Ne znam za vas, ali ja sam se uvijek pitao: kako bi svijet izgledao da su RGB kanali boja u ljudskom oku osjetljivi na različite talasne dužine? Nakon kopanja, pronašao sam infracrvene baterijske lampe (850 i 940 nm), set IR filtera (680-1050 nm), crno-bijeli digitalni fotoaparat (bez filtera), 3 dizajnirana sočiva (4 mm, 6 mm i 50 mm). za fotografisanje u IR svjetlu. Pa, hajde da probamo da vidimo.

Već smo pisali na temu IC fotografije sa uklanjanjem IR filtera na čvorištu - ovaj put ćemo imati više mogućnosti. Takođe, fotografije sa drugim talasnim dužinama u RGB kanalima (najčešće hvataju IR region) mogu se videti u postovima sa Marsa i uopšte o svemiru.

Ovo su baterijske lampe sa IC diodama: 2 leve na 850nm, desna na 940nm. Oko vidi slab sjaj na 840 nm, desno samo u potpunom mraku. Za IR kameru su zasljepljujući. Čini se da oko zadržava mikroskopsku osjetljivost na bliski IR + LED zračenje dolazi sa nižim intenzitetom i na kraćim (= vidljivijim) talasnim dužinama. Naravno, morate biti oprezni sa moćnim IR LED diodama - ako imate sreće, možete neprimjetno dobiti opekotinu mrežnice (kao kod IR lasera) - jedino što vas spašava je to što oko ne može fokusirati zračenje na tačku .

Crno-bijela noname USB kamera od 5 megapiksela - na Aptina Mt9p031 senzoru. Dugo sam tresao Kineze oko crno-belih kamera - i jedan prodavac je konačno pronašao ono što mi je trebalo. U kameri uopće nema filtera - možete vidjeti od 350nm do ~1050nm.

Objektivi: ovaj je 4mm, ima i 6 i 50mm. Na 4 i 6 mm - dizajnirane za rad u IC opsegu - bez ovoga, za IR opseg bez ponovnog fokusiranja, slike bi bile van fokusa (primjer će biti ispod, sa konvencionalnom kamerom i IR zračenjem od 940 nm). Ispostavilo se da je C nosač (i CS sa dužinom prirubnice različitom za 5 mm) naslijeđen od 16 mm filmskih kamera s početka stoljeća. Objektivi se i dalje aktivno proizvode - ali za sisteme video nadzora, uključujući i poznate kompanije kao što je Tamron (njihov objektiv od 4 mm: 13FM04IR).

Filteri: Opet sam našao set IR filtera od Kineza od 680 do 1050 nm. Međutim, test IR propustljivosti dao je neočekivane rezultate – čini se da to nisu filteri opsega (kao što sam zamislio), već različite “gustine” boje – što mijenja minimalnu talasnu dužinu svjetlosti koja se prenosi. Filteri nakon 850nm su se pokazali vrlo gusti i zahtijevaju velike brzine zatvarača. IR-Cut filter - naprotiv, prenosi samo vidljivu svjetlost, trebat će nam kada snimamo novac.

Filteri vidljivog svjetla:

IR filteri: crveni i zeleni kanali - u svjetlu svjetiljke od 940 nm, plavi - 850 nm. IR-Cut filter - odbija IR zračenje, zato ima tako veselu boju.

Počnimo da pucamo

Panorama tokom dana u IC: crveni kanal - sa filterom na 1050 nm, zeleni - 850 nm, plavi - 760 nm. Vidimo da drveće posebno dobro reflektuje vrlo blisku IC. Oblaci u boji i obojene mrlje na tlu nastali su kretanjem oblaka između okvira. Pojedinačni kadrovi su kombinovani (ako je moglo doći do slučajnog pomaka kamere) i spojeni u 1 sliku u boji u CCDStack2 - programu za obradu astronomskih fotografija, gdje se slike u boji često prave iz nekoliko okvira s različitim filterima.

Panorama noću: možete vidjeti razliku u boji između različitih izvora svjetlosti: “energetski efikasan” - plava, vidljiva samo u vrlo bliskom IC-u. Žarulje sa žarnom niti su bijele i sijaju u cijelom asortimanu.

Polica za knjige: Skoro svi normalni objekti su gotovo bezbojni u IR. Ili crno ili bijelo. Samo neke boje imaju izraženu "plavu" (kratkotalasnu IR - 760 nm) nijansu. LCD ekran igre “Pa čekaj malo!” - ne pokazuje ništa u IC opsegu (iako radi za refleksiju).

Mobilni telefon sa AMOLED ekranom: na njemu se apsolutno ništa ne vidi u IC-u, kao i plavi indikator LED na postolju. U pozadini se ništa ne vidi ni na LCD ekranu. Plava boja na karti za metro je IC prozirna - i vidljiva je antena za RFID čip unutar karte.

Na 400 stepeni, lemilica i fen za kosu svetle prilično jako:

Zvezdice

Poznato je da je nebo plavo zbog Rayleighovog raspršenja - shodno tome, u IR opsegu ima mnogo nižu svjetlinu. Da li je moguće vidjeti zvijezde uveče ili čak danju na nebu?

Fotografija prve zvijezde uveče sa običnom kamerom:

IR kamera bez filtera:

Još jedan primjer prve zvijezde na pozadini grada:

Novac

Prvo što vam padne na pamet da provjerite autentičnost novca je UV zračenje. Međutim, novčanice imaju puno posebnih elemenata koji se pojavljuju u IC opsegu, uključujući i one vidljive oku. O tome smo već ukratko pisali na Habré-u - sad da se uvjerimo sami:

1000 rubalja sa filterima 760, 850 i 1050 nm: samo pojedinačni elementi se štampaju tintom koja apsorbuje IR zračenje:

5000 rubalja:

5000 rubalja bez filtera, ali sa osvjetljenjem različitih valnih dužina:
crvena = 940nm, zelena - 850nm, plava - 625nm (=crveno svjetlo):

Međutim, infracrveni trikovi s novcem se tu ne završavaju. Novčanice imaju anti-Stokes oznake - kada su osvijetljene IC svjetlom od 940 nm, svijetle u vidljivom opsegu. Fotografisanje običnom kamerom - kao što vidite, IR svjetlo prolazi malo kroz ugrađeni IR-Cut filter - ali zato... Objektiv nije optimizovan za IR - slika ne dolazi u fokus. Infracrveno svjetlo izgleda svijetlo ljubičasto jer su Bayer RGB filteri IC prozirni.

Sada, ako dodamo IR-Cut filter, vidjet ćemo samo svjetleće anti-Stokes oznake. Element iznad “5000” svijetli najsjajnije, vidljiv je čak i pri slabom osvjetljenju prostorije i pozadinskom osvjetljenju sa 4W 940nm diodom/baterijom. Ovaj element također sadrži crveni fosfor - svijetli nekoliko sekundi nakon ozračivanja bijelom svjetlošću (ili IR->zeleno od anti-Stokes fosfora iste oznake).

Element desno od “5000” je fosfor koji svijetli zeleno neko vrijeme nakon ozračivanja bijelom svjetlošću (ne zahtijeva IR zračenje).

Sažetak

Novac u IC opsegu pokazao se izuzetno nezgodnim, a možete ga provjeriti na terenu ne samo uz UV, već i IR 940nm baterijsku lampu. Rezultati snimanja neba u IC-u daju nadu u amatersku astrofotografiju bez putovanja daleko izvan granica grada. Još nije toplo, ali više nije svetlo.
Kako dobiti infracrvenu sliku pomoću obične kamere. Kako napraviti IR filter od otpadnog materijala. Specijalizovane kamere. Poteškoće pri pucanju i kako ih zaobići. Izbor objektiva, fotoaparata i filtera.
Zanimljive scene u infracrvenom opsegu.

Koristeći žive primjere infracrvenih slika, pokušat ćemo ih obraditi zajedno. Dobićemo gotova rješenja za obradu slika i zajedno ćemo analizirati kako ta rješenja funkcioniraju.

TEORIJSKI DIO

Razumijevanje infracrvenog, vidljivog i ultraljubičastog zračenja. Razlika između infracrvenog i toplotnog zračenja.

Infracrveno zračenje je 1800. godine otkrio engleski naučnik W. Herschel, koji je otkrio da je u spektru Sunca dobijenom pomoću prizme, izvan granice crvene svjetlosti (tj. u nevidljivom dijelu spektra), temperatura termometra povećava. Tada je dokazano da se ovo zračenje pokorava zakonima optike i da stoga ima istu prirodu kao i vidljiva svjetlost.

Slika 1. Razlaganje na spektar sunčevog zračenja

Na suprotnoj strani, iza ljubičaste trake spektra, nalazi se ultraljubičasto zračenje. Takođe je nevidljiv, ali takođe malo zagreva termometar.

Daleko infracrveno zračenje (najduže talasne dužine) se koristi u medicini u fizioterapiji. Prodire u kožu i zagrijava unutrašnje organe bez opekotina kože.

Srednje infracrveno zračenje bilježe termalni snimači. Najpopularnije primjene termovizijskih kamera su za otkrivanje curenja topline i beskontaktno praćenje temperature.

Rice. 2. Termovizir (srednji infracrveni)

Najviše nas zanima blisko (najkraće talasne dužine) infracrveno zračenje. Ovo više nije toplotno zračenje okolnih objekata na sobnoj temperaturi, ali još nije vidljiva svjetlost.
U ovom frekvencijskom opsegu, objekti zagrijani do primjetnog crvenog sjaja emituju prilično snažno. Na primjer, nokat zagrijan na plamenu plinske peći u infracrvenom svjetlu je svijetlo bijel (slika 3), a hladnija područja (čije je crvenilo neprimjetno u vidljivom spektru) ostaju tamne u IC.

Rice. 3 Blizu IR

To je opseg zračenja koji "radi" kada se objekti zagrijavaju na suncu ili pod žaruljama sa žarnom niti. I to isto zračenje apsorbuju "termički" prozori automobila i prozori sa dvostrukim staklom koji štede energiju kod kuće.
Njegove najpopularnije aplikacije su daljinski upravljači (slika 4), infracrvene nadzorne kamere sa infracrvenim osvetljivačima.
Jedno vrijeme je bio popularan prijenos podataka pomoću IrDA standarda. Isti infracrveni port u telefonima i laptopima.

Rice. 4. Daljinski upravljač

U digitalnoj, kao i filmskoj fotografiji, osjetljivost kamere na infracrveno zračenje je nepoželjna. To dovodi do izobličenja boje - crne jakne od velura izgledaju plave, a zasićenost crvene se selektivno gubi.
Stoga se u modernim kamerama bore protiv toga na sve moguće načine koristeći širok izbor metoda. Međutim, još uvijek postoji rezidualna osjetljivost, iako vrlo mala.

Razlike između crno-bijele i infracrvene slike.

Filteri koji čine da fotografija u boji izgleda kao infracrvena, prilično su popularni na internetu. Međutim, oni ne mogu ispravno raditi jer slika u boji ne sadrži informacije o refleksivnosti materijala u infracrvenom spektru. Grubo govoreći, ne mogu razlikovati zeleni automobil od zelenog lišća i čine da svi zeleni objekti u kadru izgledaju bijeli. Na isti način, sve plavo postaje crno.
Na isti način, infracrvena fotografija ne radi sa jednostavnim crvenim filterom, bez obzira da li je filmski ili digitalni.

Kako dobiti infracrvenu sliku

Da bi se dobila prava infracrvena slika, potrebno je, u najjednostavnijem slučaju, ne dozvoliti da vidljivo zračenje prođe u sočivo, tako da rezidualna osetljivost kamere na infracrveno zračenje formira sliku.

Infracrveni filmovi

U slučaju filmske fotografije, to je osigurano upotrebom posebnih filmova Kodak High Speed Infrared HIE, Konica Infrared 750 i najpopularniji - Ilford SFX 200. Međutim, film nije dovoljan, potrebno je ugraditi i filter koji odseca vidljivu svetlost. U suprotnom, film se pretvara u običan crno-bijeli pankromatski film sa povećanim zrnatošću. Potpuno nezanimljiva kombinacija.
Infracrvena folija je vrlo zahtjevna za uslove skladištenja - preporučljivo je čuvati je u frižideru. Film je potrebno ubaciti u kameru u potpunom mraku, jer rep filma djeluje kao svjetlovod i izlaže do polovine filma. Osim toga, brojači kadrova u filmskim kamerama također otkrivaju film. Ni u kom slučaju ne smijete izlagati film prilikom skeniranja prtljage na aerodromu, a to je gotovo nemoguće učiniti modernim mjerama sigurnosti - služba osiguranja se diže i hitno traži da pokažu šta se nalazi u kutiji.
Nakon ekspozicije, film se mora razviti klasičnim crno-bijelim postupkom u potpunom mraku i po mogućnosti u metalnom spremniku.
Ukratko, filmska infracrvena fotografija je više herojska aktivnost nego praktična.

Digitalni fotoaparati

U digitalnoj fotografiji sve je mnogo zanimljivije. U većini popularnih digitalnih fotoaparata, matrica ima preostalu osjetljivost na infracrveni opseg dovoljnu za fotografiranje na suncu sa brzinom zatvarača od nekoliko sekundi.

Rice. 5. Infracrvena fotografija. Canon EOS 40D, F8, 30”. Filter za slajd film.

Iako su senzori digitalnih fotoaparata osjetljivi na infracrveno zračenje, njihova osjetljivost na vidljivu svjetlost je hiljadama puta veća, tako da za snimanje IR fotografije potrebno je blokirati vidljivo svjetlo posebnim filterom.
Na primjer, fotoaparati Canon EOS 40D i 300D na ljetnom suncu zahtijevali su brzinu zatvarača od 10...15 sekundi pri otvoru blende F5.6 i osjetljivosti od ISO 100. U sličnim uvjetima, Nikon D70 je dozvoljavao rad sa zatvaračem. brzina od ½...1 sekunde (što ukazuje na znatno slabiji IR filter u kameri).
Ako se ne bojite dugih ekspozicija, onda je sasvim moguće raditi u ovom načinu rada - jednostavno instalirajte infracrveni filter ispred objektiva i fotografirajte sa stativa.
Nedostatak ovog rješenja nisu samo duge ekspozicije, već i nemogućnost izrezivanja slike – ništa se ne vidi u optičkom tražilu. Uvijek morate koristiti LiveView, a nemaju ga sve kamere.

Kamere sa infracrvenim filterom na uvlačenje (NightVision)

U jednom trenutku, kada digitalni SLR fotoaparati još nisu stekli popularnost kao danas, Sony DSC-F707/717/828 fotoaparati uživali su autoritet među fotografima.

Fig6. Fotoaparati Sony DSC-F717/828/707

Njihova posebnost bio je režim snimanja Night Shot– u njemu je filter koji apsorbuje infracrveno zračenje uklonjen iz matrice kamere. To je omogućilo da se ispred objektiva ugradi poseban filter koji emituje samo infracrveno zračenje i dobije se poštena infracrvena fotografija sa relativno kratkim brzinama zatvarača. Iako uz dosta ograničenja automatizacije, ovo je omogućilo fotografisanje portreta u IC opsegu.
Postoji legenda da su fotoaparati Canon EOS 20Da i Canon EOS 60Da dizajnirani za astrofotografiju prilagođeni za infracrvenu fotografiju, ali to nije istina. Imaju drugačiji dizajn niskopropusnog filtera i povećanu osjetljivost u crvenom rasponu. Međutim, oni su takođe neosetljivi na infracrveni opseg.

Modifikacija kamere za infracrvenu fotografiju.

Ako vam se mogućnosti običnog fotoaparata s filterom čine nedovoljnim i želite da snimate infracrvene fotografije s kratkim brzinama zatvarača, tada možete ukloniti infracrveni filter za rezanje (Hot Mirror) iz fotoaparata i nabaviti kameru s prilično visokom osjetljivošću na IR opseg. U običnom vidljivom svjetlu, kamera će prestati normalno raditi - boje će biti stalno izobličene, a to se može riješiti samo ugradnjom Hot Mirror filtera na objektiv. Stoga za snimanje u IC opsegu često koriste stari fotoaparat koji je već odslužio svoju svrhu i nije ga tako loše pokvariti.
A pošto su smetnje u kameri počele, možete direktno postaviti infracrveni filter direktno ispred matrice. Prednosti ovog rješenja su što je slika ponovo vidljiva u tražilu, te više ne morate postavljati infracrveni filter ispred objektiva. A budući da vam nije potreban filter, možete koristiti sočiva s različitim promjerima navoja filtera.
Kod kuće je teoretski moguće promijeniti filter ispred matrice, ali u praksi je isplativije dati kameru stručnjaku na modifikacije - rezultat će biti mnogo bolji, a kamera se neće pokvariti. Opet, stručna osoba će testirati autofokus kamere za infracrvenu fotografiju i izvršiti podešavanja ako je potrebno.

Infracrveni filteri

Snimanje u infracrvenom opsegu gotovo uvijek zahtijeva korištenje infracrvenih filtera za prolaz. Filteri koji ne propuštaju vidljivu svjetlost, ali su providni za infracrveno zračenje.
I u ovom pitanju, najjednostavniji pomoćnik je fotografski film: razvijeni film u boji je transparentan u IC opsegu. To znači da će izloženi i razvijeni negativ ili jednostavno razvijeni slajd film ispasti crn u vidljivom opsegu, ali proziran u infracrvenom.
Inače, upravo IC prozirnost filma koriste filmski skeneri sa automatskim uklanjanjem prašine. Snimaju dodatnu fotografiju u infracrvenom opsegu - prašina ostaje vidljiva na pozadini prozirnog filma. A ovo je gotova maska za uklanjanje prašine.

Fig.7. Slide film

Ako je tako, onda možete izrezati krug potrebnog promjera iz odgovarajućeg filma i postaviti ga između zaštitnog filtera i sočiva. Ako efekat nije dovoljan, možete dodati nekoliko slojeva filma. Slika će izgubiti malo kontrasta i oštrine, ali će infracrvena komponenta postati očigledna.

Slika 7A Slajd film i IR zračenje

Također možete potražiti crne CD-R diskove. Bili su popularni za snimanje muzike, ali nedavno, sa padom popularnosti CD-ova, postalo ih je teško pronaći. Ako skinete poklopac sa takvog diska, dobićete crni disk koji je providan u IC opsegu.

Fig.8. Crni CD.

Dostupne su mnoge opcije za gotove IR filtere. Najpopularniji filter u Rusiji je filter Hoya R72. Blokira zračenje kraće od 720 nanometara, što je upravo granica vidljive svjetlosti. Filter Schneider B+W 093 je nešto manje popularan - on također potpuno blokira vidljivo zračenje.
Filteri Schneider B+W 092 i Cokin P007 ne blokiraju u potpunosti vidljivo zračenje, pa je slika samo blago obojena. Slide film pokazuje srednji rezultat, tako da se mora slagati u nekoliko slojeva.

Objektivi

Jedan svjetlosni filter nije dovoljan za snimanje - potrebno vam je nešto drugo da biste formirali sliku. Poteškoća s infracrvenom fotografijom je u tome što će se objektiv koristiti u primjeni koja nije uobičajena za njega. Talasna dužina svjetlosti je barem malo duža od vidljive, što znači da će prelamanje svjetlosti biti manje (sjetite se prizme sa sl. 1), što znači da će se skala slike promijeniti. Objektiv će postati nešto veća žižna daljina. Istovremeno nastaje čitav raspršivanje problema, koji na nekim mjestima imaju jači, a na drugim mjestima manje. Pogledajmo ih pobliže

Fokusiranje

Ako je sočivo usmjereno u beskonačnost u vidljivoj svjetlosti, tada će u IR opsegu biti usmjereno malo bliže. Prednji fokus će se pojaviti. Ali postoji i dobra strana ove greške - stabilan je i dovoljno je jednostavno okrenuti prsten za fokusiranje pod određenim uglom. Upravo u tu svrhu sovjetska sočiva (na primjer, Jupiter-37A, Jupiter-9, Helios 44M-8 i neki drugi) imaju dodatnu crvenu oznaku R. Da biste pravilno fokusirali u IC-u, prvo morate fokusirati u vidljivom svjetlu, a zatim okrenuti prsten fokusa do oznake R.
U modernim objektivima ova oznaka je prilično rijetka, a kod zum objektiva njen položaj ovisi o žižnoj daljini. Stoga ne biste trebali posebno vjerovati uobičajenom autofokusu za detekciju faze SLR fotoaparata. Problem možete zaobići korištenjem Live View-a i fokusiranjem na kontrast, ili fokusiranjem ručno, kontrolirajući oštrinu na ekranu. Ako kamera nema Live View, onda možete jednostavno dodatno otvoriti objektiv i na taj način sakriti grešku fokusiranja u dubini polja.

Sl.9 Infracrvena oznaka na skali fokusa.

Na osnovnim objektivima ovu oznaku možete postaviti sami tako što ćete snimiti nekoliko snimaka i odabrati položaj s maksimalnom oštrinom. Položaj ove oznake ne ovisi o udaljenosti fokusa i otvoru blende, pa je dovoljno da je jednostavno jednom nacrtate i koristite ovu korekciju u budućnosti.

Kvalitet prosvjetljenja

Antirefleksni premaz na sočivima je nekoliko slojeva tankih filmova, na čijoj se granici reflektuje svjetlosni snop, interferira s glavnim snopom i značajno smanjuje intenzitet refleksije. To jest, svaki sloj premaza je dizajniran za određenu valnu dužinu. Međutim, za infracrveno zračenje možda neće postojati vlastiti sloj antirefleksije. Stoga neka sočiva počinju "hvatati zečeve", pokazuju prilično jake odsjaje i gube mikrooštrinu. A neki rade normalno u infracrvenom opsegu.

Neravnina terena, Hot-Spot

Drugi problem sa infracrvenom optikom su refleksije na spojevima sočiva u sočivu. Kod posebno sočiva sa više sočiva, ona se ponekad tako slabo savijaju da se u sredini rezultirajuće slike pojavljuje svetla tačka osvetljenja - Hot-spot (slika 10). Efekat je izraženiji na zatvorenim otvorima blende i na kratkim žižnim daljinama. Ako se sjetite da matrica često ima filter s vrućim ogledalom koji reflektira infracrveno zračenje natrag u sočivo, slika se ispostavlja potpuno sumornom.

Fig.10 Hot-spot

Šteta što se ovaj efekat najčešće javlja kod ultraširokougaonih zum objektiva. Upravo su to leće koje proizvode najzanimljivije infracrvene slike.

Odsjaj

Većina objektiva nije dizajnirana za infracrvenu fotografiju. Stoga, zacrnjenje unutrašnjih površina, zaštita od refleksije i lokacija pogona unutar sočiva mogu dovesti do jakog odsjaja kada direktna sunčeva svjetlost uđe u sočivo. Morate koristiti duboke sjenila, snimati iz sjene ili snimiti nekoliko slika s različitim svjetlima i sastaviti mozaične panorame od njih.

Rice. 11 Odsjaj

Sve navedene karakteristike u velikoj mjeri zavise od tipa objektiva i mogu se neznatno razlikovati ovisno o modelu ili fotoaparatu. Na internetu postoje recenzije o raznim sočivima, tabele koje opisuju prikladnost i probleme koji se javljaju sa sočivima. Možete ih pronaći pretraživanjem "objektiva pogodna za infracrvenu fotografiju". Ali to ne znači da slike s drugim objektivima uopće neće funkcionirati. Možda će zahtijevati dodatnu pažnju - na primjer, pokriti ih od sunca ili ih malo drugačije uokviriti. Ali po mom iskustvu nije bilo niti jednog objektiva koji bi bio potpuno neprikladan.
Jedini slučaj kada je IR fotografija potpuno neprikladna je za kamere sa objektivom postavljenim na hiperfokalnu udaljenost (kamere bez autofokusa). U njihovom IR opsegu, zona oštrine se pomiče naprijed, i jednostavno nema ničega što bi ispravilo fokus. Ali takve kamere se praktički više ne nalaze u obliku zasebnih kamera. Mogu se naći samo u najjeftinijim telefonima ili kao prednja kamera na tabletima. Mislim da snimanje u IC opsegu prednjom kamerom tableta nema ni najmanjeg smisla.

Praktični dio

Infracrvena fotografija je dobra jer je neobična i drugačija od obične fotografije. Zato što poznati objekti počinju izgledati drugačije. Stoga je logično fokusirati se na priče koje ističu ovu razliku.
U IR opsegu moguće je dobiti sliku sa vrlo visokim kontrastom. Donekle podsjeća za razliku od crno-bijele fotografije iza bogatog crvenog K-8X filtera, ali slika je još kontrastnija.Infracrvena fotografija je uglavnom dobra u pejzažima. I urbani i prirodni pejzaži. Sa obiljem neba, lišća i prostora.

Slika 12 Gradijent na nebu pri pozadinskom osvetljenju

Nebo izgleda zanimljivo. Vedro nebo izgleda crno jer ne reflektuje infracrveno zračenje. Cirusni oblaci, zauzvrat, veoma dobro reflektuju sunčevo i raspršeno infracrveno zračenje, tako da izgledaju svetlo beli na crnom nebu. Ali grmljavinski oblaci, koji sadrže velike kapi kiše i velike količine vode, već apsorbuju IR. Zato grmljavinski oblaci izgledaju crni. Ispada da je slika slična nebu snimljenom kroz debeli crveni filter, ali mnogo kontrastnija. Istovremeno, čak i najmanji oblaci su vidljivi u IC opsegu, gotovo nevidljivi u vidljivom opsegu.

Slika 13 Voda i nebo u IC

U našim geografskim širinama praktički nema suhog neba bez oblaka. Na nebu je gotovo uvijek lagana izmaglica i stoga nebo postaje vrlo svijetlo kada se osvijetli pozadi. Ovo ometa snimanje panorama od 360 stepeni, ali izgleda sasvim prirodno na širokougaonim snimcima, čak i sa suncem u kadru, kao što je prikazano na slikama 11 i 12.
Ako sakrijete sunce, na primjer, iza drveća, kao što je to učinjeno na slici 12, tada ćete se riješiti dva problema odjednom - i odsjaja od direktne sunčeve svjetlosti i nagiba na nebu.
Vodena površina izgleda vrlo neobično u IC opsegu (slika 13). Voda apsorbira IR zračenje bolje od vidljivog zračenja i izgleda mnogo tamnije u IR opsegu nego u vidljivom. Međutim, reflektivnost je nešto bolja nego u vidljivom svjetlu. Ovi faktori zajedno stvaraju osjećaj tamnog ogledala.
Lišće drveća i trava su u velikoj meri transformisani u IR opsegu. Postaju vrlo svijetle, gotovo bijele. Što je, međutim, sasvim logično - listovi se ne bi trebali zagrijavati na suncu, a IR prima najveću količinu sunčeve energije. Stabla drveća i osušena vegetacija apsorbiraju infracrveno zračenje i izgledaju mnogo tamnije. Ova karakteristika IC slika se koristi u zračnoj fotografiji u poljoprivredne svrhe za isticanje područja sa mrtvom vegetacijom.
Fotografije sa puno lišća izgledaju kao zimski pejzaži. Cvijeće u IR može izgledati svijetlo ili tamno.
Insekti se najčešće ispostavljaju vrlo tamni – budući da ne mogu održavati tjelesnu temperaturu, imaju koristi od što boljeg upijanja sunčeve topline.

Rice. 14 Cvijeća u IC

Gradski pejzaž je također prepun neočekivanih obrata - svjetlina pigmenata boje u infracrvenom svjetlu može se uvelike razlikovati od vidljive svjetlosti, a tamni prozori zgrada ispadaju prozirni (ili zrcaljeni - tamni, kao na fotografiji 13). Sve to, u kombinaciji s kontrastnim nebom i bijelim lišćem, čini krajolik neobičnim i stoga zanimljivim.
Nije lako sa IC portretima. Usne su po sjaju jednake koži lica, obrve i trepavice blede. Koža djeluje znatno svjetlije nego u vidljivom rasponu. Jačina zvuka je izgubljena. Oči izgledaju vrlo tamne na pozadini svjetlije kože.
Kod ljudi svijetle puti krvne žile vire (slika 15). Kozmetika također dodaje nesigurnost - nikada ne možete unaprijed pogoditi da li će ruž, sjenilo ili puder biti tamni ili svijetli u IC-u. Farbana kosa također postaje nepredvidiva, ali najčešće postaje tamna. Nefarbana kosa postaje svetlija.
Jeftine plastične sunčane naočale često postaju prozirne, a odjeća mijenja svjetlinu. Sve to čini rezultat nepredvidivim pri snimanju velikih portreta, ali snimanje u cijeloj dužini, pa čak i u kombinaciji s pejzažom, može diverzificirati fotografiranje. Zbog udaljenosti figura lica se mogu sakriti, ali će ostati neobičan kontrast i izvođenje tonova.
Ako ćete imati infracrveno fotografiranje portreta, onda je preporučljivo prije nanošenja šminke provjeriti adekvatnost svih proizvoda - bit će jako tužno ako se odjednom ispostavi puder koji šminker nanese na čelo i obraze. da bude duboko crna u infracrvenom opsegu. Ako je moguće nagovoriti manekenku da se ne šminka prije IR fotografiranja, onda je bolje to učiniti. Lakše je nacrtati uzorak rezanja tokom obrade nego pokušati ispraviti sve greške koje se pojavljuju u IR. Ali ako nemate sreće i šminkanje u IC-u ne radi, onda se možete ograničiti na opće planove i napraviti velike portrete koji nedostaju u vidljivom svjetlu.

Rice. 15 Portret u IC.

Slika 16 Mikser kanala

Nakon toga, nebo neće biti crveno, već plavo, a lišće više neće biti plavo.
Ostaje samo da se izjednači balans bijele boje, a Image -> Auto Color to odlično radi.
Ove dvije operacije se mogu upisati u zasebnu radnju i ubuduće je jednostavno pozvati, umjesto da tražite alate u meniju.
Ostaje samo da koristite krivulje i maske kako biste sliku doveli do savršenstva i, ako je potrebno, pretvorite sliku u crno-bijeli način na bilo koji način koji vam odgovara.

Rice. 17 Rezultat zamjene plavih i crvenih kanala

Bibliografija

Hayman R. Svjetlosni filteri. – M.: Mir, 1988. – 216 str.
Solovjev S.M. Fotografija u infracrvenim zracima. – M.: Umjetnost, 1957. – 90 str.
Joe Farace Potpuni vodič za digitalnu infracrvenu fotografiju. – Lark Books, 2008. – 160c.
Cyrill Harnischmacher Digitalna infracrvena fotografija. – Rocky Nook, 2008. – 112 str.
Deborah Sandidge Digitalna infracrvena fotografija (foto radionica). – Wiley, 2009 – 256c.
David D. Busch Digital Infrared Pro Secrets Davida Busch-a - Course Technology PTR, 2007. – 288c.

Općenito, u stvari, svaki digitalni fotoaparat može raditi kao pojačivač slike (elektronski optički pretvarač) za NVD (uređaj za noćno gledanje) nulte generacije (ovi uređaji za noćno osvjetljenje koriste aktivno infracrveno osvjetljenje područja), jer kamera same matrice primaju ne samo vidljivi, već i infracrveni spektar. Višak svjetlosti se uklanja pomoću svjetlosnih filtera (u našem slučaju koristi se infracrveni filter) i to tako da slika koju kamera proizvede odgovara načinu na koji je ljudsko oko percipira. U jeftinim kamerama, infracrveni filter je vrlo slab ili možda uopće ne postoji; da biste provjerili, možete usmjeriti daljinski upravljač (daljinski upravljač), na primjer, u kameru mobilnog telefona. Na osnovu toga možete ukloniti infracrveni filter sa obične web kamere; u isto vrijeme, preporučljivo je povećati osjetljivost web kamere i riješiti se šuma slike u uvjetima slabog osvjetljenja.

Uklanjanje infracrvenog filtera sa web kamere

Razmotrimo proces demontaže infracrvenog filtera, koristeći web kameru Logitech Webcam C120 kao primjer. Ovaj model je jedna od najprikladnijih i najoptimalnijih kamera za našu temu.

Prvo morate rastaviti kućište, ukloniti kućište u prednjoj hemisferi, ukloniti gumeni čep koji pokriva mjesto gdje se nalazi pričvrsni vijak i zatim odvrnuti sam vijak. Za izvođenje ovih radnji trebat će vam barem tanak Phillips odvijač (bolje bi bilo da koristite sat odvijač), morat ćete ukloniti čep tako što ćete ga ubosti nekim oštrim predmetom, iako se to može učiniti i noktima.

Nakon odvrtanja, komora se rastavlja na dvije polovine - hemisfere; da biste to učinili, morate ih povući jedan od drugog u suprotnim smjerovima od središnjeg šava. Možete ukloniti standardno postolje ako ne bude potrebno u budućnosti, uklonite svjetlosni provodnik sa LED indikatora i uklonite dugme koje se nalazi na stražnjoj strani kamere.

Sada morate izvući dasku na kojoj je sočivo pričvršćeno iz žljebova. Zatim uklonite fokusni prsten sa objektiva, a sam objektiv se odvrne od kućišta matrice. Za sada ostavite sve što ste uzeli po strani, sada morate doći do glavne stvari - matrice.

Da biste uklonili kućište s matrice, morate odvrnuti dva vijka koji se nalaze na stražnjoj strani ploče. Kućište oko perimetra je čvrsto zalijepljeno za ploču, tako da ga morate vrlo pažljivo ukloniti, ali u isto vrijeme morate uložiti malo truda. Nakon što sve uklonite, poželjno je kućište i ploču sa matricom ostaviti na neko vrijeme po strani, kako slučajno ne biste oštetili matricu.

Sada idemo na glavni korak. Infracrveni filter je zalijepljen na kućište iznutra, bolje ga je ukloniti naočalama, jer je infracrveni filter od stakla i mali komadići stakla mogu vam uletjeti u oči kada odvojite kućište od filtera.

To je sve, noćna kamera je gotova. Sada ostaje samo da pričvrstite kućište na njegovo mjesto (prilikom ugradnje obratite pažnju na ključeve koji se nalaze na kućištu i na ploči - izbočine i rupe; njihovo poravnanje osigurava ispravnu lokaciju kućišta). Uvrnite objektiv u kućište, spojite kameru i provjerite njenu funkcionalnost.

Sada morate kameru smjestiti u zgodnu futrolu (možete koristiti standardne ako vam odgovara oblik i veličina) i postaviti je na mjesto koje vam je potrebno, na primjer iznad vrata, povezujući žicu kamere sa računarom.

Pored činjenice da je sama IR kamera manje osjetljiva na slabo osvjetljenje i stoga je prikladnija od obične kamere za korištenje kao sigurnosna kamera, ima niz drugih zanimljivih karakteristika:

Prva i glavna karakteristika proizilazi iz same suštine infracrvene kamere; ona percipira infracrveno zračenje, što znači da će infracrveno osvjetljenje nevidljivo golim okom (princip nulte generacije - NVD) dobro raditi s takvom kamerom.

A druga karakteristika infracrvene kamere je da su neki materijali (sintetika, na primjer) propusni za infracrveno zračenje. Takođe, u infracrvenom svjetlu vidljivi su sigurnosni elementi na novčanicama. Samo radi zabave, vene na ljudskom tijelu izgledaju smiješno kada se snime infracrvenom kamerom.

Kao što vidite, izrada IR noćne kamere od jednostavne web kamere je vrlo jednostavna i jeftina. Takve izmjene pružaju vrlo zanimljive mogućnosti kako sa stanovišta prakse tako i sa stanovišta jednostavne radoznalosti i zabave. Možete kreirati i modul infracrvenog osvjetljenja, ovaj modul se može koristiti za noćno gledanje u kombinaciji sa običnim mobilnim telefonom, kamera mobilnog telefona može prepoznati infracrveni spektar, stvarajući tako pravi mobilni uređaj za noćno osvjetljavanje.

Domaća infracrvena kamera u vašim rukama bit će vrlo korisna kada noću u šumi sretnete Bigfoota ili vanzemaljca sa druge planete. Bilo bi lijepo snimiti običnu stvarno zanimljivu noćnu sliku IC kamerom. IR kamera također neće škoditi ako jednostavno odlučite postati privatni detektiv.

Dakle, IR kamera je potrebna u mnogim životnim situacijama, pa se svakako preporučuje da je napravite. Naravno, vlastitim rukama. Ako ga napravite prema uputama koje nudimo (testirano u praksi), onda će vam omogućiti da snimite prilično kvalitetne slike u mraku, čak i kada gotovo da nema svjetla.

Prikupljamo materijale:

– digitalni fotoaparat tipa Olympus FE-47 14MP;

– Filter Congo Blue;

– 36 moćnih infracrvenih LED dioda;
– 3 karbonska otpornika 5% 220 Ohm 0,25 W pk/5;
– matična ploča 276-149A sa 371 rupom;
– baterija “Krona” 9 V:
– izolirani konektor za bateriju;
– tijelo dimenzija 4x2x1" (1" = 1 inč = 2,54 cm);
– vijak 1/4-20x1/2", matica i podloška (u oznaci vijka prvi broj je prečnik navoja u inčima, drugi je broj zavoja po 1 inču, odnosno korak navoja, treći je dužina osovine vijka u inčima) .

Krenimo sa izradom uređaja

Odvrnite zavrtnje sa kućišta kamere (sa obe strane).

Uklonite ploče i kućište sa kamere. Sve šrafove ostavljamo po strani, označavajući svaki od njih tako da znamo koji tačno da zavrtimo prilikom sklapanja.

Zatim demontiramo displej.

Nastavljamo sa rastavljanjem: uklonite glavnu ploču kamere i oslobodite CCD matricu i stražnju stranu optike.

Uklonite infracrveni filter između CCD matrice i sočiva. Ovaj postupak se može razlikovati za različite modele fotoaparata. Vlasnicima nekih modela može zadati dosta problema, ali kod nas se cijeli problem rješava jednostavnim protresanjem kamere. Slika desno prikazuje IR filter zasebno.

Sada izrežemo šest do osam kvadrata od svetlosnog filtera do veličine IR filtera, složimo ih i ubacimo u kameru umesto IR filtera. Sastavljamo kameru i stavljamo kućište na nju. Za testiranje, uključite kameru i uvjerite se da radi: sve je vidljivo na ekranu u infracrvenom spektru.

Kamera je spremna za upotrebu, zatim ćemo raditi na jedinici pozadinskog osvjetljenja. Za njega smo pripremili kućište 4x2x1." Na njegovom poklopcu označavamo tačke za bušenje rupa: pravimo tri linije oznaka na jednakoj udaljenosti jedna od druge. Razmake između susjednih oznaka u liniji činimo istim - oko pola centimetra .

Na označenim mjestima bušimo rupe prečnika pola centimetra.

Izbušimo još jednu rupu na bočnom zidu kućišta za pričvršćivanje zavrtnja: bilo gdje na bočnom zidu na sredini visine. U ovu rupu sa unutrašnje strane kućišta ubacujemo pripremljeni vijak i pričvršćujemo ga maticom i podloškom.

Oštrim makazama odrežite oko pola centimetra sa stranica matične ploče. Dobijamo dugu usku traku.

Sve LED diode raspoređujemo na matičnoj ploči tako da su njihove katode i anode poređane u odvojenim redovima, a same LED diode tačno se uklapaju u rupe koje su za njih izbušene na poklopcu kućišta.

Nakon toga umetnemo LED diode u odgovarajuće rupe na poklopcu bloka iznutra i okrenemo cijelu strukturu.

Savijamo prvi red LED nogu u bilo kojem smjeru i lemimo ih zajedno duž jedne linije. Isto radimo sa svim ostalim redovima LED dioda. Nakon toga spajamo tri reda anoda zajedno (na fotografiji su spojene crnom žicom).

Zalemimo otpornik na sva tri reda katoda. Slobodne kontakte ovih otpornika zalemimo zajedno na crvenu žicu konektora baterije. Drugu (crnu) žicu od konektora baterije zalemimo na jedan od redova anoda. Povezujemo bateriju.

Stavite bateriju u kućište, zatvorite poklopac i zašrafite ga.

Blok pozadinskog osvjetljenja je spreman.

Zašrafite ga u montažni otvor na donjem zidu kamere.

Naša domaća infracrvena kamera je spremna, možete ići u lov u tamnoj noći za senzacionalnim slikama.

U zaključku, također napominjemo da se IR kamera može koristiti za daljinsku identifikaciju pijane osobe. Internet stranica future24 prenosi da su grčki istraživači razvili tehnike koje omogućavaju razlikovanje trezvene osobe od pijane osobe na osnovu rezultata analize fotografije njegovog lica IC kamerom. Jedna metoda analizira temperaturne fluktuacije: kod pijane osobe, područja lica oko usta i nosa obično su toplija od ostalih dijelova lica.

Pretpostavlja se da ove tehnike mogu naći primjenu u zabavnim centrima, aerodromima i drugim mjestima gdje je prisustvo alkoholiziranih osoba nepoželjno.

Ništa manje zanimljivi članci

Kao nastavak moje nedavne beleške, želim da govorim o najjednostavnijem načinu pretvaranja obične veb kamere u takozvanu kameru za noćno gledanje – sposobnu da oseti infracrveni opseg spektra.

Šta je infracrvena noćna kamera

Zapravo, svaka digitalna kamera može djelovati kao pojačivač slike (elektronsko-optički pretvarač) za uređaj za noćno osmatranje (NVD) nulte generacije (takvi NVG koriste aktivno IR osvjetljenje područja), budući da same matrice kamere percipiraju ne samo vidljivi, ali i IC spektar. “Višak” svjetlosti se odsiječe pomoću svjetlosnih filtera (u ovom slučaju IR filtera) i to se radi tako da slika koju proizvodi kamera odgovara onome što percipira ljudsko oko. Usput, u jeftinim kamerama IR filter je slab ili može biti potpuno odsutan - da biste provjerili, možete upaliti daljinski upravljač, na primjer, u kameru mobilnog telefona. Stoga, uklanjanjem IR filtera možete pretvorite običnu web kameru u kameru za noćno gledanje, istovremeno povećavajući ukupnu osjetljivost web kamere i oslobađajući se od šuma slike u uvjetima slabog osvjetljenja

Uklanjanje IR filtera sa web kamere

Pogledat ću proces demontaže IR filtera koristeći web kameru kao primjer. Logitech web kamera C120. Na internetu postoji jedan dobar s opisima (na engleskom) načina za uklanjanje IR filtera sa web kamera glavnih veličina. Čak i ako određeni model kamere ne postoji (kao što je moj, na primjer), korisno je pronaći najbliži sličan i upoznati se s njegovom strukturom, što će vam u budućnosti biti od koristi prilikom rastavljanja fotoaparata. Pažnja— ne može svaka kamera biti bezbolno lišena filtera — .

Prvi korak je rastavljanje kućišta – skidanjem kućišta sa prednje hemisfere, uklanjanjem gumenog čepa koji pokriva sjedište montažnog vijka i odvrtanjem samog zavrtnja. Za obavljanje ovih radnji trebat će vam barem tanak Phillips odvijač (najbolji je satni odvijač); utikač je zgodno izvaditi tako što ćete ga pokupiti nekim oštrim predmetom, iako je sasvim moguće proći i noktima.
Nakon odvrtanja, komora se rastavlja na dvije polovice, hemisfere, za koje ih morate povući u različitim smjerovima od središnjeg šava. U tom slučaju možete ukloniti standardno postolje ako ne bude potrebno u budućnosti, kao i ukloniti svjetlosni provodnik sa LED indikatora i ukloniti dugme koje se nalazi na stražnjoj strani kamere.
Sada morate ukloniti dasku sa sočivom pričvršćenom na nju iz žljebova. Nakon toga se prsten za fokusiranje uklanja sa objektiva, a sam se odvrće od kućišta matrice. Ostavimo sve što smo snimili po strani i pređimo na ono glavno – samu matricu.
Da biste uklonili kućište s matrice, morate odvrnuti dva vijka koji se nalaze na stražnjoj strani ploče. Kućište oko perimetra je zalijepljeno na ploču, tako da ga morate pažljivo ukloniti, ali uz određenu silu. Nakon skidanja kože, bolje je i ploču sa matricom odložiti na stranu kako se matrica slučajno ne bi oštetila.
Pređimo na glavni korak. IR filter je zalijepljen na kućište iznutra, ja ga lično nisam mogao reverzibilno demontirati - samo sam ga morao izbiti iglom za šivenje i očistiti ostatke (bolje je to raditi sa čašama - IR filter je staklo i mali komadi stakla mogu uletjeti u oko).
To je to, kamera za noćni vid je spremna! Ostaje samo postaviti kućište na svoje mjesto (prilikom ugradnje obratite pažnju na ključeve koji se nalaze na kućištu i na ploči - izbočine i rupe, čije poravnanje osigurava ispravnu lokaciju kućišta). Objektiv uvrnemo u kućište, spojimo kameru i .

Sada samo trebate zatvoriti kameru u zgodno kućište (možete koristiti i standardne ako vam odgovara veličina i oblik) i postaviti je na pravo mjesto - na primjer, iznad ulaznih vrata, povezujući žicu kamere sa računarom . I uživajte u svom samostalno montiranom sistemu video nadzora!

Zašto bi inače infracrvena kamera mogla biti korisna?

Osim što je sama infracrvena kamera manje osjetljiva na slabo osvjetljenje i stoga je pogodnija za korištenje kao sigurnosna kamera od obične, ima još nekoliko zanimljivih karakteristika:

Prva i glavna stvar, koja proizlazi iz same suštine IR kamere, jeste da ona percipira IR zračenje, što znači da će IR osvjetljenje nevidljivo golim okom (isti princip NVG-a nulte generacije) savršeno raditi s takvim kamera. Ujak Liao predlaže