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Forum: Offtopic Selektives Spektrum mit einem Spektroskop?


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Autor: Atemis H. (at0)
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Also das Licht von einer bestimmten Aufnahme (Lichtquelle) fällt in das 
Spektroskop und das Spektroskop zeigt die vorhandenen Wellenlänge bzw. 
ihre Anteile durch die Spektralllinien an. Das ist mein Verständnis von 
einem Spektroskop.

Nehmen wir an das Licht was gemessen werden soll ist das Licht einer 
Landschaft. Ein grüner Rasen, eine Straße, ein Haus, Berge im 
Hintergrund, blauer Himmel, Wolken und die Sonne.
Das Spektroskop würde die Wellenlängen anzeigen die im Licht vorhanden 
sind, die von allen diesen Objekten ausgestrahlt werden.

Was ich nun möchte ist nicht die Spektralllinien aller Objekte in der 
Aufnahme zu messen sondern eines selektierten Objekts. Beispielsweise 
will ich nur die Spektralllinien messen die vom Licht der Straße 
ausgehen oder von einem Baum auf der Landschaft.

Natürlich könnte ich von Anfang an das Spektroskop auf das gewünschte 
Objekt ausrichten, so dass nur das Licht des selektierten Objekts in das 
Spektroskop einfällt. Aber das ist nur ein Beispiel. Die konkrete 
Lichtquelle von dem ich die Spektralllinien messen will, ist am Anfang 
gar nicht in der Szene und ich weiß auch nicht ob, wann und wo es in der 
Szene auftauchen wird.

Deswegen muss ich im Nachhinein einzelne Bereich in der Szene 
selektieren können und genau von diesem Bereich das Lichtspektrum messen 
können dass zum Zeitpunkt der Aufnahme genau in diesem Bereich gemessen 
wurde.


Wie wäre das im Prinzip machbar? Wenn ich das Lichtspektrum der gesamten 
Landschafts Aufnahme digitale speichere, kann ich später ja gar nicht 
zuordnen, welche Anteile des Spektrum, von welchen Teilen der Lichtszene 
stammen, oder? Um die unerwünschten Anteile an Wellenlängen zu 
entfernen, müsste ich ja wissen aus welchen Bereichen der Szene diese 
stammen.

Also muss man wohl von Anfang an die ganze Szene in Blöcke unterteilen 
und von jedem Block ein separates Spektrumbild erzeugen?
Und das kann man ja nicht irgendwie digital machen. Wenn die Szene in 
100 Blöcke unterteilt werden soll, müsste die gesamte Optik quasi 100 
Linsen haben die ihr Licht alle zu einem eigenen Spektroskop Mechanismus 
leiten und dort messen. Quasi das ganze als Hardware.

: Verschoben durch Moderator
Autor: Christian S. (roehrenvorheizer)
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Hallo,

Atemis H. schrieb:

> Nehmen wir an das Licht was gemessen werden soll ist das Licht einer
> Landschaft. Ein grüner Rasen, eine Straße, ein Haus, Berge im
> Hintergrund, blauer Himmel, Wolken und die Sonne.
In der Landschaft sollte noch genügend Platz für einen feuerspeienden 
Drachen sein, auch Steinböcke und Greifvögel dürfen nicht fehlen.


> Das Spektroskop würde die Wellenlängen anzeigen die im Licht vorhanden
> sind, die von allen diesen Objekten ausgestrahlt werden.

Ja, wenn man das Licht auf eine Mattscheibe fallen ließe und es dahinter 
analysieren würde.
>
> Was ich nun möchte ist nicht die Spektralllinien aller Objekte in der
> Aufnahme zu messen sondern eines selektierten Objekts. Beispielsweise
> will ich nur die Spektra-lll-inien messen die vom Licht der Straße
> ausgehen oder von einem Baum auf der Landschaft.
Ok, dann müßtest Du gezielt darauf fokussieren und so weit zoomen, daß 
nichts anderes im Bild dabei ist.

>
> Natürlich könnte ich von Anfang an das Spektroskop auf das gewünschte
> Objekt ausrichten, so dass nur das Licht des selektierten Objekts in das
> Spektroskop einfällt. Aber das ist nur ein Beispiel.
Gut.

> Die konkrete
> Lichtquelle von dem ich die Spektralllinien messen will, ist am Anfang
> gar nicht in der Szene und ich weiß auch nicht ob, wann und wo es in der
> Szene auftauchen wird.
Jetzt wird es surreal.

>
> Deswegen muss ich im Nachhinein einzelne Bereich in der Szene
> selektieren können und genau von diesem Bereich das Lichtspektrum messen
> können dass zum Zeitpunkt der Aufnahme genau in diesem Bereich gemessen
> wurde.
Eigentlich müßtest Du die Landschaft filmen und danach erst auswerten.

>
> Wie wäre das im Prinzip machbar? Wenn ich das Lichtspektrum der gesamten
> Landschafts Aufnahme digitale speichere, kann ich später ja gar nicht
> zuordnen, welche Anteile des Spektrum, von welchen Teilen der Lichtszene
> stammen, oder?
Nein.

> Um die unerwünschten Anteile an Wellenlängen zu
> entfernen, müsste ich ja wissen aus welchen Bereichen der Szene diese
> stammen.
Ja, weißt Du aber nicht vorher.

> Also muss man wohl von Anfang an die ganze Szene in Blöcke unterteilen
> und von jedem Block ein separates Spektrumbild erzeugen?
Ja, diese alle parallel analysieren und danach speichern.

> Und das kann man ja nicht irgendwie digital machen. Wenn die Szene in
> 100 Blöcke unterteilt werden soll, müsste die gesamte Optik quasi 100
> Linsen haben die ihr Licht alle zu einem eigenen Spektroskop Mechanismus
> leiten und dort messen. Quasi das ganze als Hardware.
Ja, das bräuchtest Du für alle Blöcke parallel, außer Du machst es so 
wie im Laserdrucker: Nur ein Analysator wird von rotierenden Spiegeln 
beleuchtet, die das ganze Bild mit dem Drachen und den Steinböcken auf 
den Bergen zeilenweise abtastet und das Ergebnis müßte rekonstruierbar 
gespeichert werden. Im Fernseher wurde das früher "in etwa" umgekehrt 
gemacht.

mfG

Autor: Wolfgang (Gast)
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Atemis H. schrieb:
> Das Spektroskop würde die Wellenlängen anzeigen die im Licht vorhanden
> sind, die von allen diesen Objekten ausgestrahlt werden.

Die meisten deiner Objekte werden gar kein eigenes Licht ausstrahlen, 
sondern von der Umgebung beleuchtet.

Du musst also die spektrale Zusammensetzung des Licht und die 
Beleuchtungsrichtung an dem Ort kennen, an dem das Objekt auftaucht, 
sein Reflektionsspektrum (diffus/gerichtet) und den Standort des 
Beobachters in Bezug auf das Objekt.

Atemis H. schrieb:
> Also muss man wohl von Anfang an die ganze Szene in Blöcke unterteilen
> und von jedem Block ein separates Spektrumbild erzeugen?

Richtig, für jedes Pixel musst du ein Spektrum aufnehmen, wenn du es so 
genau wissen willst.

Autor: Sven B. (scummos)
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Stichwort Imaging Spectroscopy. Es gibt z.B. Imaging FT-Spektrometer, 
die mit einer einzigen Optik auskommen -- man bildet eben die ganze 
Szene ab und in der Bildebene ist ein CCD.

Billig oder einfach ist das aber nicht. Dein Anwendungsfall ist auch 
zwar lang, aber sehr diffus beschrieben. Was willst du denn eigentlich 
erreichen?

: Bearbeitet durch User
Autor: Georg (Gast)
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Atemis H. schrieb:
> Deswegen muss ich im Nachhinein einzelne Bereich in der Szene
> selektieren können und genau von diesem Bereich das Lichtspektrum messen
> können

Das gibt es in der Astronomie, da werden die Spektren für Tausende 
Sterne gleichzeitig bestimmt, das ist genau das was du möchtest. 
Allerdings wirst du dafür einen 2stelligen Millionenbetrag aufbringen 
müssen.

Georg

Beitrag #5994163 wurde vom Autor gelöscht.
Autor: Atemis H. (at0)
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Wie wäre es wenn man ein optisches Gitter vor einen Bildsensor setzt?

Dadurch entsteht hinter jedem einzelnen Spalt ein Interferenzmuster und 
dieses hängt mit der Wellenlänge des Lichtes zusammen bzw. die Position 
der einzelnen Beugungsreflexe im Interferenzbild lässt sich einzelnen 
Wellenlängen zuordnen.

Wichtig wäre dass es hinter jedem Spalt des optischen Gitters genug 
Fotodioden gibt um das Interferenzmuster ausreichend scharf zu erfassen.

Jeder Spalt im optischen Gitter wäre quasi ein Block. So ein Spalt kann 
es beispielsweise in Abständen von 1 Mikrometer geben. Dadurch würde die 
Szene in sehr viele kleine Blöcke unterteilt werden. Von jedem Block 
gäbe es ein Interferenzmuster von dem man den Anteil der Wellenlängen 
ableiten könnte.

: Bearbeitet durch User
Autor: Wolfgang (Gast)
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Atemis H. schrieb:
> Wie wäre es wenn man ein optisches Gitter vor einen Bildsensor setzt?

Dann kann man von einer Spalte oder Zeile im Bild die Spektren 
aufnehmen.

In der Astronomie kann man z.B. von jedem Bild eines interessierenden 
Sternes per LWL das Licht zum Eintrittsspalt des Spektrometers führen 
und erhält dann die Spektren alle übereinander auf einem 2D-Lichtsensor

Autor: Plaste Elaste (Gast)
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Georg schrieb:
> Atemis H. schrieb:
>> Deswegen muss ich im Nachhinein einzelne Bereich in der Szene
>> selektieren können und genau von diesem Bereich das Lichtspektrum messen
>> können
>
> Das gibt es in der Astronomie, da werden die Spektren für Tausende
> Sterne gleichzeitig bestimmt, das ist genau das was du möchtest.
> Allerdings wirst du dafür einen 2stelligen Millionenbetrag aufbringen
> müssen.
>
> Georg

Damit kommst du nicht aus. Die Sendung mit der Maus von heute mußt du 
dir ansehen.

Autor: Walter S. (avatar)
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Atemis H. schrieb:
> Wie wäre es wenn man ein optisches Gitter vor einen Bildsensor setzt?

gute Idee, genauso funktioniert ein Spektrometer

Autor: Sven B. (scummos)
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Atemis H. schrieb:
> Jeder Spalt im optischen Gitter wäre quasi ein Block. So ein Spalt kann
> es beispielsweise in Abständen von 1 Mikrometer geben. Dadurch würde die
> Szene in sehr viele kleine Blöcke unterteilt werden. Von jedem Block
> gäbe es ein Interferenzmuster von dem man den Anteil der Wellenlängen
> ableiten könnte.

Das funktioniert so nicht, bestenfalls bekommst du damit einen 
Liniensensor. Es fehlt eine Sensor-Dimension um die Daten zu erfassen.

Autor: Atemis H. (at0)
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So eine Kamera wäre schon ziemlich interessant. Weil das Spektrum einige 
Informationen liefert die eine einfache Bildaufnahme nicht hat.
Die chemische Zusammensetzung und durch den Dopplereffekt, eine leichte 
Verschiebung des Spektrums, weiß man ob sich ein Objekt von der Kamera 
entfernt oder näher kommt, auch wenn es sehr weit entfernt ist. Solange 
es eine Lichtquelle hat lässt sich die Bewegung und auch die 
Geschwindigkeit im Raum ermitteln.

Frage mich aber was mit den nicht selbst leuchtenden Objekten ist die 
das Licht anderer Lichtquellen nur reflektieren. Welche Aussagekraft hat 
das Spektrum solcher Objekte?

Autor: Atemis H. (at0)
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Sven B. schrieb:
> Es fehlt eine Sensor-Dimension um die Daten zu erfassen.

Wie meinst du das? Hinter dem Gitter sind doch die Fotodioden die das 
Interferenzmuster optisch abbilden.

Ein einzelnes Bild des Bildsensors hätte dann ganz viele 
Interferenzmuster die man dann nur noch digital herausschneiden und 
auswerten müsste.

Autor: Georg (Gast)
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Atemis H. schrieb:
> Ein einzelnes Bild des Bildsensors hätte dann ganz viele
> Interferenzmuster die man dann nur noch digital herausschneiden und
> auswerten müsste.

Ein heutiger Chip einer Digtalkamera hat rund 20 Mio Pixel, jeder davon 
in Rot, Grün und Blau, also 60 Mio photoempfindliche Elemente. Für die 
von dir gewünschten Auswertungen müsstest du für jeden Bildpunkt mehrere 
tausend Spektrallinien einzeln messen, du bräuchtest also nicht 3, 
sondern z.B. 3000 Photoelemente pro Pixel, also 60 Milliarden 
Photoelemente. Und da du das ja später noch zeitabhängig auswerten 
willst, müsstest du die alle paar Millisekunden auslesen und 
abspeichern. Das Video, das du dir so vorstellst, käme also in den 
Bereich von Terabyte/Sekunde.

Das könnte durchaus machbar sein, aber da solltest du erst mal damit 
anfangen Multimillionär zu werden.

Georg

Autor: Hugo H. (hugohurtig1)
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Atemis H. schrieb:
> Also muss man wohl von Anfang an die ganze Szene in Blöcke unterteilen
> und von jedem Block ein separates Spektrumbild erzeugen?
> Und das kann man ja nicht irgendwie digital machen. Wenn die Szene in
> 100 Blöcke unterteilt werden soll, müsste die gesamte Optik quasi 100
> Linsen haben die ihr Licht alle zu einem eigenen Spektroskop Mechanismus
> leiten und dort messen. Quasi das ganze als Hardware.

1 Linse, 100 Lichtleiter und 100 Spektroskope. Zusätzlich eine Kamera, 
welche den gleichen Ausschnitt aufnimmt. Oder, wenn Zeit genug ist, 1 
Linse, 100 Lichtleiter, 1 variable Spiegeloptik (welche den richtigen 
Lichtleiter-Ausgang zum Spektroskop spiegelt), 1 Spektroskop (und 
natürlich die Kamera).
Mischformen sind auch denkbar.

Kamera und Spektroskop-Ausgaben müssen natürlich synchronisiert werden.

Autor: Ergo70 (Gast)
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Teleskop, Prisma und Kamera. Sowas macht ein Kollege von mir als Hobby. 
Aber billig ist es nicht, wenn auch nicht im Millionenbereich und: die 
Sterne leuchten selbst, vor einem wesentlich dunkleren Hintergrund. Das 
vereinfacht das Mapping Objekt->Spektrum doch erheblich.

Autor: Sven B. (scummos)
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Atemis H. schrieb:
> So eine Kamera wäre schon ziemlich interessant. Weil das Spektrum einige
> Informationen liefert die eine einfache Bildaufnahme nicht hat.
> Die chemische Zusammensetzung und durch den Dopplereffekt, eine leichte
> Verschiebung des Spektrums, weiß man ob sich ein Objekt von der Kamera
> entfernt oder näher kommt, auch wenn es sehr weit entfernt ist. Solange
> es eine Lichtquelle hat lässt sich die Bewegung und auch die
> Geschwindigkeit im Raum ermitteln.

Kannst du alles vergessen, die chemische Zusammensetzung kriegst du aus 
so einem einfachen Absorptionsspektrum nicht raus. Vielleicht für ganz 
spezielle Sachen wie Leuchtstoffröhren, aber definitiv nicht um 
festzustellen ob in deiner Wandfarbe Titan ist.

Dopplereffekt geht auch nicht, es gibt keine hinreichend schmalen 
Spektrallinien (und außerdem hast du auch niemals die benötigte 
Auflösung).

Autor: Sven B. (scummos)
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Hugo H. schrieb:
> 1 Linse, 100 Lichtleiter und 100 Spektroskope.

So macht man das nicht, das gibt dir nur ein 10x10-Bild und du hast 100 
x 1000 Euro für die Gitter ausgegeben und einen ganzen Raum voller 
Spektrometer und Kameras. Ich weiß nicht welche Techniken außer Imaging 
FT noch so üblich sind, aber das wäre jedenfalls schon der bessere 
Ansatz. Sicherlich üblich sind auch auch Scanning-Techniken.

Atemis H. schrieb:
> Sven B. schrieb:
>> Es fehlt eine Sensor-Dimension um die Daten zu erfassen.
>
> Wie meinst du das? Hinter dem Gitter sind doch die Fotodioden die das
> Interferenzmuster optisch abbilden.
>
> Ein einzelnes Bild des Bildsensors hätte dann ganz viele
> Interferenzmuster die man dann nur noch digital herausschneiden und
> auswerten müsste.

Aus dem Interferenzmuster eines Gitters bekommst du doch anhand der Ort 
<-> Helligkeit-Beziehung das Spektrum. Woran erkennst du jetzt x und y 
der Stelle, zu der das Muster gehört?

: Bearbeitet durch User
Autor: Luckyluke (Gast)
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Punktquelle ist dein Freund.

Autor: Atemis H. (at0)
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Hugo H. schrieb:
> Oder, wenn Zeit genug ist, 1
> Linse, 100 Lichtleiter, 1 variable Spiegeloptik (welche den richtigen
> Lichtleiter-Ausgang zum Spektroskop spiegelt), 1 Spektroskop (und
> natürlich die Kamera).

Gibt es einen Namen für diese Technik die das Licht aus einer großen 
Zahl von Lichtleitern auswählen kann bzw. der Reihe nach zum Spektroskop 
spiegelt?
Wie ist so was prinzipiell aufgebaut, gibt es da schon was fertiges zu 
kaufen?

Autor: Hugo H. (hugohurtig1)
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Atemis H. schrieb:
> Gibt es einen Namen für diese Technik die das Licht aus einer großen
> Zahl von Lichtleitern auswählen kann bzw. der Reihe nach zum Spektroskop
> spiegelt?

Ja - nennt sich Spiegel :-)

Stell Dir die Lichtleiter (z.B. aus einer 10 x 10 Matrix) nebeneinander 
(also 100 in einer Reihe vor). Ein Spiegel (drehbar in 100 Schritten 
:-)) bringt das Licht jeweils eines Lichtleiters auf den Schlitz des 
Spektrometers.

Alternativ könnte man z.B. in Kombination mit einem DLP arbeiten - oder 
10 Linien a' 10 Punkte mit 10 Spektrometern gleichzeitig "abspiegeln". 
Dazu müsste man die Linien halt etwas "auffächern".

: Bearbeitet durch User
Autor: Atemis H. (at0)
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Sven B. schrieb:
> Kannst du alles vergessen, die chemische Zusammensetzung kriegst du aus
> so einem einfachen Absorptionsspektrum nicht raus. Vielleicht für ganz
> spezielle Sachen wie Leuchtstoffröhren, aber definitiv nicht um
> festzustellen ob in deiner Wandfarbe Titan ist.
>
> Dopplereffekt geht auch nicht, es gibt keine hinreichend schmalen
> Spektrallinien (und außerdem hast du auch niemals die benötigte
> Auflösung).

Mir fehlt die Begründung für deine kritische Beurteilung. Und auf 
welches der erwähnten Konzepte beziehst du dich? Optische Gitter vor 
einem Bildsensor? Lichtleiter in Matrix Form?

Autor: Hugo H. (hugohurtig1)
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Atemis H. schrieb:
> Mir fehlt die Begründung

Mir fehlt die Beschreibung dessen, was Du genau erreichen willst.

Autor: Atemis H. (at0)
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Sven B. schrieb:
> Aus dem Interferenzmuster eines Gitters bekommst du doch anhand der Ort
> <-> Helligkeit-Beziehung das Spektrum. Woran erkennst du jetzt x und y
> der Stelle, zu der das Muster gehört?

Ich denke bei der Gitter Methode müsste es Gruppen von Spalten geben, wo 
das Licht nur innerhalb der Gruppe ein Interferenzbild erzeugt und 
ausreichend Abstand zur nächsten Gruppe hat. Das Spektrum einer Gruppe 
würde dann für ein definierbaren Bereich der Szene gelten.

Bei der Methode zweifle ich aber etwas an der notwendigen Sensor 
Auflösung die hinter einer winzigen Gitterspalte noch übrig bleibt.

Ich würde es ja am liebsten selbst bauen können :D
Ohne den Einsatz von Experten und extrem teurer Technologie.

Bisher erscheint mir die Idee mit den Lichtleitern und einem einzigen 
Spektroskop am besten.
Frage mich allerdings welche Auflösung ich damit erreiche. Also wie groß 
sind die Bildabschnitte der Szene von dem ich dann das Spektrum 
ermittle?
Das hängt wohl von dem Durchmesser der Lichtleiter ab. Es gibt 
beispielsweise welche mit 0,25mm Durchmesser.

Nehmen wir also an eine Matrix aus 20x20 Lichtleitern mit einem 
Durchmesser von 0,25mm.

Autor: Atemis H. (at0)
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Hugo H. schrieb:
> Atemis H. schrieb:
>> Mir fehlt die Begründung
>
> Mir fehlt die Beschreibung dessen, was Du genau erreichen willst.

Ganz einfach eigentlich. Das Lichtspektrum einzelner leuchtender Objekte 
in einer Szene messen können, ohne die Kamera auf das einzelne Objekt 
fokussieren zu müssen.
Und am besten eine Lösung die keine 10 Mio. Euro kostet und 100 Kilo 
wiegt :)

: Bearbeitet durch User
Autor: Hugo H. (hugohurtig1)
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Atemis H. schrieb:
> Das Lichtspektrum einzelner leuchtender Objekte
> in einer Szene messen können

Welche Objekte und welche "Szene"?

Autor: Hugo H. (hugohurtig1)
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Atemis H. schrieb:
> Das hängt wohl von dem Durchmesser der Lichtleiter ab. Es gibt
> beispielsweise welche mit 0,25mm Durchmesser.

Nein, das hängt von der erforderlichen Auflösung ab. Von der wir ja auch 
nichts wissen, außer

Atemis H. schrieb:
> Wenn die Szene in
> 100 Blöcke unterteilt werden soll,

Autor: Sven B. (scummos)
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Atemis H. schrieb:
> Sven B. schrieb:
>> Kannst du alles vergessen, die chemische Zusammensetzung kriegst du aus
>> so einem einfachen Absorptionsspektrum nicht raus. Vielleicht für ganz
>> spezielle Sachen wie Leuchtstoffröhren, aber definitiv nicht um
>> festzustellen ob in deiner Wandfarbe Titan ist.
>>
>> Dopplereffekt geht auch nicht, es gibt keine hinreichend schmalen
>> Spektrallinien (und außerdem hast du auch niemals die benötigte
>> Auflösung).
>
> Mir fehlt die Begründung für deine kritische Beurteilung. Und auf
> welches der erwähnten Konzepte beziehst du dich? Optische Gitter vor
> einem Bildsensor? Lichtleiter in Matrix Form?

Ist egal welche Methode, wenn du dir von der Wand das 
Absorptionsspektrum anschaust, siehst du darin einfach nichts. Ist halt 
weiß. Das ist bei den meisten Alltagsgegenständen so, die haben keine 
Spektren, die Identifikation erlauben würden.

Autor: Sven B. (scummos)
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Diese Diskussion macht keinen Sinn wenn du nicht mal erklärst was du 
eigentlich machen willst. Evtl. ist dann auch einfach ein, zwei, drei 
CCDs mit entsprechenden Filtern davor die einfachste Lösung.

Autor: Hugo H. (hugohurtig1)
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Sven B. schrieb:
> Diese Diskussion macht keinen Sinn wenn du nicht mal erklärst was du
> eigentlich machen willst.

Sehe ich auch so. Schaue vielleicht morgen nochmal rein. Wenn nichts 
substantielles kommt war es halt ein verspäteter Freitags-Thread :-/

Autor: Atemis H. (at0)
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Hugo H. schrieb:
> Atemis H. schrieb:
>> Das Lichtspektrum einzelner leuchtender Objekte
>> in einer Szene messen können
>
> Welche Objekte und welche "Szene"?

Die Szene die die Kamera aufnimmt. Objekte wie Autolichter, 
Flugzeuglichter, Sternschnuppen, Sterne, Satelliten, Sraßenlichter... 
alles was selbst leuchtet.

Sven B. schrieb:
> Ist egal welche Methode, wenn du dir von der Wand das
> Absorptionsspektrum anschaust, siehst du darin einfach nichts.

Ich meinte hauptsächlich leuchtende Objekte die ein eigenes Licht 
ausstrahlen. In meinem ersten Beitrag habe ich das nicht hervorgehoben.

Sven B. schrieb:
> Diese Diskussion macht keinen Sinn wenn du nicht mal erklärst was du
> eigentlich machen willst. Evtl. ist dann auch einfach ein, zwei, drei
> CCDs mit entsprechenden Filtern davor die einfachste Lösung.

Ich möchte das Lichtspektrum von einzelnen leuchtenden Objekten in einer 
Kamera Szene. Wie präziser soll ich es denn noch erklären? :D
Und nein es ist das Lichtspektrum selbst was ich haben will.

Letztendlich wäre es also eine Kamera die von jedem leuchtenden Objekt 
dass vor die Linse kommt das Spektrum misst, ohne dass die Kamera auf 
das einzelne leuchtende Objekt ausgerichtet werden muss.

Aktuell befasse ich mich nur mit den Grundlagen und der möglichen 
Realisierbarkeit .

Autor: Sven B. (scummos)
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Atemis H. schrieb:
> Ich möchte das Lichtspektrum von einzelnen leuchtenden Objekten in einer
> Kamera Szene. Wie präziser soll ich es denn noch erklären? :D
> Und nein es ist das Lichtspektrum selbst was ich haben will.

Naja, entweder indem du sagst was für Objekte in was für einer Szene zu 
welchem Zweck erfasst werden sollen, sodass man die relevanten Specs 
selber raten kann; oder indem du genau angibst, welche Specs du haben 
willst (wieviel spektrale Auflösung, wieviel Winkelauflösung, welcher 
Spektralbereich, wie lange darf die Integrationszeit sein und wieviel 
Energie steht in dieser insgesamt zur Verfügung).

Auch selbst leuchtende Quellen haben sehr unterschiedliche 
Spektraleigenschaften. Eine Glühlampe von einer LED unterscheiden kann 
man vermutlich mit 5-6 Spektralkanälen, aber wenn du eine Hoch- von 
einer Niederdruck-Quecksilberdampflampe unterscheiden willst, brauchst 
du eher 5 Millionen Kanäle. Ähnliches gilt für Sterne, die 
Spektralklasse lässt sich vermutlich mit einer RGB-Kamera mit 3 Kanälen 
herausfinden, aber um einen Exoplaneten zu identifizieren braucht es 
ganz andere Specs.

: Bearbeitet durch User
Autor: Hugo H. (hugohurtig1)
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Atemis H. schrieb:
> Aktuell befasse ich mich nur mit den Grundlagen und der möglichen
> Realisierbarkeit .

Na dann - Ärmel hochgekrempelt :-)

Autor: Atemis H. (at0)
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Hugo H. schrieb:
> Na dann - Ärmel hochgekrempelt :-)

Ich werde zuerst ein Spektrometer bauen um ganz klassisch Spektren 
auszumessen. Einfach mal die Grundlagen praktisch ausprobieren.

Danach kaufe ich mir ein Bündel Glasfaserkabel und werde denke ich mal 
etwas herum experimentieren. Mit 5x5 oder 10x10 Glasfaser Matrix 
Flächen. Möglichst einfach am Anfang.

Von alle dem habe ich bereits eine theoretische Vorstellung und habe 
einige Anleitungen gesehen.
Was mir aber technisch immer noch ein Rätsel ist, ist wie man mit einem 
Spiegel zwischen den einzelnen Glasfaser Ausgängen schalten kann.
Also ich habe z.B. bei einer 5x5 Matrix 25 Glaserfaser Ausgänge. Die 
Ausgänge kann ich vereinfachend der Reihe nach anordnen und befestigen. 
Wie reflektiere ich nun mit einem Spiegel die einzelnen Ausgänge 
abwechselnd zum Eingang des Spektrometers?

: Bearbeitet durch User
Autor: Sven B. (scummos)
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Atemis H. schrieb:
> Was mir aber technisch immer noch ein Rätsel ist, ist wie man mit einem
> Spiegel zwischen den einzelnen Glasfaser Ausgängen schalten kann.

Das ist nicht böse gemeint aber du im Rahmen dieses Projekts und für 10 
Euro vermutlich gar nicht. Faserkopplung ist eine hochpräzise 
Angelegenheit, die selbst mit µm-Genauigkeit nur schwer auf akzeptable 
Effizienzen zu bringen ist. Mit dem Schminkspiegel und dem Stepper aus 
China wird das nichts. Sowas kostet sehr viel Geld und benötigt sehr 
viel Erfahrung.

Ich denke immer noch, die zehn Billig-Webcams mit den schmalbandigen 
Farbfiltern sind die vielversprechendste Lösung für das ganze Projekt.

: Bearbeitet durch User
Autor: Atemis H. (at0)
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Sven B. schrieb:
> Das ist nicht böse gemeint aber du im Rahmen dieses Projekts und für 10
> Euro vermutlich gar nicht. Faserkopplung ist eine hochpräzise
> Angelegenheit, die selbst mit µm-Genauigkeit nur schwer auf akzeptable
> Effizienzen zu bringen ist. Mit dem Schminkspiegel und dem Stepper aus
> China wird das nichts. Sowas kostet sehr viel Geld und benötigt sehr
> viel Erfahrung.

Worin genau besteht die Schwierigkeit?
Vielleicht könnte man den Spiegel mit konstanter Geschwindigkeit 
rotieren lassen statt in feinen Schritten zu bewegen?
Wenn man zwischen den Lichtleitern einen kleinen Abstand lässt hat man 
auch einen Trigger. Wenn der Wechsel von "Licht an" und "Licht aus" von 
einem Sensor erkannt wird, wüsste die Elektronik durch die Iteration 
immer über welchem Lichtleiter der Spiegel gerade ist.
Theoretisch...

: Bearbeitet durch User
Autor: Sven B. (scummos)
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Die Schwierigkeit besteht darin, dass du mit einer Linse einen 
Parallelstrahl auf einen Punkt von wenigen µm Größe fokussieren musst. 
Der muss dann auch noch präzise auf dem Fasereingang landen. Das 
erfordert hohe Genauigkeit in der ganzen Anordnung. Kannst du ja einfach 
mal probieren -- versuche mal, aus einer Lampe, einer Linse und einer 
Blende einen Punkt zu produzieren, der deutlich kleiner ist als die 
Dicke eines Haares. Und dann schau mal, ob du da einen Spiegel dahinter 
gestellt bekommst, der den auf dem Schirm bewegt, ohne dass der Punkt 
dabei größer wird.

: Bearbeitet durch User
Autor: Hugo H. (hugohurtig1)
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Sven B. schrieb:
> Die Schwierigkeit besteht darin, dass du mit einer Linse einen
> Parallelstrahl auf einen Punkt von wenigen µm Größe fokussieren musst.

Kannst Du das mal bitte aufmalen? Wieso "wenige µm"?

https://modellbau-schoenwitz.de/de/lichtwellenleiter/2-meter-2-0mm-lwl-lichtwellenleiter-lichtleiter-glasfaserkabel-lichtfaser?action_ms=1

: Bearbeitet durch User
Autor: Atemis H. (at0)
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Wie ich mir das grob vorstelle habe ich mal gezeichnet.

Die Ausgänge der Lichtleiter sind kreisförmig angeordnet. Im Zentrum 
steht ein schräger Spiegel der um die Längsachse rotiert.
Der Eingang des Spektrometers ist auf die Mitte des Spiegel 
ausgerichtet. Vielleicht mit einem Objektiv genau auf den Punkt wo das 
Licht eines Lichtleiterts reflektiert wird.

Während der Spiegel rotiert werden abwechselnd die Ausgänge der 
kreisförmig angeordneten Lichtleiter reflektiert.

: Bearbeitet durch User
Autor: Atemis H. (at0)
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Hugo H. schrieb:
> Kannst Du das mal bitte aufmalen? Wieso "wenige µm"?

Eventuell bezieht er sich auf Glasfasertechnik die bei Datenkabeln 
genutzt werden. Die sind soweit ich weiß sehr dünn und die Schalttechnik 
da um zwischen verschiedenen Faser Ein und Ausgängen zu schalten ist 
sicherlich ziemlich komplex.

Autor: Sven B. (scummos)
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Hugo H. schrieb:
> Sven B. schrieb:
>> Die Schwierigkeit besteht darin, dass du mit einer Linse einen
>> Parallelstrahl auf einen Punkt von wenigen µm Größe fokussieren musst.
>
> Kannst Du das mal bitte aufmalen? Wieso "wenige µm"?
>
> 
https://modellbau-schoenwitz.de/de/lichtwellenleiter/2-meter-2-0mm-lwl-lichtwellenleiter-lichtleiter-glasfaserkabel-lichtfaser?action_ms=1

Ach so, sowas kannst du natürlich auch nehmen, aber die Strahlqualität 
am Ausgang ist halt sehr schlecht. Heißt, du brauchst am Ausgang nochmal 
Linse+Blende, die den größten Teil des Lichts verwirft.

Die üblichen Fasern, die nicht nur zu Deko-Zwecken genutzt werden, sind 
sehr dünn.

: Bearbeitet durch User
Autor: Julius K. (sirjules)
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Das Thema nennt sich Hyperspectral Imaging, Kameras gibt es so im 
Bereich von 50-150T€.

Einsatzgebiete finden sich im Bereich Fernerkundung, eine populäre 
zivile Anwendung ist das Gebiet Smart Agriculture.


Die interessanteste Kamera wird meiner Meinung gerade von Cubert 
geliefert. Wir dürfen aber gespannt sein welche, Entwicklung noch durch 
den Consumer Bereich kommt. Über das Samsung S11 wird in einschlägigen 
Foren und Blogs bereits mit einem Infrarot Sensor spekuliert.

: Bearbeitet durch User
Autor: Jemin K. (jkam)
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Julius K. schrieb:
> Das Thema nennt sich Hyperspectral Imaging, Kameras gibt es so im
> Bereich von 50-150T€.

Äh, Imaging Spektrokopie ist nicht Hyperspectral Imaging.


> Foren und Blogs bereits mit einem Infrarot Sensor spekuliert.

Taugt eh nix, weil das vermutlich ein Si-basierter Sensor sein wird, der 
prinzipbedingt für den eigentlich interessanten Teil des IR blind weil 
durchsichtig ist.

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