米。昴星團望遠鏡的主鏡直徑為8.2米,焦距15米,建成時是世界最大的單鏡面望遠鏡。由於採用了薄鏡面技術,厚度只有20厘米。採用零膨脹玻璃ULE製作,重約22.8噸,鏡面誤差不超過14納米,並且安裝了主動光學和自適應光學系統。

  昴星團望遠鏡有四個觀測焦點,主焦點焦比為F2.0,卡塞格林焦點焦比為F12.2,兩個折軸焦點焦比為F12.6。整個望遠鏡裝置採用地平式支架,高約22.2米,重約555噸。和以往的望遠鏡不同,昴星團望遠鏡的圓頂採用了圓柱形,高約43米,直徑40米,並在頂部安裝有風扇,以改善空氣流動情況。

類型:大型反射式光學望遠鏡
設置地點:北緯 19度49分43秒,西經155度28分50秒,海拔 4139米
類型 經緯儀型(altitude-azimuth)
望遠鏡本體資訊
高:22.2米
重量:555公噸
主鏡
直徑:8.2米(世界最大單一主鏡)
厚度:20厘米
重量:22.8公噸
材質:ULE(低膨張型玻璃)

平均表面研磨誤差:14納米
平均表面研磨誤差:14納米
平均表面研磨誤差:14納米

焦距:15米
焦點(有四個觀測焦點)
主焦點:F 2.0(裝有集光器)
凱塞格林焦點:F 12.2
內史密斯/庫德焦點:F 12.6 (望遠鏡本體左右各一)
天文台特性
與望遠鏡本體同步旋轉的圓柱造型 ,高度:43米,直徑:40米,重量:2000公噸 ,以鋁合金打造。

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日本國立天文台7月31日稱,設置於美國夏威夷的「昴星團」望遠鏡通過更換巨型相機,性能大幅提升。圖為頂部裝上新相機的該望遠鏡,由國立天文台提供。(共同社)

日本國立天文台7月31日發布消息稱,設置於美國夏威夷的「昴星團」望遠鏡通過更換了巨型相機,性能大幅提升。該望遠鏡以廣闊視野見長,升級後的視野擴大近7倍,單次觀測範圍達到同級別望遠鏡之最。

此次更換作為望遠鏡核心裝置的相機是1999年開始觀測以來的首次。新相機將幫助天文學家們探索更廣袤的宇宙空間,挑戰黑暗物質和黑暗能量等宇宙大謎團。

天文台公開了新相機所攝的首個圖像——從夏威夷看到的最大星系仙女座星系。這種圖像過去都是經部分拍攝後合成,此次幾乎一次性捕捉到了整個星系。圖像畫質極為清晰,能夠辨別出單個星體。

全新安裝的巨型數碼相機全長3米,重3噸,擁有8.7億像素。過去使用的8000萬像素相機可以觀測到比滿月稍大的範圍,新相機的拍攝廣度達到9個滿月大小。(共同網)

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帥嗎?


看到很多人提到哈勃,前幾年哈勃換了相機,用了e2v生產的ccd晶元,e2v是一家英國公司知道的人可能不多,一塊高端的天文ccd晶元價格差不多100萬左右,晶元的面積有巴掌大,世界上就他一家能做,做成相機價錢最起碼翻翻。
而且這些晶元往往是要拼接在一起使用的,假如100個拼在一起的話,邊長接近1米,總價超過1億,應該算是世界上最貴的相機了吧。


佳能5200mm F/14


馬路上的探頭啊。。。一張照片最起碼一百塊。。


不知道哈勃算不算……不算的話就摺疊我吧……╮(╯_╰)╭


還記得兩年前果殼網的天宮之眼活動。

終於,這激動人心的時刻到了!公布入選獎!

根據投票情況以及可拍照的實際情況,評選出以下10個獲獎申請:

《我們生活在沖積扇上》 申請者:@榮憲章

《山西偏關縣黃河老牛灣》 申請者:@山西阿木

《我拍天宮,天宮拍我!》 申請者:@巡天一千年

《巴林格隕石坑》申請者:@輝太郎深圳

《迪拜棕櫚島》 申請者:@含笑-自然high

《迷一樣的埃及》 申請者:@小魚不會飛Yu

《達爾瓦扎天然氣坑洞》 申請者:@Tom不忘仰望星空

《你好,小城;再見,故鄉。》 申請者:@阿頓_239

《時間都去哪兒了 堅守了一輩子的土地》 申請者:@魚兒遊星空

《被核污染的福島》 申請者:@草祭祀

獎勵為:

·全球獨一無二的精美照片,A3大小、塑封包裝,包郵!(因中途遇到春節……請在2月27號15時前私信發給@狐鈺鈺 你的姓名、手機號、收貨地址、郵編就好啦,逾期視為放棄噢!)

·受邀前往有效載荷運控大廳,現場觀摩天宮二號發射實況或與神舟飛船交會對接實況。二選一,包交通食宿,限國內。(請發了手機號的童鞋今年不要換號噢,在任務期時會提前通知大家關於現場觀摩一事。屆時還需要大家提供身份證號神馬的,請大家知曉~)

~~~戳上面的圖片就可以報名喲~~~

【活動內容】

在天宮一號上,有一個神奇的東西,學名叫作「高光譜成像儀」,我給它起了個別名,叫「天宮之眼」。它能幹啥呢?能拍油氣、礦物、海洋、植被、林業、水文生態、城市熱島等,也可以用於應急災害監測。從可見近紅外到短波紅外這100多個光譜通道上,你能夠發現,地球上有太多的通過肉眼所看不到的秘密,遠遠超出你的想像…….把此貼拉到最後!就能看到它拍過的照片啦!~

只有想不到的,沒有拍不到的!你想拍哪,天宮一號就拍哪!地球上無論什麼樣的馬甲,都能被它明察秋毫,無所遁形。

拍攝你認為秘密的地帶!為自己的探索欲和對地球的了解升級+N!這就是真實世界的維基解密!

【你能得到什麼】

這台距離地面370千米的國際超一流相機,巡察全球,無遠弗屆。這一次,為你私人定製,根據你自己意願拍攝的一張照片,無價之寶!多少個王思聰都買不到的噢!(老公你別走……)

  • 入選獎:若你的申請足夠好、足夠biger than biger,就有機會入選,你將得到以下獎勵:

·全球獨一無二的精美照片,A3大小、塑封包裝,包郵!

·受邀前往有效載荷運控大廳,現場觀摩天宮二號發射實況或與神舟飛船交會對接實況。二選一,包交通食宿,限國內。

  • 鼓勵獎:每10天,在全部申請者中,選出在活動中表現活躍的申請者1位,提供以下獎勵:

·全球獨一無二的精美照片,A3大小、塑封包裝,包郵!

·天宮一號周邊模型1份(或根據實際情況變為其它航天航空模型)

(圖片僅供參考)

【活動流程】

由於天宮一號本身也肩負著我國重要的拍攝任務,為了避免申請人數會過多,導致排隊時間較長、影響重要的拍攝任務,因此,對報名申請進行甄選,只限8個名額!

所以,你要有足夠的理由,打動網友!讓他們選你!!!

  • 報名

進入報名專區(天宮之眼 - 果殼網 科技有意思),選擇地圖-&>標題-&>申請理由-&>提交!就能夠申請拍攝地點啦!(如果申請理由寫的太過倉促,可以在自己發過的主貼里,找到該貼,修改理由文字)

時間:即日--11.25

  • 投票

在全部申請者中,投票選出你認為最想拍攝的地點

時間:11.26--12.10

  • 拍攝

選出10份申請,對這些需求進行拍攝、數據處理。可能需要數日的等待、避免佔用重要任務的時間。

時間:12.11--12.21

  • 發布

發布拍攝結果、與君共享。哇,剛好能趕上聖誕節!就當一份禮物送給朋友也不錯呢~

時間:12.22--12.24

【注意事項】

  • 如遇重要拍攝任務時,本次活動的拍攝結果會有延遲。
  • 歡迎大家關注新浪微博@天宮之眼 ,隨時發布本活動與天宮一號、天宮二號的新動態~
  • 歡迎在本貼下投稿 好玩、靠譜、改編有趣的航天知識~~

    【照片展示(知乎懶得傳圖)】

    油氣資源探測
    天宮一號高光譜數據甘肅慶陽油氣蝕變信息提取結果
    青藏高原植被監測
    青藏高原高山植被垂直分布監測結果
    海冰監測
    利用天宮一號高光譜數據進行沿海海冰監測結果

  • 【活動意義】

    以網路化的平台、快捷的參與方式,讓普通公眾接觸和了解、航天應用任務的數據和成果,儘可能的使大家通過科學研究,親身體驗到航天應用對於自己和生活的影響。航天項目也會以更接地氣、更積極、更開放的姿態,引導公眾更深入、更全面地參與到科學研究、成果應用和傳播中,推進公共科學設施網路化平台的轉變。同時,最大程度發揮我國空間實驗室「天宮一號」對地觀測應用成果的公益性質和社會效益。

可惜了我就拿了個鼓勵獎,模型不錯的,現在還在家裡擺著。


尼康口,影像慫的巨大勝利。。
高速照相機。。
可以達到每秒鐘一萬張以上。。

難道又掛了。。


超高速攝像機算一個吧


1000倍電子顯微鏡帶拍照記錄功能的算不算


U2高空偵察機的相機,


Leica APO-Telyt-R 1:5.6/1600mm

全世界就兩支,真不是一般民用的


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