红外相机顾名思义就是利用红外线进行摄影的相机,因此,从成像原理上来说,它与传统的相机并没有明显差别,不过由于红外线本身是不可见光,并且其在透镜中的折射率也与可见光有差别(红外线经过镜头后折射率会小于可见光),因此在拍摄过程中对于操作者的技术要求更高,随着传感器的进步以及计算机算法的优化,这个过程如今已经可以通过芯片来计算完成了。
在iOS、Android平台中,很多游戏都运用到重力传感器,比如极品飞车系列、现代战争系列等等,它们带给用户新鲜的体验。还有手机横竖屏智能切换和照片查看时自动换朝向,都需要运用重力传感器。
事实上,就红外摄影本身来说,并非是一个新奇的玩意,因为对于许多摄影师来说,红外摄影也是他们热衷的摄影项目之一,红外摄影营造出来的独特的色彩质感能够营造出一种特别的画面美感。那么为什么如今的红外摄影却和自然保护联系到了一起呢?这其实也和红外线有关。
事实上,如果结合加速度计和陀螺仪这两种传感器,系统设计人员可以跟踪并捕捉3D空间的完整动作,为终端用户提供更真实的用户体验、精确的导航系统及其他功能。手机中的“摇一摇”功能(例如摇动手机就能抽签…)、体感技术,还有VR视角的调整与侦测,都是运用到陀螺仪的作用。
一方面无论是特制的胶片还是如今的光学传感器,它们的共同点之一就是能捕捉到我们看不见的红外光波,而在自然界中,许多不明显的物体特征例如水分含量,温度和化学成分,都可以通过短波红外(SWIR)相机进行捕捉;另一方面,通过与传统的相机相结合,搭配一些特殊的快门触发技术例如红外感应,就可以在减少人员蹲守的前提下,完成生态检测与生物拍摄的工作。
重力传感器的工作原理是利用压电效应实现,传感器内部一块重物和压电片整合在一起,通过正交两个方向产生的电压大小,来计算出水平方向。一般手机系统默认重力感应的中心为水平放置。但是在应用中,用户在娱乐时难以做到让手机永远保持水平姿势。所以,用户也可以自己选择设置持握状态下的中心。但是如果手机只装配了重力感应器的话,那它最多只能感应倾斜90度,如果再加上三轴加速度传感器,那就扩展到360度了。
不过,这项技术的成功并非单单依靠相机本身就能完成的,背后其实还涉及了包括卫星遥感、电子芯片等技术。一般来说,用于生态监测的红外相机,需要布置在野外,而野外常常需要面临天气以及特殊情况,例如动物破坏。因此对于相机来说,镜头以及机身的材料强度就有很高的要求,不过就这点来讲,在相机的研发过程中,可以通过环境试验机来优化相机的性能以满足实际使用中应对特殊使用环境的需求。
最早,陀螺仪大多应用于直升飞机中,以保持飞机姿态,块头也比较大。有了MEMS技术之后,把它的体积变小很多,可以集成到手机里面,价格也降低很多。 它的工作原理是利用角动量守恒原理(一个正在高速旋转的陀螺,它的旋转轴没有受到外力影响时,旋转轴的指向是不会有任何改变的),来判别物体在空间中的相对位置、方向、角度和水平的变化。三轴陀螺仪可以替代三个单轴陀螺仪,可同时测定6个方向的位置、移动轨迹及加速度。
而从拍摄的角度来说,相机布置的地点是一个学问,尤其是针对那些会迁徙的动物来说,如果不能掌握动物的生活轨迹,即便设备到位了,也很难完成影像记录工作。这时候就是卫星跟踪技术发挥作用的时候了。借助卫星遥感,我们可以了解到动物运动的轨迹以及一些基本的生活习惯,并以此作为参照布置好红外相机,完成监测工作的同时也对动物的安全做好保护措施。