Тепловізори для смартфонів і планшетів: опис і характеристики

Камери теплобачення широко використовуються в багатьох галузях десятки років: солдати знаходять цілі через термальні приціли, поліція їх встановлює на вертольотах для пошуку людей, а будівельники використовують датчики для знаходження джерел холодного повітря, просочується в будинку. Щоб виявити температурні відхилення у навколишніх речей, сьогодні досить придбати тепловізори для смартфонів або планшетів у вигляді приставки.

Майстер на всі руки

Можливо, полювання на Арнольда Шварценеггера в класичному фільмі 1987 року «Хижак» – не ваш коник. Але сьогодні способів застосування для тепловізора досить – знайти зниклу кішку, що ховається в темряві під ганком, діагностувати блокування труби у ванній кімнаті або побачити, скільки пропану залишилося в баку газового гриля. Ці камери дозволяють побачити невидимий раніше теплової пейзаж, відкриваючи дивовижні світи навколо нас.
Є і свої обмеження. Наприклад, скло добре пропускає видиме світло, але фільтрує інфрачервоне випромінювання, яке ми називаємо теплом. Це робить вікна практично непрозорими для тепловізорів. Прилад може показати температуру поверхні скла, але якщо хтось стоїть позаду вікна, не торкаючись до нього, то ця людина буде залишатися практично невидимим, хоча теплове відображення у склі можна побачити. Ось чому об'єктиви термальних камер із звичайного скла не роблять, вони вимагають спеціальних матеріалів, таких як германій, які пропускають світло в інфрачервоному діапазоні. Дозвіл у них набагато нижче, ніж у звичайних многомегапиксельных фотоапаратів, вбудованих в смартфони сьогодні. Розмиті зображення і швидкість відео невелика. Але при всьому цьому відчуття людини, яка дивиться в повну темряву і бачить живий термічний пейзаж, просто непередавані.

Flir One проти Seek Thermal

Якщо пошукати тепловізор для смартфона Google, виробників знайдеться не так багато. Їх можна перерахувати на пальцях однієї руки. Навіть китайський тепловізор для смартфона – велика рідкість. Серед цієї жменьки виробників найбільш відомими є компанії Seek Thermal і Flir Systems. Їх камери можна підключити до роз'єму телефону. Seek має перевагу в розмірах: тепловізор для смартфона на базі Android менше 9-вольтової батареї, а Flir One трохи ширше iPhone 5S і майже в два рази товще. Обидва пристрої захищені від пошкоджень при носінні в сумці, але Seek, крім того, водонепроникний, і на вигляд набагато міцніше. Тепловізор для смартфона Seek Thermal вимикача харчування, батареї або порти для зарядки не має. Завдяки цьому дизайн камери дуже елегантний, простий, без будь-яких додаткових кабелів або зарядних пристроїв. Але вона надає серйозну навантаження на батарею телефону. У Flir інший підхід, з внутрішньою батареєю, яку необхідно заряджати за допомогою доданого міні-USB кабелю. Заряду батареї вистачає на годину безперервного використання. Іншою відмінністю, що в кінцевому підсумку робить FLIR кращим вибором для більшості людей, є наявність у нього двох камер, – традиційній з VGA-дозволом і тепловий. У режимі реального часу зображення на телефоні складено з двох каналів. При цьому висококонтрастні контури повнокольорового камери забезпечують необхідну чіткість температурних згустків. Це особливо необхідно, коли потрібно повернутися до зображень пізніше. Інакше складно зрозуміти, що саме зображено на знімку.
Обидві камери доступні для пристроїв, що використовують інтерфейс Lightning і для Android-пристроїв з роз'ємом micro-USB. За формою тепловізор для смартфона і планшета Seek Thermal є приставкою, а FLIR ONE виконаний у вигляді бампера під iPhone. Незважаючи на різні форм-фактори, пристрої об'єднує висока якість збірки, стабільна робота і зручний дизайн.

FLIR ONE: тепловізор для смартфонів. Опис

У першому поколінні FLIR ONE VGA-камера для видимого спектру і довгохвильовій інфрачервоний датчик Lepton об'єднувалися у вигляді акуратних знімних «санчат», які можна висувати при необхідності. Бампер залишався на iPhone постійно, а «санчата» від'єднувалися для зарядки через мікро-USB. У моделях для iOS і Android від такого рішення відмовилися на користь окремої приставки. На відміну від Seek, який живиться від телефону, ONE має вбудований акумулятор. Слід зазначити, що ONE FLIR не виступає в якості зовнішнього батарейного блоку для iPhone, вся енергія споживається термодатчиком і камерою. Таке рішення трохи "повнить" стрункий профіль iPhone 5s. Опукла форма і виріз для об'єктива і спалаху візуально збільшують конструкцію з м'якого полікарбонату більше, ніж це є насправді. Крім двох логотипів, дизайн без надмірностей відповідає дизайну іншої високоякісної продукції компанії. Порт micro-USB, індикатор стану зарядки і виріз для навушників розташовані в нижній частині, а тепловізор, перемикач режиму і кришка об'єктива знаходяться ззаду. Багатобарвний світлодіод встановлений прямо над камерами для сигналізації про стан харчування і успішного калібрування.
На тонкому бампері є вирізи для доступу до клавіш контролю гучності і відключення звуку, заднього об'єктива і Lighting-порту, динаміка, гнізда для навушників, мікрофона і навіть для логотипу Apple.

Seek Thermal: тепловізор для смартфонів. Характеристики

За розміром Seek не перевищує такого великого пальця руки і в підключеному стані додає 25 см загальної висоти телефону. Товщина пристрою достатня, щоб не занадто виходити за профіль смартфона. Магнієвий корпус Seek майже невагомий, але знадобиться час, щоб звикнути до додаткового «підборіддя». Оскільки роз'єм Lightning iPhone або micro-USB Android є єдиною точкою дотику з телефоном, тонкий металевий виступ несе на собі функцію підтримки всієї конструкції, тобто модуль може просто впасти при зіткненні. Зовні тепловізор для смартфона і планшета привабливий, невеликого розміру з концентричними колами навколо об'єктива з халькогенидном лінзи, матеріалу, який зазвичай використовується в фотоніці. На традиційних лінзах ці гребені відхиляють відбите світло, але тут вони більше для виду. В комплект входить міцний футляр, заповнений щільної захисної гумою з виїмкою під пристрій для надійного захисту при транспортуванні.

Технологія MSX

Тепловізори для смартфонів FLIR і Seek використовують абсолютно різні апаратні і програмні кошти. Як згадувалося вище, в FLIR використовуються два спеціалізованих датчика для виведення гібридного термічного зображення. Просувається під назвою MSX, система об'єднує візуальну інформацію камери VGA і дані про температуру, захоплені 80х60 матрицею Lepton компанії FLIR. Такий підхід дає вражаючі результати, які надають чітку форму розмитим теплових плям. На практиці подвійний датчик відкалібрований так, що немає необхідності постійно регулювати паралакс, якщо об'єкти знаходяться на достатній відстані від телефону (більше одного метра). При цьому MSX-змішування непомітно, але на близьких дистанціях паралакс стає все більш важливою проблемою. Щоб компенсувати це, необхідно скористатися додатком FLIR ONE Closeup, яке дозволяє користувачам вручну налаштовувати точки злиття MSX по горизонталі. Програма працює в стандартних колірних режимах, але їй не вистачає більш тонких налаштувань, пропонованих основною програмою FLIR, таких як установка коефіцієнтів випромінювання для коректування здатності матеріалу випромінювати теплову енергію.

Корисні інструменти

Відгук зображення миттєвий – затримка відчувається тільки при панорамуванні. Обробка фотографій така ж швидка. Відеозйомка починається без зволікання, і інструменти настройки зображення, що надаються FLIR ONE, - високого класу. З них найбільш корисним є точковий вимірник, який може розшифрувати значення теплової сигнатури у вигляді показань термометра будь обраної точки. Є один незручний аспект дизайну FLIR ONE – це механізм самокалібрування. Час від часу додаток вимагає зрушити вниз перемикач, розташований трохи нижче подвійного об'єктива. Так як палець, як правило, вже знаходиться в потрібному положенні, то це зробити нескладно, але програма просить виконувати цю процедуру постійно. Перемикання змушує рухатися весь телефон, що псує якість відеозапису. Калібрування скидає сенсор, а не MSX-паралакс, тому виконання даної операції настройки не є такою вже необхідною для якості зображення. Для точних свідчень, однак, періодичне коригування необхідна.

Надійне ПО FLIR ONE

Компанія FLIR, з її багатою історією військових і професійних тепловізійних рішень, забезпечила свої апаратні засоби надійними програмами, які дозволяють різні режими роботи, способи відображення температур і багато іншого. На жаль, багато можливості розподілені між різними додатками, що не дуже зручно. Зрозуміло, що деякі функції можуть не знадобитися користувачам – професіоналам не потрібна теплова панорама, але безліч файлів захаращує екран і вимагає постійного перемикання між програмами, щоб знайти відповідний інструмент. Консолідація просто необхідна. Що ж стосується самих додатків, то FLIR ONE Paint, наприклад, дозволяє розмалювати тепловими показаннями звичайну фотографію. Програма розбиває MSX-дані фотографії на два різні зображення, які потім можуть бути змішані вручну. FLIR ONE Timelapse – ще один корисний інструмент, що дозволяє робити знімки з інтервалом у кілька секунд або хвилин і відтворювати їх в режимі відео.

Істинний температурний датчик

Тепловізор для Android-смартфонів Seek використовує «істинний термодатчик», або мікроболометр на основі оксиду ванадію, здатний виявляти довгохвильове інфрачервоне випромінювання в діапазоні від 72 до 13 мікрон. Відповідно до технічної специфікації, сенсор має в загальній складності 32136 термопикселей на матриці розміром 206 на 156 точок. Тепловізори для смартфонів Seek і FLIR використовують абсолютно різні сенсори. Оскільки перший покладається виключно на термодатчик, його вихідне зображення виходить кулястим і нечітким. Без різких меж і контрастних тонів, як у двухлинзового FLIR, знімки Seek оманливе розмиті. З більш високим числом пікселів, True Thermal Sensor знімає набагато більше інформації, ніж Lepton FLIR. Іншою областю, в якій Seek перевершує FLIR, є діапазон виявляються температур –від -40°C до 330°C, тести і це підтверджують. Максимум, на що здатний FLIR ONE – це 100°C. При вимірах температури значно вище 330° програмне забезпечення Seek дає збій і починає показувати значення в десятки тисяч градусів. Але це, швидше за все, якась незначна помилка. Замість постійної ручної перенастроювання термодатчика, Seek виконує це завдання автоматично при зміні температури камери. Робота електромеханічного замка супроводжується невеликим клацанням, але його чутність мінімальна. Seek пропонує 3 рівня ІК-чутливості, виявлення, розпізнавання та ідентифікації для відстаней 30075 і 45 м. Полі зору 36° незручно при зйомці поблизу. Можна використовувати цифровий зум, але якість при цьому падає настільки, що їм практично не можна користуватися.

Багаті можливості

Єдине додаток Seek добре налагоджене, з безліччю чудових можливостей, які задовольнять як професіоналів, так і любителів. Поряд з декількома режимами перегляду – кольоровим, білим, чорним і т. д., – програма відображає максимальні і мінімальні температури, що дуже корисно при пошуку об'єктів в темряві. Також доступний пороговий режим для виявлення теплових сигнатур вище певного рівня, який корисний при використанні в гарячих середовищах, таких як моторний відсік автомобіля. Програма Thermal+ схожа на додаток FLIR Paint і накладає дані про температуру поверх нормального знімка. На жаль, ця функція використовує камеру, яка знаходиться в 12 см на протилежному кінці телефону. Паралакс розраховується не зовсім точно, в результаті чого зображення неправильно поєднується.

Плюси і мінуси

При ціні 250 $ тепловізор для смартфона на базі Android FLIR ONE може коштувати більше, ніж телефон, до якої він кріпиться, але для деяких позиційна точність, пропонована технологією MSX, того коштує. Ціна Seek Compact така ж і пристрій має більш високу роздільну здатність датчика, хоча створювані їм знімки не настільки бездоганні. FLIR ONE – тепловізор для смартфона, відгуки користувачів про який найбільш доброзичливі. Покупці в захваті від MSX-накладення, детализирующего зображення, наявності власної акумуляторної батареї і потужного програмного забезпечення для візуалізації. Серед недоліків – необхідність періодичного калібрування сенсора, специфічний для iPhone 5/5s дизайн моделі-бампера, ПО, розбите на окремі складові. Позитивною якістю Seek Thermal є наявність швидкого самокалибрующегося датчика, а негативними – вузьке поле зору і невелика деталізація зображення. З точки зору загальної якості FLIR ONE знаходиться на одному рівні з конкурентом, але відстає, коли справа стосується розпізнавання теплового випромінювання. Але брак чутливості сенсора Lepton компенсується накладенням на зображення VGA-камери, що дозволяє досягти неймовірної деталізації. Знімки FLIR ONE виглядають просто приголомшливо, а ПО – надійне, хоча і фрагментоване. Тим не менш, які тепловізори для смартфонів не були б обрані, будь-який з них дозволить поглянути на світ, ніколи раніше не бачений, незважаючи на те, що він завжди був перед нашими очима.