2018-12-10

Kuopion Matkakeskus silloin ja nyt

2014 kävin Kuopion linja-autoaseman ("Matkakeskuksen") kuvaamassa panoraamaksi kun sain tietää että siihen "ihan just kohta" aletaan jotain tornitalojen täyteistä toimisto- ja asuntokompleksia rakentamaan. Nyt, nelisen vuotta myöhemmin, rakennuspuuhat ovat päässeet kunnolla käyntiin ja ensimmäinen kerrostalo on noussut kuuden kerroksen mittaiseksi; havainnekuvien (sisältää hienon kopteripallopanoraaman työmaalta, kannattaa vilkaista) mukaan talojen pitäisi nousta yli viisitoistakerroksisiksi. Kuopiolaisille tuttu rautatien linja-autoasemaan yhdistävä tunneli on nyt suljettu, remontoinnin vuoksi. Työmaan valmistuttua se yhdistää juna- ja linja-autosemat toisiinsa, ja nykyisen rautatieaseman parkkipaikan tilalle pitäisi rakentua myös yhtä korkea tornitalo kuin linja-autoaseman puolellekin. Saa nähdä minne linja-autoasema muuttaa vai onko sille jätetty tilaa vanhalle paikalleen, tuohon sen jäädessä tuntuu asema joutuvan kovin ahtaalle.

Tässä kuitenkin vaihtopanoraama, kuvattuna aseman viereisen ylikulkusillan päältä.


(Pahoittelut ylimääräisestä tyhjästä tilasta kuvien ympärillä, Marzipanossa näkymän rajoittaminen on kovin hankalaa.)

2018-12-05

Reposia susirajalla

Niinpä vain tällekin syksylle saatiin ei yksi vaan jopa kaksi kunnollista revontuliyötä. Koska hiukkaskuuro ei yllättänyt ihan housut kintussa, tuli hakeuduttua kuvaamaan jopa vähän tavanomaista pimeämmän taivaan alle eli Lapinlahden (ent. Varpaisjärven) Älännejärven pitkille hiekkarannoille. Tarkemmin paikaksi valikoitui järven etelänpuolta kiertävä Näätähiekka, se kun aukeaa pohjoiseen ja sillä puolen taivastahan pohjantulet yleensä ovat.

Revontulet kehystävät Älännejärveen kaatuneen kelon silhuettia

Koko järvenpinta pysyi yön yli peilityynenä, joten tämän parempia revontulimaisemakuvausolosuhteita ei oikeastaan voi edes toivoa. Järven eteläisimmältä reunalta löytyi vielä veteen kaatunut kelomänty, jonka luurankomainen siluetti pääsi yhteen jos toiseenkin kuvaan.

2018-11-28

Ultrahimmeitä signaaleja, matalia sudenkuoppia

Tulipa vietettyä yksi yö tuolla Juurusveden rannalla olevan vedenpuhdistamon takana kuvaillen nousevaa Linnunrataa Ajomiehen, Härän ja Orionin pohjoispään suunnilla. Tuolta peltoaukealta nimittäin aukeaa hyvin pimeä, vaikkakaan ei kovin leveä sektori kaakkoistaivaalle. Tuossa suunnassa lähimmät suuret asutuskeskukset ovat Outokumpu (linnuntietä 75 km) ja Joensuu (120 km), eli niiden valot eivät varmasti tänne asti horisonttia valaise. Suuruudenhulluuksissani loppukuvasta tuli ihan tajuttoman massiivinen, mutta ikävä kyllä suuresta määrästä pikseleitä ei pääse kunnolla nauttimaan Nikonin insinöörien (tai markkinointiosaston) töppäyksen vuoksi.

Kalibroinnin, pinoamisen ja taustataivaan vähennyksen jälkeen kuvia aukivenytellessä valotuksista nousi esiin melkoisen psykedeelinen väri-iloittelu joka söi kuvasta Linnunradan ulko-osien valtavankokoiset pimeät sumut. Tältä se näyttää yhteen liitetyssä panoraamassa:


Jokaista panoraaman osakuvaa kiertää vinjetoinnin muotoja seuraileva vihertävän purppura väriliuku. Oikeassa alanurkassa sitten voi nähdä ilmahehkun tuottamia väriraitoja jotka myöskin selvisivät taustataivaan vähennyksestä. En ole asiantuntija, mutta käsittääkseni näiden ympyriäisten väriliukujen syyn voi johtaa suoraan kameraan ja sen raakakuville tekemään esikäsittelyyn: kameran kenno kerää valotuksen aikana itseensä varausta joka ei johdu siihen tulevasta valosta, joten Nikonin insinöörit ovat suuressa viisaudessaan päättäneet leikata tämän varauksen tuottamat numeroarvot kuvasta pois — leikkaus toimii alkeellisen pimeäruudun tavoin. Kyseessä on ihan vain numeerinen vähennyslasku pikseliarvoille, joka on arvoltaan sama kaikille pikseliarvoille pitkin kuvaa.

2018-11-17

Yksinkertainen superresoluutiopinoaminen Huginilla

Mitä tarvitaan? Jalusta jossa on vähän klappia, jotta vaikka antiikkikameran peilinläpsäytys tai sulkimen täräytys liikauttaa kameraa kuvien välillä hitusen. Kameraa voi koittaa liikuttaa valotusten välillä myös vaikka vähän sormella tökkien. Liian suurta liikehdintää kannattaa kuitenkin välttää, maisemakuviin alkaa nopeasti ilmestymään parallaksia ja makrokuvissa ongelmia puolestaan tulee syväterävyyden kanssa. Huginin käyttämä jäykkä kohdistus ei voi kohdistaa kuvia täydellisesti parallaksin vuoksi (Googlen Pixel 3 -puhelimen* käyttämä palakohdistus sen sijaan pystyisi siihen, mutta tietääkseni vastaavia kohdistuskeinoja käyttämää ohjelmaa ei kukaan ole tehnyt työpöytäkäyttöön). Valotusajan soisi kuvasarjassa olevan tarvittavan pitkä (tai tarpeeksi lyhyt) jottei kameran liikkuvien osien aiheuttama tärähdys näkyisi kuvassa.

Usvaa Kallaveden jäällä
(Käytin tässä kuvassa samaa pinoamistapaa, mutta se ei juuri tuonut minkäänlaista resoluutiohyötyä. Kohina sen sijaan väheni.)

Tarvitaan myös terävää optiikkaa, joka kykenee toistamaan kameran pikseliverkkoa pienempiä yksityiskohtia; objektiivia ei myöskään kannata himmentää tappiin asti, koska diffraktion vaikutus kasvaa jossain vaiheessa liian suureksi. Hyvänä nyrkkisääntönä voi pitää pienintä aukkosuhdetta joka on lukuna sama kuin kameran pikselitiheys kaksinkertaisena — D800:n tapauksessa tämä raja olisi jossain f/8:n ja f/11:n tienoilla, f/22 on jo liian pehmeätä superresoluutioyritykselle (koitettu on), mutta monivalotusten kohinaa tasoittava vaikutus ei tietenkään katoa. Ellei objektiivissa ole kiinni tonnitolkulla rahaa, kannattaa henkisesti valmistautua siihen ettei superresoluutio auta suttunurkkien kanssa, kuvan terävin keskiosa on tosin useimmissa objektiiveissa niin hyvä että siellä parannuksen näkee helposti vaikka pikselit olisivat pieniäkin.

2018-10-31

Päivänvalon värin vaihtelu

Tämän päivää kamera onkin rapsutellut vasten valkoista pleksin palaa kuvia ei oikeastaan mistään. Muovi on ollut suodattamassa ikkunasta aukeavasta pihamaisemasta kaiken värin ja muodon pois, ja jättänyt - periaatteessa ainakin - jäljelle pelkästään vallitsevan päivänvalon sävyn. Koska kamera ei ole spektrometri tai muu varsinainen kolorimetrinen tarkkuusinstrumentti, voi tätä kuvaa pitää lähinnä suuntaa-antavana absoluuttisessa mielessä, mutta varsin tarkkana väriarvoja suhteellisesti tarkastellessa.


(Kuvien ajallinen väli oli 15 minuuttia ja jokaisen kuvan luminanssi on pyritty tasaamaan samaan arvoon — päivä- ja yökuvien välinen valotusero oli noin 1000-kertainen eli aukkoina noin kymmenen.)

Päivä kulkee kuvassa vasemmalta oikealle. Aamulla, ennen auringonnousua kaikki pihalla oleva valo on keinotekoista. On natriumlamppua, lediä ja muuta hukkavalon lähdettä jotka loistavat erittäin keltaisina. Päivän valjetessa tilanne kuitenkin muuttuu nopeasti, auringonnousun aikoihin pilvien läpi valaisee maisemaa sininen taivas ja ilmakehän himmentämä, matalalta paistava Aurinko yhdessä. Taivaansinen vaikutus kuitenkin laantuu nopeasti Auringon hiipiessä korkeammalle, ja loppupäivä sujuu tasaisen harmaana (kirjaimellisesti, koko halloweenpäivä oli umpipilvinen ja kirkkammillaankin melkein pimeä). Aamuinen näytelmä luonnollisesti toistuu illalla, mutta päinvastaisessa järjestyksessä ja yöksi keltaisten keinovalojen ylivoima tulee takaisin.

Pitää tehdä vastaava kirkkaana päivänä uudelleen ja katsoa millaiseksi matka valoisan ja pimeän välillä silloin muodostuu.

2018-09-07

Valoa molemmin puolin pimeää

Graafisen almanakan mukaan kuun vaihteessa on ensimmäistä kertaa tullut astronomisesti ottaen pimeää. Käytännössä ei kuitenkaan ihan vielä ole päästy nauttimaan sysipimeistä taivaista, koska kuunvalo on vielä muutaman päivän ajan sotkemassa. Tosin, näin taajaman lähellä ero ei ole suurensuuri, keskiyö on enemmän tai vähemmän aina keltainen. Eron pimeän ja melkein pimeän välillä näkee lähinnä kameralla vaikkapa tähtiviiruja kuvatessa, taivaan sinistyessä nopeasti paikallisen keskiyön hetken mentyä.

Tähtiviiruja pimeän molemmin puolin

Tuossa kahden tunnin mittaisessa tähtiviirukuvassa on puolisen tusinaa erittäin lyhyttä mutta silti verrattain kirkasta valoviirua. Ne ovat aiheutuneet auringonvalon heijastuksista satelliittien, ehjien sekä rikkinäisten, aurinkopaneeleista; silmälle ne näkyvät alle sekunnin mittaisina kirkkaina välähdyksinä. Ei siis kannata ihmetellä jos tuolla jossain seisoskellessa sellaisen välähdyksen silmäkulmastaan näkee — jos välähdys jää yhteen kappaleeseen, se oli todennäköisesti aurinkopaneelista peräisin.

2018-09-06

Jännevirran ylittävä uusi silta

Ysitien tukko, kuopiolaisten kuskien kauhu, Jännevirran jumittaja. Kyseessähän on se surullisenkuuluisa langerpalkkisilta joka yhdistää entisen Riistaveden, nykyisen Kuopion ja Siilinjärven. Sillan muodostama sumppu on suhteellisen vilkkaalla ajoreitillä, sillan ollessa melkoisen kapea, ei kovin korkea, painorajoitettu ja päivittäistä vesiliikennettä varten avattaessa usein auki jumahtava. Eipä siis ihme että ruostuva romu korvattiin uudella sillalla joka on niin korkea ettei sitä ole tarvetta avata laivoja varten sekä niin leveä että siihen mahtuisi vaikka kolmekin ajokaistaa.


(Pallopanoraamat vuosilta 2018 ja 2013 ovat kuvattu melkein samasta kohtaa, keskeltä palkkisiltaa. Panoraama yläkannelta on sillan )

Kyllähän uusi silta korkealta näyttää jo alempaa katsoen, mutta sen mittakaava selviää kunnolla vasta kevyen liikenteen väylältä alas katsoen. Vanha palkkisilta näyttää varsin rupuiselta rakennelmalta uuden rinnalla. Savon lentokonebongareille ja muille tiedoksi: pohjoispuolelta on hyvä näkyvyys Rissalan lentokentän suuntaan, pidemmälle kiitoradalle etelästä laskeutuvat ja samaan suuntaan nousevat koneet lentävät melko matalalta sillan yli. Mutta virallisesti silta aukeaa vasta myöhemmin syksyllä; nämä kuvat on otettu siltaantutustumistapahtumasta — valoja ei ole vielä asennettu eivätkä kaiteetkaan olleet vielä ihan valmiit.

Jännevirran vanha silta

2018-08-29

Integroituja vinjetointilukuja

Rupesin miettimään kuinka paljon objektiivin kuvakulmalta tulevasta potentiaalisesta valosta katoaa vinjetointiin ennen kuin se päätyy kennolle. Tämä luku on onneksi helppo selvittää: verrataan kuvan kirkkautta kuvan keskellä — oletetulla vinjetointivapaalla alueella — ja keskimäärin koko kuva-alalla. Näiden kahden luvun suhteesta saadaan valohävikki sekä prosentteina että aukkoina. Vertailua varten kameran raakakuvat pitää purkaa lineaarisiksi numeroarvoiksi dcrawilla, itse analyysin voi tehdä AstroImageJ:llä ja taulukkolaskimella. Kameran kennohan on melkein koko sävylliseltä toistoalaltaan suora fotonilaskuri, joten pikseleiden numeroarvot käyvät ihan sellaisinaan laskutoimituksiin kunhan niistä ensin vähentää mahdollisen bias-tason.

Jos ajatellaan kuvaa kolmiulotteisena, suorakulmaisena särmiönä jossa kuvan sivut muodostavat särmiön vaaka- ja syvyysmitan ja pikseleiden numeroarvot vastaavasti pystymitan, antaa kuva-alan pikseleiden arvo kerrottuna kuvan mitoilla särmiön tilavuuden. Särmiö saisi maksimitilavuutensa jos kuva-ala saisi kauttaaltaan saman arvon jokaiselle pikselille, joten todellinen tilavuus eli kokonaisvinjetointi saadaan siis laskemalla keskiarvo kuvan kaikista pikseleistä. Kuvan kokonaisvalomäärän ollessa analoginen särmiön tilavuudelle. Kuva kertoo enemmän kuin tuhat sanaa, joten alla kolmiulotteinen visualisointi kuvan vinjetoinnista kahdella erityyppisellä objektiivilla:



Jos kuvittelee myös nurkkien nousevan kuvan keskustan kanssa samalle korkeudelle, niin voi visualisoida kuinka paljon särmiön tilavuudesta ja sitä myöten kuvan kokonaisvalomäärästä on vinjetointi syönyt. On myös helppo nähdä laajakuvakulmaisen objektiivin piirtoympyrä loppuvan melkein heti kuvan nurkan ulkopuolella, ja perspektiivinkorjausobjektiivin piirtoympyrän ollessa mitoiltaan huomattavasti suurempi siirtojen ja kallistusten mahdollistamiseksi.

Kuvaa katsoessa ihmissilmä ei tietenkään näe rajuakaan vinjettiä noin voimakkaana, koska näkösysteemi on huomattavan epälineaarinen. Sen sijaan pudotus kohina/signaalisuhteessa ja kasvu kohinan määrässä on suoraviivainen vinjettiä korjattaessa ohjelmallisesti, ja se kyllä sitten näkyy — varsinkin jos kuvan äärimmäista reunaa pääsee tai joutuu vertailemaan suhinoiltaan siloisena pysyneeseen keskustaan. Näin voi käydä vaikkapa panoraamaa kasatessa.

Alla on taulukoituna muutamien objektiivien kokonaisvinjetointilukemia, kaikki tietenkin täydellä aukolla ja äärettömään tarkennettuina.


Objektiivi
Koko kuva-alan valohävikki, %Koko kuva-alan valohävikki, aukkoaIntegroitu aukkosuhde
Tokina 11-16mm f/2.8 (DX)61%1,38f/4,5
Sigma 14mm f/1.8--%--f/--
Samyang 14mm f/2.882%2,47f/6,6
Irix 15mm f/2.481%2,36f/5,4
Samyang 24mm f/3.5 T/S (siirrotta)63%1,45f/5,8
Sigma 35mm f/1.467%1,62f/2,5
Samyang 35mm f/1.476%2,07f/2,9
Nikon AF-S 35mm f/1.8G (DX)53%1,10f/2,6
Nikon AF 50mm f/1.8D42% (!)0,79f/2,4
Nikon AF-S 50mm f/1.8G75%2,00f/3,6
Samyang 85mm f/1.473%1,89f/2,7
Nikon AF 85mm f/1.8D71%1,80f/3,4
Nikon AF-S 105mm f/2.8 VR75%2,00f/5,6
Samyang 135mm f/271%1,80f/3,7
Sigma 50-150mm f/2.8 II (DX) @ 150mm60%1,33f/4,4
Sigma 180mm f/2.8 OS71%1,79f/5,2
Nikon 300mm f/2.8 AFn 70%1,72f/5,1
Sigma 100-300mm f/4 @ 300mm65%1,51f/6,7

Nikonin halvin 50-millinen ruuvarilinssi vetää pohjat tässä vertailussa, valosta katoaa matkalle kennolle alle puolet. Voi olla että luku on virheellinen, mutta en omassa tarkastelussa mitään äkkiseltään silmäänpistävää virhettä huomannut. 35-millisen DX-Nikkorin hyvä tulos taas on helppo selittää: vinjetointi on mitattu pienemmältä APS-C-kennokoolta, vaikka objektiivin piirtoympyrä kattaa täydellä aukolla melkein koko kinokoon kennon. Ultralaajikset vetävät tässäkin pohjan, neljä viidesosaa valosta katoaa matkalla kennolle. Osan tästä selittää ns. luonnollinen vinjetointi, joka on suoraan verrannollinen valon tulokulman tangenttiin. Pidemmissä objektiiveissa vinjetointi on pääosin mekaanista: kameran kenno ei näe objektiivin koko aukkoa kerrallaan; lisäksi supernopeissa objektiiveissa vinjetointia tulee myös pikselien rakenteesta johtuen: valoa heijastuu pois mikrolinsseistä ja imeytyy kennon fotonikaivojen seinämiin sekä senseleitä varjostaviin sähköisiin komponentteihin. Myös kameran rakenteet voivat varjostaa kuvaa, peilikamerassa ei ole harvinaista nähdä peilikotelon varjoa kuvan molemmilla pitkillä sivuilla.

2018-08-15

Sigma 14mm f/1.8 ja pallopanoraamat

Vaikka Sigman ja Samyangin 14-milliset superlaajikset myydään ja markkinoidaan samalla millimäärällä, on niiden kuvakulmassa pieni mutta joissain tilanteissa merkittävä ero. Eroa ei ole suuresti, Huginin pallopanoraamaa varten ottamista kuvista laskema kuvan lyhemmän sivun kuvakulma on Korean ihmeen tapauksessa 82,5 astetta, Sigman taas ollessa samalta kuvakulmaltaan 79,1 astetta — siis reilun kolmen asteen ero. Korealaiset olisivat voineet oikeastaan hyvillä mielin myydä objektiiviaan 13-millisenä, koska sitä se on — ainakin lähelle tarkentaessa. Ehkä numero 13 on edelleen liian tabu kaupallisia tarkoitusperiä ajatellen.


(Pallopanoraaman napa-alueet kolmella eri superlaajakulmalla. Tummat alueet ovat kuvien välistä limitystä.

Kolme astetta kuulostaa pieneltä erolta noin suurilla kuvakulmilla, mutta sillä on suuri vaikutus pienintä mahdollista kokonaisen pallopanoraaman kattavaa kuvamäärää etsittäessä. Siinä missä Samyang kattaa koko 360×180° panoraamapallon vähimmissään seitsemällä kuvalla, joista viisi on keskirivillä, vaatii Sigma aukottomaan tulokseen kaksi kuvaa lisää. Lisäkuvat tulevat panoraamapallon molemmille navoille, ristikkäin. Kuvassa yllä on esitetty pallopanoraaman yksi napa-alue Sigman 14mm f/1.8:lla, Samyang 14mm f/2.8:lla ja Irixen 15mm f/2.4:lla joka kuvakulmaltaan selvästi muita kapeampana jättää jo melkoisia reikiä kuvassa käytetyllä 5+1+1-kuvauskaavalla. Tässä tapauksessa kuvia on siis viisi kappaletta ympäriinsä, pitkin horisonttia, ja yksi nadiirille sekä toinen zeniitille.


(Pallopanoraaman napa-alueet Sigma 14mm f/1.8 -objektiivilla kun keskiriville on kuvattu viisi (vas.) tai kuusi (oik.) kuvaa.)

Vaihtoehtoisesti panoraamapallon ekvaattorille voi kuvata viiden kuvan (72° välein) sijasta kuvata kuusi kuvaa (60° välein), jolloin yksi napakuva suoraan alas- ja ylöspäin 30 astetta ekvaattorikuvista sivuun riittää Sigmalla kattamaan panoraaman zeniitin ja nadiirin ilman aukkoja. Tämän kuvauskaavan huono puoli on erittäin pieni kuvien limitys molempien napakuvien pitkillä sivuilla, kuvien päällekkäisyyden ollessa enimmäisleveydeltään joitain satoja pikseleitä. Noin pienelle alueelle ei usein satu edes mitään mistä voisi ohjelmistopohjaisesti tai edes käsin etsiä kohdistuspisteitä eikä saumalla ole juuri tilaa liikkua kuvien limityksen keskilinjasta, mutta se on silti tarpeeksi suuri kuvien yhdistämiseen kunhan mitään liikkuvaa ei osu saumaan. Toisaalta kaava on helppo kuvata kunhan laittaa panoraamapäänsä 12 naksauksen asetukselle: ekvaattorilla kuva otetaan joka toisella naksauksella ja navat kuvataan yksi naksaus sivuun siitä mistä panoraaman keskirivi alkoi.

2018-08-11

Tältä näytti osittainen auringonpimennys

Elämme Auringon aktiivisuuden minimiaikaa, siksi Auringon kiekko tämänpäiväisen osittaisen auringonpimennyksen aikana oli täysin piirteetön. Harmi sinällään, muutama iso auringonpilkkuryhmä tuossa päivätähden kiekon keskellä olisi näyttänyt ihan kivalta, jopa kuvaukselliselta.


(Kyllä, kuva on kuvankäsittelyn keinoin rakennettu komposiitti. Taivaalla ei paista viittä samanikaista Aurinkoa.)

Röpelöisyys Kuun varjokuvan reunalla aiheutunee ihan vain ilmakehän rauhattomuudesta, en jaksa uskoa että Kuun vuoristojen ja kraatereiden ääriviivat Kuun reunamilta tulisivat vielä tässä pikselimittakaavassa esiin. Samasta syystä kuvien pinoamisessa pienempien detaljien perässä ei ole mitään järkeä näin lyhyellä polttovälillä, Auringon fotosfäärin ainoa tekstuuri eli konvektiivisen kuohumisen aiheuttama granulaatio ei kuvassa näkyisi.

Jos auringonpimennyskukkakuvaa zoomaa ulospäin, paljastuu mielenkiintoinen optinen harha: kuunkaaren läheinen osa Auringosta näyttää jatkuvan suoraan eikä kaartuvan, tehden Auringosta pisaranmutoisen näköisen. Jälleen kerran osoitus siitä kuinka näköjärjestelmämme automaattisesti tekee aika pitkälle meneviä oletuksia kappaleiden muodosta silloin kun jokin osa ei ole suoraan näkösällä.

Auringonpimennyskukka

Perseidien tähdenlentoparven maksimi on muuten tässä viikonloppuna ja auringonpimennyksen ajoitus sen suhteen on optimaalinen: on nimittäin uusikuu ja taivas ainakin eteläisessä Suomessa alkaa lähestyä jo ihka oikeaa pimeyttä.