ИК фильтр для фотоаппарата

06:43 am — Инфракрасная фотография

Содержание

Что такое инфракрасная фотография?

Это ещё не тепло, но уже не свет.
Как получить инфракрасное изображение на обычном фото-аппарате. Как сделать ИК-фильтр из подручных материалов. Специализированные камеры. Сложности при съёмке и как их обойти. Выбор объективов, камер и фильтров.
Интересные сюжеты в инфракрасном диапазоне.
На живых примерах инфракрасных снимков попробуем вместе их обработать. Получим готовые решения по обработке снимков и вместе разберём, как эти решения работают.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Представление об инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом излучении. Различие инфракрасного и теплового излучения.

Инфракрасное излучение … электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны 740 нм) и коротковолновым радиоизлучением (1’000’000 —2’000’000 нм).
Инфракрасную область спектра обычно условно разделяют на ближнюю (740 до 2’500 нм), среднюю (2’500—50’000 нм) и далёкую (50’000—2’000’000 нм). // БСЭ

Инфракрасное излучение было открыто в 1800 английским учёным В. Гершелем, который обнаружил, что в полученном с помощью призмы спектре Солнца за границей красного света (т. е. в невидимой части спектра) температура термометра повышается. Тогда же было доказано, что это излучение подчиняется законам оптики и, следовательно, имеет ту же природу, что и видимый свет.

Рис.1 Разложение в спектр солнечного излучения
С противоположной стороны, за фиолетовой полосой спектра находится ультрафиолетовое излучение. Оно так же невидимо, но так же немного нагревает термометр.
Дальнее инфракрасное излучение (самое длинноволновое) применяют в медицине в физиотерапии. Оно проникает под кожу и нагревает внутренние органы, не обжигая при этом кожу.
Среднее инфракрасное излучение регистрируется тепловизорами. Наиболее популярное применение тепловизоров – это поиск утечек тепла и бесконтактный контроль температуры.

Рис. 2. Тепловизор (средняя инфракрасная область)
Нас же больше всего интересует ближнее (самое коротковолновое) инфракрасное излучение. Это уже не тепловое излучение окружающих предметов комнатной температуры, но ещё не видимый свет.
В этом диапазоне частот довольно сильно излучают предметы, нагретые до заметного красного свечения. Например, гвоздь, нагретый докрасна на пламени газовой плиты в инфракрасном свете – ярко белый (рис.3) Участки более холодные (покраснение которых незаметно в видимом спектре) остаются тёмными в ИК.

Рис. 3 Ближний ИК диапазон
Именно этот диапазон излучения «работает», когда предметы нагреваются на солнце или под лампами накаливания. И это же излучение поглощают «термальные» окна автомобилей и домашние энергосберегающие стеклопакеты.
Наиболее популярное его применение – это пульты дистанционного управления (рис.4), инфракрасные камеры наблюдения с инфракрасными прожекторами подсветки.
В своё время была популярна передача данных по стандарту IrDA. Тот самый инфракрасный порт в телефонах и ноутбуках.

Рис. 4. Пульт дистанционного управления

В цифровой, как впрочем и плёночной фотографии чувствительность камеры к инфракрасному излучению нежелательна. Она приводит к искажению цвета — черные велюровые пиджаки смотрятся синими, выборочно теряется насыщенность красного.
Поэтому в современных камерах всячески борются с ней самыми разнообразными методами. Однако остаточная чувствительность всё равно есть, хоть и совсем небольшая.

Различия между чёрно-белым и инфракрасным изображением.

В интернете довольно популярны фильтры, делающие из цветной фотографии подобие инфракрасной. Однако они не могут работать корректно, потому что в цветной картинке нет информации об отражающей способности материалов в инфракрасном спектре. Грубо говоря, они не могут различить зелёный автомобиль и зелёную листву и делают все зеленые объекты в кадре белыми. Точно так же всё синее становится чёрным.
Точно так же не получается инфракрасной фотографии за простым красным фильтром неважно, плёночным или цифровым.

Как получить инфракрасное изображение

Для того чтобы получить настоящее инфракрасное изображение нужно, в простейшем случае, не пропустить в объектив видимое излучение, чтобы остаточная чувствительность камеры к инфракрасному излучению сформировала изображение.

Инфракрасные плёнки

В случае плёночной фотографии это обеспечивается применением специальных плёнок Kodak High Speed Infrared HIE, Konica Infrared 750 и самой популярной – Ilford SFX 200. Однако плёнки недостаточно, нужно ещё установить фильтр, который отсечёт видимый свет. Иначе плёнка превращается в обычную чёрно-белую панхроматическую плёнку с увеличенным зерном. Совершенно неинтересное сочетание.
Инфракрасная плёнка очень требовательна к условиям хранения – настоятельно рекомендуется хранить в холодильнике. Заряжать плёнку в фотоаппарат необходимо в полной темноте, потому что хвостик плёнки работает как световод и засвечивает до полвины плёнки. Плюс счётчики кадров в плёночных фотоаппаратах также засвечивают плёнку. Ни в коем случае нельзя засвечивать плёнку при сканировании багажа в аэропорту, а сделать это в современных мерах безопасности практически нереально – служба безопасности встаёт на дыбы и настоятельно просит показать, что в коробочке.
После экспонирования плёнку нужно проявлять по классическому чёрно-белому процессу в кромешной темноте и желательно в металлическом бачке.
Итого плёночная инфракрасная фотография это занятие скорее героическое, чем практическое.

Цифровые камеры

В цифровой фотографии всё гораздо интереснее. У большинства популярных цифровых фотоаппаратов матрица имеет остаточную чувствительность к инфракрасному диапазону достаточную, чтобы фотографировать на солнце с выдержкой в несколько секунд.

Рис. 5. Инфракрасная фотография. Canon EOS 40D, F8, 30”. Фильтр из слайдовой плёнки.
Несмотря на то, что матрица цифровой камеры чувствительна к инфракрасному излучению, их чувствительность к видимому свету в тысячи раз больше, поэтому, чтобы сделать ИК-фотографию, необходимо блокировать видимый свет специальным фильтром.
Например, камеры Canon EOS 40D и 300D на летнем солнце требовали выдержку 10…15 секунд при диафрагме F5.6 и чувствительности ISO 100. В аналогичных условиях Nikon D70 позволял работать с выдержкой в ½ … 1 секунду (что говорит о значительно более слабом ИК-фильтре в камере).

Если не бояться длительных выдержек, то вполне можно работать и в таком режиме — просто установить перед объективом инфракрасный фильтр и фотографировать со штатива.
Минус такого решения не только в длинных выдержках, но и в невозможности кадрировать картинку – в оптическом видоискателе ничего не видно. Приходится всегда пользоваться LiveView, а он есть не у всех камер.

Камеры с убирающимся инфракрасным фильтром (NightVision)

В своё время, когда цифровые зеркальные камеры ещё не набрали сегодняшней популярности, среди фотографов пользовались авторитетом камеры Sony DSC-F707/717/828.

Рис6. Камеры Sony DSC-F717/828/707
Их особенностью был режим съёмки Night Shot – в нём с матрицы камеры снимался фильтр, поглощающий инфракрасное излучение. Это позволяло установить перед объективом специальный фильтр, пропускающий только инфракрасное излучение и получить честный инфракрасный снимок с относительно короткими выдержками. Пусть и с массой ограничений автоматики, но это позволило фотографировать портреты в ИК-диапазоне.
Существует легенда, что камеры, предназначенные для астрофотографии, Canon EOS 20Da и Canon EOS 60Da приспособлены к инфракрасной съёмке, однако это не так. У них по-другому устроен Low-Pass фильтр и повышена чувствительность в красном диапазоне. Однако к инфракрасному диапазону они так же нечувствительны.

Модификация камеры для инфракрасной съёмки.

Если возможностей обычной камеры с фильтром кажется недостаточно и хочется получать инфракрасные фотографии с короткими выдержками, то можно из камеры убрать фильтр отсекающий инфракрасное излучение (Hot Mirror) и получить камеру с довольно высокой чувствительностью к ИК-диапазону. В обычном видимом свете камера нормально работать перестанет – цвета буду постоянно искажаться, а справиться с этим можно только установив фильтр Hot Mirror уже на объектив. Поэтому для съёмки в ИК-диапазоне часто используют старую камеру, которая уже отслужила своё и её не так жалко сломать.
А раз уж пошло вмешательство в камеру, то можно прямо инфракрасный фильтр поставить прямо перед матрицей. Плюсы этого решения в том, что в видоискателе снова видна картинка, а перед объективом больше не нужно ставить инфракрасный фильтр. А раз не нужен фильтр, то можно использовать объективы с различным диаметром резьбы под светофильтр.
В домашних условиях поменять фильтр перед матрицей теоретически можно, но на практике выгоднее отдать камеру на доработку специалисту – результат получится существенно качественнее, а камера не будет сломана. Опять же, знающий человек оттестирует автофокус камеры под инфракрасную съёмку и внесет поправки, если это надо.

Инфракрасные фильтры

Для съёмки в инфракрасном диапазоне практически всегда необходимо применение инфракрасных фильтров (Infrared passing filter). Фильтров, которые не пропускают видимый свет, однако прозрачны для инфракрасного излучения.
И в этом деле самый простой помощник это фотоплёнка: проявленная цветная плёнка прозрачна в ИК-диапазоне. А это значит, что засвеченная и проявленная негативная или просто проявленная слайдовая плёнка окажется чёрной в видимом диапазоне, но прозрачной в инфракрасном.
Кстати, именно ИК-прозрачностью плёнки пользуются плёночные сканеры с автоматическим удалением пыли. Они делают дополнительный снимок в ИК-диапазоне – пыль остаётся видимой на фоне прозрачной плёнки. А это готовая маска для удаления пыли.

Рис.7. Слайдовая плёнка
А раз так, то можно вырезать из подходящей плёнки кружок нужного диаметра и вложить его между защитным фильтром и объективом. Если эффекта окажется недостаточно – можно вложить несколько слоёв плёнки. Картинка немного потеряет контраст и резкость, но инфракрасная составляющая станет очевидна.

Рис.7A Слайдовая плёнка и ИК излучение
Так же можно поискать чёрные CD-R диски. Они были популярны для записи музыки, но в последнее время, со снижением популярности компакт-дисков, их стало сложно найти. Если с подобного диска смыть обложку, то получится чёрный диск, прозрачный в ИК-диапазоне.

Рис.8. Чёрный компакт-диск.
Производятся множество вариантов готовых фабричных ИК-фильтров. Наиболее популярный в России это фильтр Hoya R72. Он блокирует излучение короче 720 нанометров, а это как раз граница видимого света. Чуть менее популярен фильтр Schneider B+W 093 – он также полностью блокирует видимое излучение.
Фильтры Schneider B+W 092 и Cokin P007 блокируют видимое излучение не полностью, поэтому картинка получается только слегка окрашенной. Слайдовая фотоплёнка показывает промежуточный результат, поэтому её приходится складывать в несколько слоёв.

Объективы

Одного светофильтра для съёмки недостаточно – нужно ещё чем-то сформировать изображение. Сложность инфракрасной фотосъёмки в том, что объектив будет использоваться в ненормальном для него применении. Длина волны света хоть немного, но длиннее видимой, а это значит, что преломление света будет меньше (вспомним призму с рис.1), а это значит, что масштаб картинки изменится. Объектив станет чуть более длиннофокусным. Одновременно с этим возникает и целая россыпь проблем, которые где-то сказываются сильнее, а где – то слабее. Рассмотрим их подробнее

Фокусировка

Если объектив навести на бесконечность в видимом свете, то в ИК-диапазоне он окажется наведённым чуть ближе. Появится фронт-фокус. Но есть и хорошая сторона этой ошибки – она стабильная и достаточно просто довернуть кольцо фокусировки на определенный угол. Именно для этого на советских объективах (например на Юпитер-37А, Юпитер-9, Гелиос 44М-8 и некоторых других) стоит дополнительная красная метка R. Для правильной фокусировки в ИК нужно сначала навести резкость в видимом свете, а потом довернуть кольцо фокусировки на метку R.
У современных объективов эта метка бывает довольно редко и у зум-объективов её положение зависит от фокусного расстояния. Поэтому обычному фазовому автофокусу зеркальных камер особо доверять не стоит. Обойти проблему можно или воспользовавшись Live View и наведясь уже по контрасту или сфокусироваться вручную, контролируя резкость по экрану. Если у камеры нет Live View, то можно просто задиафрагмировать объектив посильнее и тем самым спрятать ошибку фокусировки в глубине резкости.

Рис.9 Инфракрасная метка на шкале фокусировки.
На объективах с постоянным фокусным расстоянием эту метку можно установить самостоятельно, сделав несколько снимков и выбрав положение с максимальной резкостью. Положение этой метки не зависит от дистанции фокусировки и диафрагмы, поэтому её достаточно просто один раз нарисовать и в дальнейшем пользоваться этой поправкой.

Качество просветления

Просветляющее покрытие на объективах – это несколько слоёв тонких плёнок, на границе которых луч света отражается, интерферирует с основным лучом и значительно снижает интенсивность отражения. То есть каждый слой просветления рассчитан на определенную длину волны. Однако, для инфракрасного излучения своего слоя просветления может и не быть. Поэтому некоторые объективы начинают «ловить зайцев», показывать довольно сильные блики и терять микрорезкость. А некоторые – нормально работают в инфракрасном диапазоне.

Неравномерность поля, Hot-Spot

Ещё одна проблема с инфракрасной оптикой – это переотражения на стыках линз в объективе. У особо многолинзовых объективов они иногда складываются настолько неудачно, что в середине полученного изображения появляется яркое пятно засветки – Hot-spot (рис.10). Эффект сильнее сказывается на закрытых диафрагмах, и на коротких фокусных расстояниях. Если вспомнить, что на матрице часто стоит фильтр hot-miror, отражающий инфракрасное излучение обратно в объектив, картинка получается совсем безрадостная.

Рис.10 Hot-spot
Обидно, что чаще всего этот эффект возникает у сверхширокоугольных зум-объективов. Именно тех объективов, на которые получаются самые интересные инфракрасные картинки.

Блики

Большинство объективов не предназначено для инфракрасной съёмки. Поэтому чернение внутренних поверхностей, защита от переотражений и расположение приводов внутри объектива может приводить к сильным бликам при попадании прямого солнечного света внутрь объектива. Приходится применять глубокие бленды, снимать из тени или делать несколько снимков с разным положением бликов и собирать из них панорамы-мозаики.

Рис. 11 Блики
Все перечисленные особенности в больше части зависят от типа объектива и могут незначительно меняться в зависимости от экземпляра или камеры. В Сети есть отзывы по различным объективам, таблицы с описанием пригодности и проблем, которые возникают с объективами. Найти их можно по строке поиска «объективы пригодные для инфракрасной съёмки». Но это не значит, что снимки с другими объективами не получатся совсем. Они могут потребовать какого-то дополнительного внимания – например, прикрыть их от солнца, или чуть по-другому кадрировать. Но на моём опыте не было ни одного объектива, который был бы совсем не пригоден.
Единственный случай полной непригодности к ИК-съёмке – это камеры с объективом, установленным на гиперфокальное расстояние (камеры без автофокуса). У них в ИК – диапазоне зона резкости уезжает вперёд, а поправить фокусировку просто нечем. Но такие камеры уже практически не встречаются в виде отдельных фотоаппаратов. Их можно встретить только в самых недорогих телефонах или в роли фронтальной камеры на планшетах. Не думаю, что съёмка в ИК-диапазоне на фронтальную камеру планшета может иметь хоть малейший смысл.

Практическая часть

Инфракрасная фотография хороша своей необычностью, отличием от обычной фотографии. Тем, что привычные предметы начинают выглядеть иначе. Поэтому есть смысл делать акцент на сюжетах, подчёркивающих это различие.
В ИК-диапазоне есть возможность получить картинку с очень большим контрастом. Она чем-то напоминает по контрасту чёрно-белую фотографию за насыщенно красным светофильтром К- 8Х, но картинка ещё контрастнее.

Сюжеты, интересные в инфракрасном диапазоне

В основном инфракрасная фотография хороша в пейзажах. Как городских, так и природных пейзажах. С обилием неба, листвы и простора.

Рис.12 Градиент на небе в контровом свете
Интересным получается небо. Чистое небо смотрится чёрным, поскольку оно не отражает ИК-излучение. Перистые облака в свою очередь очень хорошо отражают солнечное и рассеянное ИК-излучение, поэтому смотрятся ярко-белыми на фоне чёрного неба. А вот грозовые облака, как содержащие крупные капли дождя и большие объёмы воды, уже поглощают ИК. Поэтому грозовые облака смотрятся чёрными. Картинка получается похожей на небо, снятое сквозь плотный красный светофильтр, но гораздо контрастнее. При этом в ИК-диапазоне видны даже малейшие облачка, практически незаметные в видимом диапазоне.

Рис.13 Вода и небо в ИК
В наших широтах практически не бывает сухого и безоблачного неба. Почти всегда есть небольшая дымка в небе и поэтому небо становится очень светлым в контровом свете. Это мешает съёмке круговых панорам, но смотрится вполне естественно на широкоугольных снимках даже с солнцем в кадре, как это показано на рисунках 11 и 12.
Если же солнце спрятать, например, за деревьями, как это сделано на рисунке 12, то получается избавиться сразу от двух проблем – и от бликов от прямых солнечных лучей, и от градиентов на небе.
Очень необычно выглядит водная гладь в ИК-диапазоне (рисунок 13). Вода поглощает ИК излучение лучше видимого и выглядит в ИК диапазоне гораздо темнее, чем в видимом. Однако при этом отражающая способность чуть лучше, чем в видимом свете. Эти факторы вместе создают ощущение тёмного зеркала.
Сильно преображается в ИК-диапазоне листва деревьев и трава. Они становятся очень светлыми, практически белыми. Что, впрочем, вполне логично – листья на солнце не должны нагреваться, а в ИК поступает самое большое количество энергии Солнца. Стволы деревьев и высохшая растительность поглощает ИК-излучение и выглядит значительно темнее. Этой особенностью ИК-снимков пользуются при аэрофотосъёмке для нужд сельского хозяйства, чтобы выделить участки с погибшей растительностью.
Снимки с обилием листвы становятся похожими на зимние пейзажи. Цветы в ИК могут оказаться как светлыми, так и тёмными.
Насекомые чаще всего оказываются очень темными — поскольку они не могут поддерживать температуру своего тела, им выгодно максимально хорошо поглощать солнечное тепло.

Рис. 14 Цветы в ИК
Городской пейзаж также таит в себе неожиданные повороты – яркость пигментов красок в инфракрасном свете может сильно отличаться от видимого, а тёмные окна зданий оказаться прозрачными (или зеркальные – тёмными, как на фото 13). Всё это в сочетании с контрастным небом и белой листвой делает пейзаж необычным и поэтому интересным.

С портретами в ИК всё непросто. Губы по яркости уравниваются с кожей лица, бледнеют брови и ресницы. Кожа выглядит значительно светлее, чем в видимом диапазоне. Теряется объём. Глаза же выглядят очень тёмными на фоне посветлевшей кожи.
У людей со светлой кожей выступают кровеносные сосуды (рис. 15). Добавляет неопределенности и косметика – никогда не получается заранее угадать, тёмной или светлой в ИК окажется помада, тени или тональный крем. Окрашенные волосы тоже становятся непредсказуемыми, но чаще всего становятся тёмными. Неокрашенные же волосы светлеют.
Недорогие пластиковые темные очки чаще всего становятся прозрачными, а одежда меняет яркость. Всё это делает непредсказуемым результат при съёмке крупных портретов, однако съёмка в рост, да ещё и в сочетании с пейзажем может разнообразить фотосессию. За счёт удаленности фигур лица можно спрятать, а необычный контраст и передача тонов останется.
Если предстоит портретная инфракрасная фотосессия, то желательно перед визажем проверить все применяемые средства на адекватность – будет очень грустно, если пудра, которую визажист нанесет на лоб и щёчки внезапно окажется насыщенно чёрной в ИК-диапазоне. Если есть возможность уговорить модель не краситься перед ИК-фотосессией, то лучше так и поступить. Проще нарисовать при обработке светотеневой рисунок, чем пытаться исправить все ошибки, проявившиеся в ИК. Но если не повезло и макияж в ИК не работает, то можно ограничиться общими планами, а недостающие крупные портреты сделать в видимом свете.

Рис. 15 Портрет в ИК.
Дополнительную необычность инфракрасным снимкам даёт возможность работать с очень длинными выдержками. При съёмке на обычную (не доработанную) камеру с ИК-фильтром на объективе есть возможность устанавливать выдержки в несколько десятков секунд даже при съёмке в солнечный день. Фигуры людей, автомобили размазываются до полной неузнаваемости, а облака на небе успевают заметно сместиться за время экспозиции, добавив снимку динамики.
Однако стоит помнить, что при таком малом количестве света, поступающего в объектив, становится очень заметной паразитная засветка через видоискатель камеры. Это приводит к очень большим ошибкам замера экспозиции и очень сильно снижает контраст картинки в целом. Поэтому видоискатель желательно прикрыть штатной крышкой, а над камерой организовать тень. Для этого камеру на время экспозиции можно накрыть куском ткани (предварительно проверив, не прозрачна ли она в ИК).
При работе с ИК-изображением перестаёт толком работать экспозамер камеры, поэтому её желательно перевести в полностью ручной режим работы и сделать серию пробных снимков в поисках оптимальной экспозиции.
Склонность камеры ловить блики и посторонние засветки требует аккуратности в выборе точки съёмки и кадрирования. По возможности желательно снимать из тени. Даже если солнце в кадре нужно по сюжету, его часто бывает лучше прикрыть ладонью, сделать кадр без бликов и затем повторить кадр с солнцем, чтобы при обработке сложить две картинки.
Фокусировка камеры тоже может не получиться с первого раза – пробные снимки желательно просмотреть при максимальном увеличении и убедиться, что фокус попал куда нужно.
Снимать очень желательно в формате RAW, т.к. автоматика камеры плохо справляется с ИК картинкой. Контраст оказывается ниже задуманного, баланс белого оказывается вообще неизвестно где.
Все эти факторы в сумме приводят к тому, что шансов проходя получить качественный ИК-снимок очень немного. Требуется вдумчивая работа с кадрированием, ручная установка всех параметров, множество контрольных снимков. Это больше характерно для вдумчивой пейзажной фотографии, чем для репортажа и стрит-фото. Но если терпения хватит на проработку всех деталей съёмки, то результат будет и будет очень неплох.
Если инфракрасная фотография окажется интересной и возникнет интерес к доработке камеры, то есть смысл обратить внимание на камеры системы micro ¾, например Panasonic G1 или её потомков. Они довольно удобны в доработке, да и переходник для объективов зеркальных камер на micro ¾ есть практически для всех байонетов. Из «родной» оптики можно ограничиться фишаем или сверхширокоугольным объективом, а остальные объективы заимствовать из основного набора через переходник. Плюс беззеркальных камер в хорошо работающем контрастном автофокусе и прекрасной работе Live View. Минус – в небольшом размере сенсора и возможно избыточной глубине резкости.
Если же у вас сохранилась старая запасная камера с Live View, то можно доработать её, сэкономив на покупке отдельной ИК-камеры. Более ранние зеркальные камеры без Live View менее желательны, т.к. автофокус у них требует дополнительной юстировки под ИК и может систематически промахиваться. Да и блики придётся контролировать не вживую, а по пробным снимкам – в видоискателе они могут оказаться не видны.
Несомненный плюс доработанной камеры – в возможности фотографировать с короткими выдержками. Если на обычно камере выдержки при съемке солнечного пейзажа достигают десятков секунд, то на доработанной камере это сотые доли секунды. А это возможность снимать не только безлюдны пейзажи, но и людей, движущиеся объекты. Если же нужно получить сверхдлинные выдержки, можно установить на объектив нейтрально-серый фильтр плотностью 400х или более. Тот же фильтр можно будет применить при обычной съёмке.
Минус же доработки камеры – в невозможности съёмки на неё в видимом свете. Она становится специализированной камерой для ИК и только.

Цвет и баланс белого в ИК

Само понятие цвета при съёмке при инфракрасной съёмке теряет смысл. Цвета становятся условными, не имеющими ничего общего с естественными цветами.
Больше всего чувствительность в ИК-диапазоне у синих пикселей, чуть менее – у красных. Чувствительность зеленых пикселей в ИК очень небольшая. Поэтому картинка получается сине-фиолетовая или розовая. Разница цвета связана больше с остаточной чувствительностью к видимому свету, чем разными диапазонами ИК-излучения. Поэтому нет смысла пытаться сохранять цвет.
При съёмке нет особой разницы, как устанавливать баланс белого – он всё рано будет меняться при обработке. Единственное – если есть такая возможность, желательно посмотреть на RGB-гистограмму чтобы убедиться, что нет насыщения (пересвета) в синем и красном каналах. Именно из них будет большей частью формироваться картинка при обработке. Для удобства просмотра можно переключить камеру в черно-белый режим, чтобы сразу видеть диапазон яркостей, без влияния цвета.

Если вы снимаете на камеру, доработанную под ИК, то можно записать свою предустановку баланса белого, заранее выставленного по листве.
При обработке лучше всего установить баланс белого по листве деревьев. Это избавит от избыточных розовых оттенков и приведёт картинку во вменяемый диапазон яркостей по всем каналам. Так же стоит при обработке обратить внимание на гистограмму по цветовым каналам и по возможности подогнать яркости в середину диапазона, чтобы максимально использовать записанную в RAW информацию и передать её дальше для обработки в Photoshop.
Фотографии, снятые в ИК часто отличаются низким контрастом в целом и недостаточным локальным контрастом (clarity). Приходится при обработке их увеличивать, чтобы картинка выглядела естественно.
Итого, наша задача при экспорте из Lightroom или другого RAW-конвертора, это:
— точно выставить экспозицию, чтобы исключить пересветы и недосветы во всех RGB каналах;
— подогнать контраст сцены в целом под динамический диапазон изображения;
— проверить настройки шумоподавления, чтобы исключить цветовые шумы;
— масками выровнять яркость картинки сделав её более привычной и естественной.
Подгонять цвет мы будем в Photoshop. Всё равно придётся менять местами синий и красный каналы. Если это нужно, переводить в ч/б тоже будем там.
Для этого идём в Image -> Adjustments -> Channel Mixer и прописываем для красного канала – 100% насыщенности синего, а для синего – 100% насыщенности красного.

Рис.16 Channel mixer
После этого небо станет не красным, а синим, да и листва перестанет быть синей.
Остётся выровнять баланс белого, а с этим прекрасно справляется Image -> Auto Color.
Эти две операции можно записать в отдельный Action и в дальнейшем просто вызывать его, а не искать инструменты по меню.
Остаётся кривыми и масками довести картинку до идеала и при необходимости перевести в изображение в чёрно-белый режим любым удобным вам способом.

Рис. 17 Результат замены синего и красного каналов

Список литературы

Хеймен Р. Светофильтры. – М.: Мир, 1988. – 216с.
Соловьев С.М. Фотографирование в инфракрасных лучах. – М.: Искусство, 1957. – 90с.
Joe Farace Complete Guide to Digital Infrared Photography. – Lark Books, 2008. – 160c.
Cyrill Harnischmacher Digital Infrared Photography. – Rocky Nook, 2008. – 112с.

Инфракрасная фотография

Дерево, сфотографированное в ближнем инфракрасном диапазоне.То же самое дерево, снятое в видимой части светового спектра

Инфракрасная фотография — это техника фотосъёмки, в которой используется специальная фотоплёнка или матрица цифрового фотоаппарата, чувствительные к инфракрасному световому излучению; используется специальный фильтр для цифрового фотоаппарата, который пропускает инфракрасный свет, но блокирует видимую часть спектра. Волновой диапазон, используемый в такой фотографии, лежит в пределах от 700 до 900 нм.

Для получения цифровой и пленочной инфракрасной фотографии используется чувствительность пленки или матрицы цифрового фотоаппарата к инфракрасному излучению.

Спектр инфракрасного излучения делится на три части:

  • Ближнее IR-A — 700—1400 нм;
  • Среднее IR-B — 1400-30.000 нм;
  • Дальнее IR-С — 30.000-1.000.000 нм;

Матрица цифровой фотокамеры не может записать среднее и дальнее инфракрасное излучение. Поэтому в цифровой инфракрасной фотографии используется ближнее инфракрасное излучение в диапазоне от 700 до 900 нм.

Световой спектр в нанометрах

Матрица цифровой фотокамеры и инфракрасная фотопленка чувствительны не только к инфракрасному излучению, но и к видимому спектру света. Для получения инфракрасной фотографии необходим специальный инфракрасный светофильтр.

Изображения, которые мы видим на инфракрасных фотографиях, демонстрируют физическое свойство предметов — отражать или поглощать инфракрасное излучение, но ни в коем случае не излучаемое объектом тепло. Так, к примеру, вода и небо максимально поглощают инфракрасное излучение, а листва и облака максимально отражают. Поэтому на инфракрасных фотографиях листву и облака мы видим максимально белыми, а небо и воду максимально черными. Это явление называется Вуд-эффект, в честь физика и фотографа Роберта Вуда, который в 1910 году впервые опубликовал инфракрасные фотографии.

Инфракрасные волны проникают на несколько миллиметров в кожу и дают матовый оттенок кожи на портретах, а глаза часто выглядят чёрными.

Цветную инфракрасную фотографию можно рассматривать только в условных цветах, которые зависят от баланса белого или эффектов, созданных в графическом редакторе.

Человеческий глаз воспринимает определенный спектр светового излучения — от фиолетового до красного. Все что левее фиолетового и правее красного, человеческий глаз не может видеть без специальных приборов. Левее фиолетовой видимой части спектра находится — ультрафиолетовое, рентгеновское и радиационное излучение, а правее красной видимой части — инфракрасный свет, микроволновое излучение и радиоволны.

Историческая справка

Инфракрасное излучение было открыто в 1800 году английским астрономом У. Гершелем. Занимаясь исследованием Солнца, Гершель искал способ уменьшения нагрева инструмента, с помощью которого велись наблюдения. Определяя с помощью термометров действия разных участков видимого спектра, Гершель обнаружил, что «максимум тепла» лежит за насыщенным красным цветом и, возможно, «за видимым преломлением». Это исследование положило начало изучению инфракрасного излучения.

Первые несколько десятилетий после изобретения фотографии съёмка в инфракрасном диапазоне была невозможна, поскольку естественная чувствительность галогенидов серебра лежит в сине-фиолетовой и ультрафиолетовой областях спектра. Регистрация длинноволновых излучений стала возможна лишь после открытия в 1873 году Германом Фогелем явления спектральной сенсибилизации. Однако, даже красный свет стал доступным для фотоматериалов только в 1906 году, когда Бенно Гомолка изобрёл сенсибилизатор пинацианол. Первые инфракрасные фотографии были опубликованы в феврале 1910 года, в журнале Century Magazine, а в октябре 1910 года журнал Королевского фотографического общества опубликовал фотографии Роберта Вуда (Robert Wood), который обнаружил необычные эффекты на инфракрасной фотографии. Теперь этот эффект носит его имя — Вуд-эффект. Вуд сделал эти фотографии на экспериментальном типе пленки, которому была необходима очень длинная выдержка, поэтому большинство его фотографий — это пейзажи.

Одной из главных причин, способствовавших интенсивным разработкам инфракрасных сенсибилизаторов, стало открытие того факта, что инфракрасное излучение в наименьшей степени поглощается и рассеивается атмосферой. Поэтому быстро развивающаяся аэрофотография требовала аэрофотоплёнок с высокой чувствительностью к соответствующим диапазонам излучения для съёмки с больших высот. Первые инфракрасные фотоматериалы были разработаны в США во время Первой мировой войны для спектрального анализа и аэрофотосъемки. После 1930 года компания Kodak и другие производители начали выпускать инфракрасные фотопленки для астрономии.

Инфракрасная фотография стала популярной среди фотолюбителей, после 1930 года, когда инфракрасная фотопленка стала доступна для них. Журнал The Times начинает регулярно публиковать пейзажи, сделанные их фотографами с использованием инфракрасной пленки Ilford. К 1937 году пятью производителями, включая Agfa, Kodak и Ilford уже производилось 33 вида инфракрасной пленки. Также появилась инфракрасная кинопленка, она была использована для создания эффектов день-ночь в кино, ярким примером является псевдо-ночь воздушных сцен в фильме Невеста наложенным платежом с участием Джеймса Кэгни и Бетт Дейвис.

Использование инфракрасной фотографии в оформлении музыкальных альбомов конца 1960-х годов

Из-за необычных результатов инфракрасная фотография стала популярной среди многих музыкантов 1960-х годов — Джими Хендрикс, Донован, Фрэнк Заппа и Grateful Dead использовали инфракрасную фотографию для оформления своих альбомов. Цвета и эффекты, которые дает инфракрасная пленка хорошо вписывалась в психоделическую эстетику, появившуюся в конце 1960-х годов. Например, фото на обложке альбома Донована А gift from a flower to a garden 1993.

Инфракрасный фильтр

Инфракрасные фильтры бывают двух типов:

  • Блокирующий
  • Пропускающий

Canon 300D IR cut-off filter

Блокирующий фильтр

В обычной фотографии инфракрасное излучение ничего кроме дополнительного шума не несет, поэтому задача блокирующего фильтра максимально обрезать инфракрасное излучение. Такой фильтр обычно устанавливается в цифровые фотокамеры перед сенсором. Именно наличием блокирующего фильтра обусловлены длинные выдержки при инфракрасной фотографии на цифровой фотоаппарат.

Инфракрасный фильтр, используемый в инфракрасной фотографии.

Пропускающий фильтр

Данный тип фильтра предназначен для отсечения всего спектра излучения, кроме инфракрасного. Несмотря на то, что матрицы цифровых камер чувствительны к инфракрасному излучению, их чувствительность к видимому свету в сотни, а то и в тысячи раз больше, поэтому, чтобы сделать ИК-фотографию, необходимо блокировать видимый свет. Инфракрасные фильтры блокируют излучение, начиная с разной длины волн, и, в зависимости от производителя, могут называться по-разному. В таблице приведены названия и характеристики некоторых из них.

> См. также

  • Светофильтр
  • Астрофотография

Инфракрасный фильтр своими руками из CD диска на мыльницу

Категории: ФототехникаСтили в фотографииСвоими рукамиРедактированиеТеория

Думаю, что такое инфракрасная фотография, знает не каждый, а зря, это довольно-таки интересная штука. Можно сделать инфракрасный фильтр из фотопленки, но в этой статье речь пойдёт о том, как из CD диска сделать ИК фильтр. Сам CD диск должен быть темно-красного цвета, такие диски продают во многих магазинах. Что нам нужно в первую очередь — взять крышку от любой пластиковой бутылки, в моём случае это минералка, и вырезать отверстие как можно большего диаметра. Крышка от пластиковой бутылки хорошо подошла в качестве насадки на объектив.

Фотография №1

Далее вырезанное отверстие нужно очистить от заусениц и покрасить чёрной автокраской из баллончика или любой другой — лишь бы держалась. Чтобы очистить диск от верхнего слоя, нужно ножом от середины до края провести линию, и под напором воды верхний слой быстро смоется. Затем из диска нужно вырезать три или два квадрата одинакового размера и склеить. Наш самодельный фильтр готов, осталось только его наклеить на заранее подготовленную крышку из пластиковой бутылки. Готово, надеваем фильтр на мыльницу и идём фотографировать.

Фотография №2

Фотографировать будем в режиме фотосъёмки «М», так как нам нужен доступ ко всем настройкам мыльницы. Желательно взять штатив, но так как я фотографировал летом в солнечные дни, света хватало, при чувствительности ISO 200 удавалось фотографировать пейзажи с рук, диафрагма была открыта, что снижало резкость снимка.

Фотография №3

При дополнительной обработке в Adobe Photoshop можно получить самые разные результаты: понизить шум, тонировать или покрасить фотографию как вашей душе угодно.

Фотография №4

На снимках видно что инфракрасный фильтр из CD диска недостаточно резкий, более того скорее он создаёт эффект монокля. Если посмотреть каналы снимка, то красный постоянно засвечен, а если и присутствует, то его резкость крайне низка, синий канал самый контрастный, зелёный не так, но изображение достаточно хорошо просматривается.

Фотография №5

Фотографии, сделанные с помощью этого фильтра, напоминают инфракрасные снимки: зелёная листва светлеет, синее небо и вода темнеет.

Фотография №6

А если ваша мыльница поддерживает формат RAW, изображение можно сделать намного привлекательнее, попробуйте, и я уверен, у вас получится не хуже! О сайте fotomtv.

Профессиональный фотограф отличается от любителя наличием денег на фототехнику и подходом: если что-то нужно, причем даже не обязательно, что оно пригодится впоследствии, профи покупает, а любитель начинает изобретать велосипед, придумывая, как бы на фигню не тратиться. Так обстоит дело с инфракрасными фильтрами – будучи нишевым товаром, они нужны далеко не каждому фотографу. Ведь мы не видим ту часть спектра, которая находится левее самого красного (жаль, что мы не крысы), а цифровой фотоаппарат (и некоторые пленки) эту часть фиксировать способен, несмотря на наличие инфракрасного фильтра внутри корпуса (если не верите, в этом можно убедиться, посмотрев через экран фотоаппарата на пульт дистанционного управления, нажав на последнем клавишу), задача лишь в том, чтобы отфильтровать всю видимую часть спектра и оставить часть, соответствующую инфракрасному.

Фильтры такие существуют, причем, в силу своей специфики, они не из самых дешевых и удобных (даже не навинчиваются на объектив), а наводиться с таким фильтром на стекле вообще мука – в видоискатель ничего не видно. Для компактов вообще решение найти сложно. Поэтому на помощь приходят родные руки.

Некто Сэм Нойун придумал один очень интересный и эффективный (а самое главное, дешевый) способ сделать такой фильтр, для чего вам понадобятся указанные выше материалы и инструменты: черный маркер, ножницы, засвеченная фотопленка, пластиковый рулон от старого мотка узкого скотча, кусок картона и изолента.

Лучше всего посмотреть специальное видео от самого автора, но есть ведь люди, которые не понимают по ихнему, потому переведем основные моменты.

Самое сложное – сделать адаптер для фильтра. Берем старый пластиковый рулончик от скотча – желательно, чтобы он был по внутреннему диаметру больше внешнего диаметра объектива. Вырезаем из картона полоску, по ширине соответствующую рулончику, обматывает её на один виток вокруг рулончика и фиксируем изолентой по кругу, чтобы не разматывалась. Можно сделать пару витков картона – так будет прочнее. Дальше вырезаем кружок, по внешнему диаметру соответствующий внешнему диаметру большого кольца (из картона и изоленты), а по внутреннему – внутреннему диаметру рулончика из-под скотча. Вырезаем, приклеиваем его к картонному колечку, после чего все красим в черный цвет маркером. Рулончик очень хорошо входит во внешнее колечко и держится в нем.

Вырезаем из засвеченной, черной части фотопленки два кружка диаметром равным или чуть меньшим внешнего диаметра рулончика из-под скотча, складываем их вместе, кладем внутрь внешнего колечка и фиксируем рулончиком. Все, фильтр готов – надеваем его на фотоаппарат и видим только смутные очертания объектов на черном фоне. Фантастика. Не поверите, но это именно то, к чему мы стремились.

Теперь немного о том, как нужно снимать. Как вы уже поняли, пленка “гасит” практически всю видимую часть спектра, пропуская лишь ИК-лучи. От этого фотоаппарату трудно фокусироваться, так что желательно пользоваться ручным фокусом. Более того, от этого фотоаппарату и плохо видно, так что используйте штатив и самые низкие установки чувствительности (ISO 50, 64, 100 – у кого как).

Кстати, вы ведь поняли, что фотографии будут красными? Нет? Тогда крутите баланс белого вручную или пользуйтесь raw и потом ковыряйтесь в конвертере. В любом случае, без фотошопа все равно не обойтись, так что на легкую работу не надейтесь. Ну и результат – естественно, он превзойдет все ожидания, так или иначе…

Примеры фото, снятых в ИК-диапазоне, можно посмотреть в сети…

>Детальный разбор инфракрасной фотографии. Настройка и захват

1. Настройка

Настройка камеры очень важна, чтобы получить качественную инфракрасную фотографию. Не устанавливайте фильтр до тех пор, пока не настроите фокус, экспозицию и баланс белого.

Для начала установите камеру на треногу. Повесьте сумку для камеры на крючок треноги, чтобы увеличить весь штатива и минимизировать движения.

Следующие советы помогут Вам получить чистое изображение:

  • Съёмка в формате RAW. Съёмка в RAW позволит Вам без проблем изменить баланс белого в процессе пост-обработки. Никогда не снимайте в формате JPEG, иначе Вы получите шумы и другие дефекты будут сильно заметны.
  • Выключите Long exposure noise reduction (Подавление шума при длительных выдержках). Так как большое время экспозиции обязательно при инфракрасной съёмке, нужно выключить данный параметр. В процессе обработки не будет шума. Это также поможет Вам изменить интенсивность шума в процессе пост-обработки.
  • Включите Exposure delay mode (Режим задержки экспозиции) / Mirror Lock-Up (Режим фиксации зеркала). Если Вы включите любой из этих режимов, то минимизируете вибрацию при спуске затвора.
  • Пульт дистанционного спуска затвора или таймер. Использование дистанционного пульта не обязательно, но может уменьшить количество вибрации, так как Вы не прикасаетесь к камере в момент съёмки. В качестве альтернативы можно установить таймер на 2 секунды.

Камера на треноге.

2. Баланс белого (White Balance)

Баланс белого очень при инфракрасной съёмке. Вы можете использовать предустановленные значения или Pre-White Balance, чтобы получить нормальный баланс в текущих условиях. В любом случае Вам нужно будет уделить время этому в процессе пост-обработки.

Нет ничего плохого в использовании предустановленных настроек. Например, настройка Incandescent наиболее подходящая.

Перейдите в меню White Balance (Баланс белого) и выберите пункт PRE. Затем сделайте следующее:

  • Нажмите ОК.
  • Выберите пункт Measure и нажмите ОК.
  • Выберите Yes и перезапишите имеющуюся информацию.
  • Убедитесь, что на видоискателе основная часть объекта имеет зелёный цвет. Можете навести камеру на участок травы.
  • Сделайте снимок и подождите ответа камеры. Должна появиться надпись «Data Acquired» или «Gd».
  • Если камера покажет надпись «Unable to acquire» или «No Gd», то проверьте экспозицию.
  • <li></li>

В результате должен получиться снимок с сильным красно-оранжево-пурпурным оттенком. Его мы исправим при пост-обработке.

Подменю White Balance.

3. Фокусировка и стабилизация

Фокусировка может отнять у Вас немало времени, если на объективе нет отметок для инфракрасной съёмки. Лучше использовать маленькую апертуру, например, f/20, чтобы получить хорошую глубину резкости и минимизировать проблемы с фокусировкой.

Если на Вашем объективе есть отметки фокусировки для ИК съёмки, настройте фокус в соответствии с фокусным расстоянием. Если таких отметок нет, то сфокусироваться на объекте будет непросто. Лучшее, что Вы можете сделать, это установить маленькую апертуру, чтобы получить большую глубину резкости. Благодаря этому снимки будут иметь хорошую резкость, но это не значит, то можно использовать большую апертуру для маленькой глубины резкости. Без калибровки объектива под постоянную инфракрасную съёмку нельзя добиться нужной фокусировки с большой апертурой.

Сначала сфокусируйтесь на объекте при помощи обычного Автофокуса. Затем переключитесь на ручной режим. Если у Вас камера с вращающимся кольцом на объективе, то будьте аккуратны и не сдвиньте кольцо.

Любая система стабилизации должна быть отключена. Использование VR/IS/OS не рекомендуется, так как камера установлена на треногу, и ещё потому, что объектив будет производить ненужные коррекции, из-за которых может появиться размытие.

Экран фокусировки и логотип VR.