Инфракрасное изображение: Ик фильтр что. Детальный разбор инфракрасной фотографии. Настройка и захват. Как получить инфракрасное изображение

Как разные цвета выглядят в инфракрасном свете?

Как различные цвета выглядят в инфракрасном свете?

Они не похожи ни на что в инфракрасном свете. Инфракрасное изображение «истинного цвета» может показаться человеческим глазам абсолютно черным.

То, что мы определяем как «цвет», — это то, как наша система глаз / мозг воспринимает определенные длины волн или комбинации длин волн из гораздо более широкого электромагнитного спектра. Часть электромагнитного спектра, которую мы воспринимаем нашими глазами, называется «видимым светом» или «видимым спектром».

Инфракрасный свет не виден человеческому глазу и системе мозга, поэтому инфракрасный свет не воспринимается человеческим глазом как «цветной» или даже «монохромный». Инфракрасный свет — это диапазон длин волн электромагнитного спектра, выходящий за пределы диапазона длин волн, которые вызывают химический отклик от колбочек в наших сетчатках.

То, что мы видим на экране, питаемом от инфракрасной камеры, — это сигнал, который был

преобразован , чтобы представлять различные яркости электромагнитного излучения из инфракрасного спектра как различные яркости видимого света. В случае искаженных инфракрасных изображений определенные длины волн инфракрасного спектра переназначаются для отображения в виде определенных цветов в видимом спектре.

Изображение, которое мы видим с инфракрасной камеры, — это то, что известно как искаженное изображение . Что это означает, что диапазон длин волн в инфракрасном спектре отображается с соответствующая длина волны видимого света. Как и в случае видимого света, конкретная длина волны инфракрасного света может варьироваться по интенсивности от чуть выше черного (тени) до почти насыщенности (блики).

Как каждая длина волны и интенсивность инфракрасного света переводится в видимый свет, который мы можем видеть, во многом зависит от цели и предполагаемого использования инфракрасного изображения. Это также зависит от того, было ли изображение получено с помощью камеры, разработанной с нуля для записи света в инфракрасном спектре, или с помощью камеры, предназначенной для захвата видимого света, который был преобразован для захвата инфракрасного света путем удаления инфракрасного фильтра, установленного на большинстве камер.

и добавив фильтр для удаления видимого света.

Изображения с астрономических инструментов, которые фотографируют ночное небо в инфракрасном диапазоне, имеют тенденцию обрабатываться таким образом, чтобы они выглядели как видимое ночное небо, даже если то, что видно на небесах, и то, что не будет отличаться на инфракрасном изображении, от того, что видно в видимом свете изображения. Как правило, более короткие волны инфракрасного света будут отображаться как более короткие волны видимого света (синий), средние волны инфракрасного света будут отображаться как средние волны видимого света (зеленый), а более длинные волны в инфракрасном спектре будут отображаться как более длинные. длины волн в спектре видимого света (красный).

С другой стороны, изображения, используемые для наблюдения за людьми в темноте (изображения «ночного видения»), часто отображают разные интенсивности на одной и той же длине волны (10 мкм — длина волны, на которой люди излучают больше всего тепла) с использованием разных цветов. В этом случае белый может обозначать самую высокую интенсивность при 10 мкм, красный может обозначать немного более низкую интенсивность при 10 мкм, зеленый — еще более низкую интенсивность и так далее. Другие длины волн инфракрасного света могут не отображаться вообще.

Примеры каждого из приведенных выше сценариев видны в верхней части статьи в Википедии на Инфракрасный .

Можем ли мы различать цвета кожи на инфракрасном изображении, как на черно-белых изображениях?

Мы не видим инфракрасные частоты. Ат. Все. То, что вы называете инфракрасное изображение не отображается с использованием инфракрасных длин волн. Это результат

• камера, которая собирала данные об интенсивности одной или нескольких длин волн ИК-излучения
• система, которая обработала эту информацию и преобразовала ее для отображения с использованием видимых длин волн

То, как система была настроена для измерения ИК и как она была запрограммирована для сдвига значений записанной информации, определит ответ на ваш вопрос.

ИК-камера и система могут различать ИК-свет, отраженный разными оттенками кожи. ИК-камера и система также могут не различать способ отражения ИК-света разными оттенками кожи. Все зависит от того, какую часть инфракрасного спектра вы снимаете, и как вы решили перевести эту информацию в видимый свет.

Инфракрасная фотография — Смотритель закатов — LiveJournal

July 2nd, 2013 06:43 am — Инфракрасная фотография 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. Deborah Sandidge Digital Infrared Photography (Photo Workshop). – Wiley, 2009 – 256c. David D. Busch David Busch’s Digital Infrared Pro Secrets. — Course Technology PTR, 2007 – 288c. P.S. Так же рекомендую посмотреть материалы по тегу полезные советы 🙂 Current Location: Уфа Вроде ничего нового, но за систематизацию — спасибо. Еслиб еще под кат….. вообще шикарно было бы… Ок, оказывается не сразу кат сработал почемуто Прочитал всю статью, но вопрос «а где же гвоздь?» не отпускает. В примере, надо думать… 🙂 From: den3 Date: July 2nd, 2013 07:08 pm (UTC) (Link) Спасибо за статью. Очень доходчиво и понятно написано. И хоть многое уже знал из других источников, читать было интересно, так сказать, повторение — мать учения)). Меня удивило вот что — у вас получилось снимать в ИК на Canon 40D. Я пробовал, у меня ничего не вышло, картинка просто красная, да и только. Пробовал с Canon 350D, там все нормально, все что отражает ик-спектр светлое. Так вот, 40D у вас был переделанным или обычным? 40D у меня доработанный From: den3 Date: July 2nd, 2013 07:22 pm (UTC) (Link) Еще чего ищу, но никак не найду это примерные значения выдержек у разных моделей и фирм фотокамер. Понятно что это зависит от освещенности, диафрагмы, исо, но вот у вас хоть про Никон Д70 есть инфа про 0,5 сек против 10-15 на Кенонах. То с чем сталкивался я это была диафрагма 10 и выдержка 20-30 сек)) с набиванием кадров в двухрядную «панорму» для последующего сшивания общего кадра (вопрос шириков у меня открыт, сверхшириков тем более). А тут ветерок, а тут облака — приходилось достаточно долго ждать что б словить начальное освещение и композицию. Еще интересно было бы почитать по поводу объективов с которыми удачно получалось снимать (у меня открытый вопрос по Самьянгам на 14 и 8 мм). Недоработанные современные камеры практически все требуют с десяток секунд выдержки, поэтому пользы особой не будет. Лучше доработать камеру и получить нормальные выдержки 🙂 From: den3 Date: July 2nd, 2013 07:31 pm (UTC) (Link) Извиняюсь, еще «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 Вот этот момент «удобны в доработке» хотелось бы то же прояснить. Всё таки как удачно вы написали сегодня свой пост, а я на него попал)). From: (Anonymous) Date: July 10th, 2013 06:30 am (UTC) (Link) Как установить баланс белого по листве, по воде, по небу? объясните подробно пожалуйста если в RAW — ткнуть пипеткой баланса белого в листву/небо/воду. если в JPG — сфотографировать крупно листву/небо/воду и сказать камере, что это образец для баланса белого Спасибо за статью, как раз все по полочкам разложено. Вот только недавно сам начал увлекаться ИК. Рад, что пригодилась 🙂 From: skyrail Date: January 12th, 2014 09:31 am (UTC) (Link) скажите пожалуйста, а утечки тепла можно фиксировать доработанной камерой? очень маловероятно. потому что обычные, бытовые утечки тепла — это дальний ИК-диапазон. Слишком длинноволновое излучение + сама камера горячая и излучает в соседнем диапазоне From: (Anonymous) Date: February 13th, 2014 07:19 pm (UTC) (Link) Спасибо за статью. Вопрос. У меня переделанный Sony DSC-H9. В режиме Nightshot.cо светофильтром Hoya R72 фотоаппарат работает как инфракрасный, т.е. на коротких выдержках.(Камера с форматом JPEG). Но при обработке в фотошопе, (CS6),не получается разделение цветов — небо,зелень,вода,и т.д.Тональность и цвет изменяется по всей площади фотографии.Почему??? Потому что в этом режиме камера автоматически переходит в чёрно-белый режим и информации о цвете нет вообще. даже искаженной… А если снимать не переходя в режим «Ночное фото»? From: (Anonymous) Date: February 13th, 2014 07:54 pm (UTC) (Link) Не пробовал. При первой солнечной погоде продолжу эксперимент.Спасибо!

Как превратить пейзажное фото в сюрреалистическое инфракрасное изображение

Инфракрасная фотография может превратить обыкновенный пейзаж в исключительный, инопланетный ландшафт, в котором преобладают белые, розовые, пурпурные и голубые цвета от тёмных до почти чёрных.

Если вам наскучила традиционная пейзажная фотография или вы готовы к интересным экспериментам, можете прислушаться к советам гения инфракрасного фото Альфонсо Новилло (Alfonso Novillo), который делится всеми тонкостями процесса.

Как видите из приведённых выше изображений, Альфонсо – талантливый фотограф. Он увлекается архитектурной, ночной, городской и инфракрасной фотографией.

Далее вы найдёте руководство, в котором он покажет, как превратить стандартные пейзажные снимки в сюрреалистические инфракрасные изображения.

Введение и оборудование

Добро пожаловать на урок по инфракрасной фотографии. Первое, что нам потребуется, это фотокамера, способная улавливать инфракрасный свет (в моём случае Nikon D7000), инфракрасный фильтр (у меня HOYA R72), подходящий объектив для этого жанра фотографии (у меня это 18-105 мм), штатив и, конечно, хорошая погода. Отлично подойдёт солнечный день, хотя небольшая облачность также может интересно смотреться.

Фотосъёмка

Самое главное, найдите что-то зелёное (деревья, кусты, иная растительность) в сочетании с красивым небом. И, если обстоятельства позволяют, любое пространство с водой или архитектурным сооружением.

Сфокусируйтесь вручную, выберите ISO от 100 до 200 и диафрагму в диапазоне между F/4 и F/8. Время экспозиции от 8 до 20 секунд. Важно также сделать снимок без фильтра, а затем то же самое изображение снять с фильтром.

Постобработка

Больше труда потребует правильная обработка изображения. Существуют разные способы установки баланса белого; многие фотокамеры позволяют сделать это до того, как вы снимите кадр, но я делаю это после съёмки, потому что считаю, что с моим фотоаппаратом почти невозможно заранее правильно установить баланс белого.

Поэтому я использую Capture One Pro и устанавливаю ББ в один шаг: просто выбираю зелёную часть изображения (чем яснее, тем лучше).

Далее я открываю фотографию в Photoshop и выбираю: Как превратить пейзажное фото в сюрреалистическое инфракрасное изображение — > Adjustments > Levels > Auto, чтобы удалить нейтральные тона и при необходимости осветлить изображение.

Пришло время заняться цветовыми каналами, чтобы изменить цвета в фотографии. Для этого предусмотрено несколько вариантов, но мы используем следующее: Image>Adjustments>Channel Mixer. Выберите красный канал и измените красный цвет (от 0 до 100) и синий (от 0 до 100), а зелёный оставьте, как есть.

Затем сделайте то же самое с синим каналом, но на этот раз измените красный от 0 до 100, а синий от 100 до 0 и зелёный от 0 до 100. Фото должно выглядеть так:

Теперь мы проясним картину. Есть несколько способов сделать это. Я использую трюк, который имеет решающее значение в моих работах. Вставьте оригинальное изображение (стандартного цвета) в качестве верхнего слоя, установите режим наложения «замена светлым» и измените непрозрачность до 50%. Это устраняет недостатки в небе и помогает добавить некоторую ясность.

Нам осталось изменить цвет листьев на дереве на фиолетовый. Чтобы сделать это, выберите листья, цвет которых хотите поменять, откройте новый корректирующий слой Hue/Saturation и играйте с цветами, пока не получите желаемый оттенок.

Например, в этом случае Hue (оттенок) +30 и Saturation (насыщенность) +20. Вот результат:

Почти готово! Чтобы получить фиолетовый цвет дерева, открываем новый корректирующий слой, на этот раз «выборочная коррекция цвета» (Selective Color) и экспериментируем с цветами. В частности, мы будем играть с пурпурным, пока не получим желаемый оттенок. У меня выходит что-то вроде этого:

Наконец, нужно немного улучшить на фото небо и землю. Для этого инвертируйте выделение вокруг дерева и настраивайте его, как вам нравится. Существует несколько способов, которыми вы можете это сделать. Я обесцвечиваю низ и добавляю небесно-голубые оттенки и немного ясности, используя уровни, пока не вижу финальное изображение, которое я хочу. Оно выглядит так:

Теперь у нас есть инфракрасная версия фотографии. На этом можно не останавливаться и изменять изображение по своему усмотрению. Например, применить настройку фокуса, придать немного больше резкости или всё, что вы захотите. Конечный результат будет выглядеть примерно так:

По материалам 500px

Руководство по ИК-Фурье визуализации | Bruker

8. Чем больше размер матрицы FPA детекторов, тем лучше результаты измерений?

Нет, потому что размер используемого матричного FPA детектора зависит исключительно от оптимального освещения, обеспечиваемого микроскопом. Равномерное освещение детекторной матрицы важно для обеспечения стабильно высокой спектральной чувствительности как в центре, так и по краям детектора.

 

9. В каких случаях большой размер матричного FPA детектора имеет преимущества?

Чем больше площадь матричного FPA детектора, тем больше спектров регистрируется одновременно. Поскольку пространственное разрешение не зависит от размера матрицы, это означает, что детектор размером 128×128 пикселей регистрирует спектры с площади в 16 раз больше, чем матрица детектора 32×32 за одно измерение.

 

10. Возможно ли использование матричного FPA детектора с наиболее распространенными режимами измерений ИК спектров?

Да, возможно. Матричные FPA детекторы обладают преимуществами при использовании самых часто используемых режимов измерения (пропускания, отражения и нарушенного  полного внутреннего отражения (НПВО)). Этот тип детектора обеспечивает исключительно высокое пространственное разрешение, особенно при использовании Режима НПВО.

 

11. С чем связано увеличение пространственного разрешения при использовании матричных FPA детекторов в режиме НПВО?

Комбинация твердотельной линзы с высоким коэффициентом преломления (кристалл НПВО из германия) и «безапертурного» матричного FPA детектора увеличивает пространственное разрешение в 4 раза по сравнению с измерениями в режиме пропускания. Этот эффект имеет общепринятое название «иммерсионный объектив».

 

12. Ко всем ли типам образцов применимы измерения с матричным FPA детектором?

Поскольку измерения на матричном FPA детекторе можно комбинировать со всеми режимами измерений, анализу поддаются все типы образцов. Однако газы, жидкости и другие летучие вещества нельзя анализировать под микроскопом из-за их кинетических свойств.

13. В каких отраслях науки и промышленности наиболее востребована спектроскопия с использованием матричных FPA детекторов?

Типичные применения можно найти во всех областях промышленности и науки. Начиная с анализа микропластика, частиц и загрязнений до определения химических характеристик сложных структур, от таких таких как многослойные ламинаты и лаки, до биологических тканей и фармацевтических препаратов. Короче говоря, данная технология детектирования используется повсеместно, в тех случаях где необходимо очень высокое пространственное разрешение и анализ образцов больших площадей.

Тепловизионное изображение, принципы работы инфракрасной камеры

Или как видеть в полной темноте, в тумане, за листвой деревьев?

Инфракрасное излучение

Тепловое (или инфракрасное) излучение по своей природе аналогично свету, который невидим для человеческого глаза. Это та часть электромагнитного спектра, которую мы воспринимаем как тепло. В отличие от видимого излучения, в инфракрасном диапазоне все объекты, обладающие температурой отличной от абсолютного нуля, излучают тепло. Даже такие холодные объекты, как кубики льда, испускают инфракрасное излучение.

Инфракрасные изображения

При помощи тепловидения открывается то, что невозможно увидеть невооруженным глазом. С ростом температуры объекта выделяется все больше инфракрасного излучения. ИК-камеры фиксируют инфракрасное (тепловое) излучение и позволяют получить точные данные о температурных свойствах объекта.

Инфракрасные камеры получают все более широкое применение в различных отраслях промышленности:

1. В промышленности тепловидение используется для поиска горячих участков, которые могут стать причиной выхода из строя электрического и механического оборудования.
   
2. Профессиональные строители используют тепловизионные камеры для поиска различных дефектов, например утечек воздуха через изоляцию, трещин в стенах и др.
   
3. Тепловидение также играет важнейшую роль в фундаментальных и прикладных исследованиях.
   
4. На частных яхтах и коммерческих судах тепловизионные камеры используются для навигации в ночное время.
   
5. Тепловизионные камеры FLIR устанавливаются в автомобилях и улучшают видимость. Они позволяют водителю видеть на расстоянии, которое в четыре раза превышает обзор при свете фар.
   
6. Тепловизионные камеры используются для непрерывного контроля над производственными процессами и предотвращения пожаров.
7. Благодаря возможностям тепловизионных камер сотрудники полиции могут видеть, оставаясь невидимыми. Они могут легко обнаружить подозреваемого в полной темноте, не выдавая своего местоположения.
   
8. С помощью тепловизионной камеры легко обнаружить утечки газа.
   
9. Тепловизионные камеры позволяют любителям природы хорошо видеть в темноте.
10. Пожарные могут видеть сквозь дым, находить пострадавших в задымленных помещениях и обнаруживать еще не потушенные участки.
11. Мы с вами, работающие в области обеспечения безопасности, используем тепловизионные камеры для защиты от проникновения посторонних лиц на охраняемые территории такие, как порты, аэропорты, атомные электростанции, склады, земельные участки и др.
    

Как работает инфракрасная камера?

Инфракрасная камера представляет собой устройство, которое бесконтактным образом фиксирует инфракрасное (тепловое) излучение и преобразует его в электронный сигнал, который обрабатывается и выводится на экран в виде тепловизионного изображения, включающего температурные данные объекта. Полученная информация, обладающая большой точностью, подвергается количественному и качественному анализу, что позволяет не только увидеть тепловые свойства объекта на мониторе, но и оценить возможность возникновения проблем.

Инфракрасный диапазон

Уильям Гершель впервые заметил, что за красным краем полученного с помощью призмы спектра Солнца есть невидимое излучение, вызывающее нагрев термометра. Это излучение стали позднее называть тепловым или инфракрасным.

Ближнее ИК-излучение очень похоже на видимый свет и регистрируется такими же инструментами. В среднем и дальнем ИК используются болометры, отмечающие изменения.

В среднем ИК-диапазоне светит вся планета Земля и все предметы на ней, даже лед. За счет этого Земля не перегревается солнечным теплом. Но не всё ИК-излучение проходит через атмосферу. Есть лишь несколько окон прозрачности, остальное излучение поглощается углекислым газом, водяным паром, метаном, озоном и другими парниковыми газами, которые препятствуют быстрому остыванию Земли.

Из-за поглощения в атмосфере и теплового излучения предметов телескопы для среднего и дальнего ИК выносят в космос и охлаждают до температуры жидкого азота или даже гелия.

ИК-диапазон — один из самых интересных для астрономов. В нем светит космическая пыль, важная для образования звезд и эволюции галактик. ИК-излучение лучше видимого проходит через облака космической пыли и позволяет видеть объекты, недоступные наблюдению в других участках спектра.

Источники

В инфракрасном диапазоне телескоп «Хаббл» может увидеть больше галактик, чем звезд

Фрагмент одного из так называемых Глубоких полей «Хаббла». В 1995 году космический телескоп в течение 10 суток накапливал свет, приходящий с одного участка неба. Это позволило увидеть чрезвычайно слабые галактики, расстояние до которых составляет до 13 млрд световых лет (менее одного миллиарда лет от Большого взрыва). Видимый свет от таких далеких объектов испытывает значительное красное смещение и становится инфракрасным.

Наблюдения велись в области, далекой от плоскости галактики, где видно относительно мало звезд. Поэтому большая часть зарегистрированных объектов — это галактики на разных стадиях эволюции.

Галактика Сомбреро в инфракрасном диапазоне

Гигантская спиральная галактика, обозначаемая также как M104, расположена в скоплении галактик в созвездии Девы и видна нам почти с ребра. Она обладает огромным центральным балджем (шарообразное утолщение в центре галактики) и содержит около 800 млрд звезд — в 2-3 раза больше, чем Млечный Путь.

В центре галактики находится сверхмассивная черная дыра с массой около миллиарда масс Солнца. Это определено по скоростям движения звезд вблизи центра галактики. В инфракрасном диапазоне в галактике отчетливо просматривается кольцо газа и пыли, в котором активно рождаются звезды.

Туманности и пылевые облака вблизи центра Галактики в ИК-диапазоне

 

Приемники

Инфракрасный космический телескоп «Спитцер»

Главное зеркало диаметром 85 см изготовлено из бериллия и охлаждается до температуры 5,5 К для снижения собственного инфракрасного излучения зеркала.

Телескоп был запущен в августе 2003 года по программе четырех великих обсерваторий NASA, включающей:

Ожидается, что срок службы телескопа «Спитцер» составит около 5 лет. Свое название телескоп получил в честь астрофизика Лаймана Спитцера (1914–97), который в 1946 году, задолго до запуска первого спутника, опубликовал статью «Преимущества для астрономии внеземной обсерватории», а спустя 30 лет убедил NASA и американский Конгресс начать разработку космического телескопа «Хаббл».

Обзоры неба

Небо в ближнем инфракрасном диапазоне 1–4 

мкм и в среднем инфракрасном диапазоне 25 мкм (COBE/DIRBE)

В ближнем инфракрасном диапазоне Галактика просматривается еще более отчетливо, чем в видимом.

А вот в среднем ИК-диапазоне Галактика едва видна. Наблюдениям сильно мешает пыль, находящаяся в Солнечной системе. Она расположена вдоль плоскости эклиптики, которая наклонена к плоскости Галактики под углом около 50 градусов.

Оба обзора получены инструментом DIRBE (Diffuse Infrared Background Experiment) на борту спутника COBE (Cosmic Background Explorer). В ходе этого эксперимента, начатого в 1989 году, были получены полные карты инфракрасной яркости неба в диапазоне от 1,25 до 240 мкм.

Земное применение

Прибор ночного видения

В основе прибора лежит электронно-оптический преобразователь (ЭОП), позволяющий значительно (от 100 до 50 тысяч раз) усиливать слабый видимый или инфракрасный свет.

Объектив создает изображение на фотокатоде, из которого, как и в случае ФЭУ, выбиваются электроны. Далее они разгоняются высоким напряжением (10–20 кВ), фокусируются электронной оптикой (электромагнитным полем специально подобранной конфигурации) и падают на флуоресцентный экран, подобный телевизионному. На нем изображение рассматривают в окуляры.

Разгон фотоэлектронов дает возможность в условиях низкой освещенности использовать для получения изображения буквально каждый квант света, однако в полной темноте требуется подсветка. Чтобы не выдать присутствие наблюдателя, для этого пользуются прожектором ближнего ИК-диапазона (760–3000 нм).

Существуют также приборы, которые улавливают собственное тепловое излучение предметов в среднем ИК-диапазоне (8–14 мкм). Такие приборы называются тепловизорами, они позволяют заметить человека, животное или нагретый двигатель за счет их теплового контраста с окружающим фоном.

Радиатор

Вся энергия, потребляемая электрическим обогревателем, в конечном счете, переходит в тепло. Значительная часть тепла уносится воздухом, который соприкасается с горячей поверхностью, расширяется и поднимается вверх, так что обогревается в основном потолок.

Во избежание этого обогреватели снабжают вентиляторами, которые направляют теплый воздух, например, на ноги человека и способствуют перемешиванию воздуха в помещении. Но есть и другой способ передачи тепла окружающим предметам: инфракрасное излучение обогревателя. Оно тем сильнее, чем горячее поверхность и больше ее площадь.

Для увеличения площади радиаторы делают плоскими. Однако при этом температура поверхности не может быть высокой. В других моделях обогревателей используется спираль, разогреваемая до нескольких сотен градусов (красное каление), и вогнутый металлический рефлектор, который создает направленный поток инфракрасного излучения.

Далее: Радиоизлучение и микроволны

Как обрабатывать инфракрасные фотографии — Часть 2

Первую часть статьи читайте здесь: Как обрабатывать инфракрасные фотографии – Часть 1

4) Обработка ИК изображений

4.1) Как загрузить в Lightroom

Я загружаю DNG и NEF в LIGHTROOM 6, используя стандартный пресет. Он дает хоть немного приближенный к надлежащему баланс белого и выдержку. Но не расстраивайтесь, если приведенные мною настройки не работают для вашей ИК камеры. Нужно экспериментировать и выяснять, что подходит больше всего именно для вашей камеры. В настройках калибровки камеры в Lightroom я выбираю «Camera Portrait», так как не хочу, чтобы Lightroom вносил сильные изменения в исходное изображение, для этих целей лучше использовать Photoshop, после того как я настроил цвет и представил себе окончательный вариант.

Теперь фото выглядит так, как на примере ниже. Затем я проверяю баланс белого у изображения, которое я сделал, используя серую карточку, чтобы определить какие, если они вообще имеются, изменения я бы хотел внести. Они обычно минимальны. Очень важно правильно работать с балансом белого, так как это, как правило, тот этап, на котором всё может пойти не так. Лучше выработать определенный алгоритм работы, стандарт, по которому в дальнейшем будете обрабатывать большинство ИК изображений. Изменения в балансе белого не очень заметны при просмотре розовато-красного изображения в Lightroom или Camera Raw. Но эти различия существенно влияют на результат, как только воспользуетесь Channel Mixer, описанным ниже. Если неправильно настраиваете баланс белого, то скорее всего это будет заметно в белых/желтых частях фотографии, делающих фото блеклым.

Изображение выглядит розовым, нежным, что типично в случае с обработкой ИК фото.

4.2) Обработка в Photoshop

Следующий этап – Photoshop, где я использую Воспроизведение (Action), выполняющее ряд задач. Я настоятельно рекомендую использовать Воспроизведение действий в обработке ИК фотографий. Это сэкономит ваше время и позволит вам получить привычный результат.

4.2.1) Регулировка микшеров

Во многих уроках советуют настраивать Channel Mixer следующим образом:

Красный Канал: Красный=0, Зеленый=0, Синий=100
Синий Канал: Красный=100, Зеленый=0, Синий=0
Зеленый Канал: Красный=0, Зеленый=100, Синий=0

С этими настройками можно получить вот такое изображение – наше нежно-розовое фото теперь передает, как это называется, «неправильный цвет».

Я экспериментировал с настройками Channel Mixer, и меня больше всего устраивают настройки, приведенные ниже. Даже самые небольшие изменения в настройках Channel Mixer могут привести к неожиданным результатам. У каждого Канала есть три настройки, каждая из которых взаимодействует с настройками из другого Канала. Пока экспериментируете, лучше успевать сохранять небольшие изменения в настройках, как Channel Mixer пресеты. Потом сможете по ним сравнивать результаты, и Воспроизводить действия.

Красный Канал: Красный =0, Зеленый =0, Синий=100
Синий Канал: Красный =100, Зеленый =100, Синий =-100
Зеленый Канал: Красный =0, Зеленый =0, Синий =100

Такие настройки дадут следующий результат:

4.2.2) Добавление слоев Hue/Saturation

Мне нравится определенный оттенок синего, его я настраиваю с помощью ползунков Hue и Saturation. Это вопрос вкуса. Но я вам советую поработать с оттенком в этих настройках, чтобы найти пару эстетически удовлетворяющих вас параметров.

 

А вот и результат. Выглядит получше, но все еще достаточно пресно.

 

4.2.3) Добавление слоя Кривые

Авто функция в слое Кривые, как правило, хорошо работает с ИК фотографиями. После авто корректировки в этом слое, наше фото начинает выглядеть вполне сносно:

4.2.4) Silver EFEX

Silver EFEX от Nik (теперь принадлежит Google) – это очень удобный плагин для обработки и легкой настройки черно-белых фотографий. Для ИК фотографий я в основном использую этот плагин для настройки структуры и регулировки цветов. Все эти действия у меня в Воспроизведении – хороший результат при минимальных усилиях. Еще я изменяю Blend Mode в Silver EFEX на Luminosity.

Этот метод иногда срабатывает, но на некоторых фотографиях не выходит. Иногда я регулирую прозрачность слоя в зависимости от конкретной фотографии, и когда я понимаю, что это добавление будет уместно. Иногда лучше делать черно-белые ИК фото, чем экспериментировать с цветом. Время от времени я добавляю сепию для атмосферности, как на фото ниже.

4.2.5) Topaz DeNoise (шумоподавление) и InFocus Sharpening (резкость)

И последнее, но не по значению, я добавляю шумоподавляющий слой, затем увеличиваю резкость – это завершающий этап обработки. Несмотря на небольшую стоимость, я считаю, что Topaz замечательно справляется с этими задачами.

И вот результат:

Фрагмент из центра:

5) Итог

В наводненном фотографиями мире, инфракрасная фотография по-прежнему дает фотографам возможность запечатлеть то, что выделяется из общей массы. Достижение хороших результатов в этом направлении – дело не легкое, как показывают многочисленные письма в моем ящике. Но с некоторой долей терпения и упорства, вы обнаружите, что можете обрабатывать ИК фотографии за такое-же количество времени, что и обычные снимки.

Далее представлены примеры эффектов, которые можно достичь в обработке ИК фотографий:

 

---

Автор статьи: Bob Vishneski

Перевод: Наргиз Медова

Что такое инфракрасный порт? | FLIR Systems

Термография и инфракрасный свет

Обычно наше зрение ограничено очень небольшой частью электромагнитного спектра. Тепловая энергия имеет гораздо большую длину волны, чем видимый свет. Фактически, до тех пор, пока человеческий глаз не может этого даже увидеть, как мы не можем видеть радиоволны.

С помощью тепловизора часть воспринимаемого нами спектра значительно расширяется, помогая нам «видеть» и «измерять» тепловую энергию, излучаемую объектом.В отличие от видимого света, в инфракрасном мире все, что имеет температуру выше абсолютного нуля, излучает тепло. Даже очень холодные объекты, например кубики льда, излучают инфракрасное излучение. И видимый свет не влияет на тепловой мир, поэтому вы можете одинаково хорошо видеть как в ярко освещенных, так и в полностью темных условиях.

Электромагнитный спектр

Чем выше температура объекта, тем сильнее излучается ИК-излучение. Инфракрасное излучение позволяет нам видеть то, что не могут видеть наши глаза. Инфракрасные термографические камеры создают изображения невидимого инфракрасного или «теплового» излучения и обеспечивают возможность точного бесконтактного измерения температуры.Практически все нагревается до того, как выйдет из строя, что делает инфракрасные камеры чрезвычайно экономичными и ценными диагностическими инструментами во многих различных приложениях. А поскольку промышленность стремится повысить эффективность производства, управлять энергопотреблением, улучшать качество продукции и повышать безопасность труда, постоянно появляются новые приложения для инфракрасных камер.

Как работает ИК-камера?

Инфракрасное обнаружение энергии

Инфракрасная камера — это бесконтактное устройство, которое обнаруживает инфракрасную энергию (тепло) и преобразует ее в электронный сигнал, который затем обрабатывается для создания теплового изображения или видео, на котором вы можете выполнять расчет температуры.Тепло, воспринимаемое инфракрасной камерой, может быть очень точно определено количественно или измерено, что позволяет не только контролировать тепловые характеристики, но также определять и оценивать относительную серьезность проблем, связанных с нагревом.

Последние инфракрасные инновации

Последние инновации, в частности технология детекторов, включение встроенной системы визуализации, автоматические функции и разработка инфракрасного программного обеспечения, обеспечивают более экономичные решения для термического анализа, чем когда-либо прежде.

инфракрасных волн | Управление научной миссии

Что такое инфракрасные волны?

Инфракрасные волны или инфракрасный свет являются частью электромагнитного спектра. Люди сталкиваются с инфракрасными волнами каждый день; человеческий глаз не видит его, но люди могут определять его как тепло.

Пульт дистанционного управления использует световые волны, выходящие за пределы видимого спектра света — инфракрасные световые волны — для переключения каналов на вашем телевизоре. Эта область спектра делится на ближнюю, среднюю и дальнюю инфракрасную.Область от 8 до 15 микрон (мкм) называется земными учеными тепловым инфракрасным, поскольку эти длины волн лучше всего подходят для изучения длинноволновой тепловой энергии, излучаемой нашей планетой.

СЛЕВА: Типичный пульт дистанционного управления телевизором использует энергию инфракрасного излучения с длиной волны около 940 нанометров. Хотя вы не можете «видеть» свет, излучаемый пультом дистанционного управления, некоторые цифровые камеры и камеры сотовых телефонов чувствительны к этой длине волны излучения. Попробуйте! СПРАВА: Инфракрасные лампы Нагревательные лампы часто излучают как видимую, так и инфракрасную энергию на длинах волн от 500 до 3000 нм.Их можно использовать для обогрева ванных комнат или согревания еды. Тепловые лампы также могут согреть мелких животных и рептилий или даже согреть яйца, чтобы они могли вылупиться.

Кредит: Трой Бенеш

ОТКРЫТИЕ ИНФРАКРАСНОЙ ИНФРАКРАСКИ

В 1800 году Уильям Гершель провел эксперимент по измерению разницы температур между цветами в видимом спектре. Он поместил термометры в каждый цвет видимого спектра. Результаты показали повышение температуры от синего до красного.Когда он заметил еще более теплое измерение температуры сразу за красным концом видимого спектра, Гершель открыл инфракрасный свет!

ТЕПЛОВОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ

Мы можем воспринимать инфракрасную энергию как тепло. Некоторые объекты настолько горячие, что излучают видимый свет — например, огонь. Другие объекты, например люди, не такие горячие и излучают только инфракрасные волны. Наши глаза не могут видеть эти инфракрасные волны, но инструменты, которые могут воспринимать инфракрасную энергию, такие как очки ночного видения или инфракрасные камеры, позволяют нам «видеть» инфракрасные волны, излучаемые теплыми объектами, такими как люди и животные.Температуры для изображений ниже указаны в градусах Фаренгейта.

Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения — Калтех

.

ХОЛОДНАЯ АСТРОНОМИЯ

Многие объекты во Вселенной слишком холодные и тусклые, чтобы их можно было обнаружить в видимом свете, но их можно обнаружить в инфракрасном. Ученые начинают открывать тайны более холодных объектов во Вселенной, таких как планеты, холодные звезды, туманности и многие другие, изучая инфракрасные волны, которые они излучают.

Космический аппарат «Кассини» сделал это изображение полярного сияния Сатурна с помощью инфракрасных волн.Полярное сияние показано синим цветом, а нижележащие облака — красным. Эти полярные сияния уникальны, потому что они могут охватывать весь полюс, тогда как полярные сияния вокруг Земли и Юпитера обычно ограничиваются магнитными полями на кольцах, окружающих магнитные полюса. Большой и изменчивый характер этих полярных сияний указывает на то, что заряженные частицы, втекающие от Солнца, испытывают над Сатурном некоторый тип магнетизма, который ранее был неожиданным.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЫЛЬ

Инфракрасные волны имеют более длинные волны, чем видимый свет, и могут проходить через плотные области газа и пыли в космосе с меньшим рассеянием и поглощением.Таким образом, инфракрасная энергия может также обнаруживать объекты во Вселенной, которые нельзя увидеть в видимом свете с помощью оптических телескопов. Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) оснащен тремя инфракрасными приборами, которые помогают изучать происхождение Вселенной и формирование галактик, звезд и планет.

Когда мы смотрим на созвездие Ориона, мы видим только видимый свет. Но космический телескоп НАСА Спитцер смог обнаружить около 2300 планетообразующих дисков в туманности Ориона, почувствовав инфракрасное свечение их теплой пыли.Каждый диск может формировать планеты и свою собственную солнечную систему. Фото: Томас Мегит (Университет Толедо) и др., Лаборатория реактивного движения, Калифорнийский технологический институт, НАСА

Столб, состоящий из газа и пыли в туманности Киля, освещен свечением близлежащих массивных звезд, показанных ниже на изображении в видимом свете, полученном космическим телескопом Хаббла. Интенсивное излучение и быстрые потоки заряженных частиц от этих звезд вызывают образование новых звезд внутри столба. Большинство новых звезд невозможно увидеть на изображении в видимом свете (слева), потому что плотные газовые облака блокируют их свет.Однако, когда столб рассматривается в инфракрасной части спектра (справа), он практически исчезает, открывая молодые звезды за столбом газа и пыли.

Предоставлено: НАСА, Европейское космическое агентство и команда телескопа Hubble SM4 ERO

.

МОНИТОРИНГ ЗЕМЛИ

Для астрофизиков, изучающих Вселенную, источники инфракрасного излучения, такие как планеты, относительно холодны по сравнению с энергией, излучаемой горячими звездами и другими небесными объектами. Земляне изучают инфракрасное излучение как тепловое излучение (или тепло) нашей планеты.Когда падающая солнечная радиация попадает на Землю, часть этой энергии поглощается атмосферой и поверхностью, тем самым нагревая планету. Это тепло излучается с Земли в виде инфракрасного излучения. Приборы на борту спутников наблюдения Земли могут определять это излучаемое инфракрасное излучение и использовать полученные измерения для изучения изменений температуры поверхности земли и моря.

Есть и другие источники тепла на поверхности Земли, такие как потоки лавы и лесные пожары. Спектрорадиометр среднего разрешения (MODIS) на борту спутников Aqua и Terra использует инфракрасные данные для отслеживания дыма и определения источников лесных пожаров.Эта информация может иметь важное значение для тушения пожара, когда самолеты-разведчики не могут пролететь сквозь густой дым. Инфракрасные данные также могут помочь ученым отличить пылающий огонь от все еще тлеющих ожоговых шрамов.

Предоставлено: Джефф Шмальц, группа быстрого реагирования MODIS

Глобальное изображение справа — это инфракрасное изображение Земли, полученное спутником GOES 6 в 1986 году. Ученый использовал температуру, чтобы определить, какие части изображения были получены от облаков, а какие — от суши и моря.Основываясь на этой разнице температур, он раскрасил каждую отдельно 256 цветами, придав изображению реалистичный вид.

Кредит: Центр космической науки и техники, Университет Висконсин-Мэдисон, Ричард Корс, дизайнер

Зачем использовать инфракрасный порт для изображения Земли? Хотя в видимом диапазоне легче отличить облака от земли, в инфракрасном диапазоне облака более детализированы. Это отлично подходит для изучения структуры облаков. Например, обратите внимание, что темные облака теплее, а светлые — холоднее.К юго-востоку от Галапагосских островов, к западу от побережья Южной Америки, есть место, где вы можете отчетливо увидеть несколько слоев облаков, с более теплыми облаками на более низких высотах, ближе к океану, который их согревает.

Мы знаем, глядя на инфракрасное изображение кошки, что многие вещи излучают инфракрасный свет. Но многие вещи также отражают инфракрасный свет, особенно ближний инфракрасный свет. Узнайте больше об ОТРАЖЕННОМ ближнем инфракрасном излучении.

Начало страницы | Далее: Отраженные волны в ближнем инфракрасном диапазоне

---

Цитата

APA

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Управление научных миссий.(2010). Инфракрасные волны. Получено [вставить дату — например, 10 августа 2016 г.] , с веб-сайта NASA Science: http://science.nasa.gov/ems/07_infraredwaves

MLA

Управление научной миссии. «Инфракрасные волны» NASA Science . 2010. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. [укажите дату — например, 10 августа 2016 г.] http://science.nasa.gov / ems / 07_infraredwaves

Что означает инфракрасный порт? | Fluke

Тепловизионные камеры делают инфракрасные изображения.Термин «инфракрасный» означает «за пределами красного». Термография определяется как «температурная картина». Итак, по определению инфракрасная термография означает «изображение температуры за пределами красного».

Просмотр инфракрасного изображения, полученного с помощью тепловизора Fluke TiS20 +.

И видимый, и инфракрасный свет являются частью электромагнитного спектра. Инфракрасный свет имеет большую длину волны и меньшую частоту, чем видимый свет. Инфракрасная термография — это наука об обнаружении инфракрасной энергии, излучаемой объектом, преобразовании ее в кажущуюся температуру и отображении результата в виде инфракрасного изображения, которое фиксируется тепловой камерой.

Тепловизионные камеры и электромагнитный спектр

Как инфракрасные изображения обнаруживают проблемы

Тепловые аномалии в оборудовании являются индикаторами потенциальных проблем. Поскольку эта наука может обнаруживать тепловые модели в инфракрасном спектре длин волн, которые не видны невооруженным глазом, она может дать вам большой импульс в идентификации компонентов, которые выходят из строя, до того, как они выйдут из строя.

Вместо того, чтобы предоставлять численный результат теста, как в случае с различными измерительными приборами, тепловизионная камера (также называемая тепловизором) фиксирует изображение, которое можно улучшить с помощью различных цветовых палитр и инструментов выделения, чтобы немедленно устранить потенциальную проблему.Поскольку вы можете получать инфракрасные изображения без прямого контакта с оборудованием, вы можете получить лучшее изображение (в прямом и переносном смысле) реальных условий, когда оборудование находится под нагрузкой.

Инфракрасное изображение подстанции, на котором видны горячие, теплые и прохладные точки.

Большинство тепловизионных камер также фиксируют «радиометрические» данные, что означает, что вы получаете видимую температуру для каждого пикселя изображения. Когда вы обнаруживаете аномалию, вы можете быстро развернуть и увидеть видимые температуры в точных рассматриваемых точках и определить, находятся ли они в пределах нормы.

Инфракрасная термография может открыть вам глаза на новый мир данных, который всегда был рядом с вами, но вы никогда не задумывались об этом, потому что не смогли бы увидеть его без тепловизора.

4 способа создания великолепных инфракрасных изображений

Действительно интересная форма фотографии, которая может преобразовать ваши изображения, — это инфракрасная фотография. Эта форма фотографии существует уже давно, и сегодня вы узнаете, как делать собственные инфракрасные изображения. Это может сделать каждый, и это возможно с минимальным дополнительным оборудованием или даже без него.Так что читайте дальше и узнайте, как вы можете улучшить свои фотографии сегодня.

Инфракрасное излучение очень хорошо работает при длительной выдержке, особенно в движущейся воде.

1. Инфракрасная фотосъемка с инфракрасным фильтром

Первый и самый доступный способ для фотографов с цифровой камерой заняться инфракрасной фотографией — это купить фильтр. Фильтры работают, отфильтровывая весь свет, кроме инфракрасного. Это приведет к отображению инфракрасного изображения на датчике камеры.

Несовершенное решение

Использование фильтра — это самый быстрый путь в этот жанр фотографии, но он не без проблем.Дело в том, что ваша камера построена так, чтобы противостоять инфракрасному свету, и этот факт имеет как положительные, так и отрицательные результаты для вас как фотографа. Давайте посмотрим на некоторые факторы, которые вам необходимо учесть.

• Датчик камеры — Различные камеры будут работать лучше или хуже, когда дело доходит до инфракрасной фотографии с фильтром. Это сводится к тому, насколько силен фильтр, блокирующий попадание инфракрасного света на сенсор вашей камеры. Сильный фильтр будет означать, что вам потребуется более длительная выдержка, и результаты не всегда будут такими сильными.
• Утечка света — При необходимости длинных выдержек важно закрыть те области камеры, которые пропускают свет, кроме, конечно, объектива. Если вы этого не сделаете, вы обнаружите, что свет просачивается внутрь, влияя на внешнюю область вашего изображения. Наиболее очевидная область, которую необходимо охватить на цифровой зеркальной камере, — это видоискатель.
• Шум камеры — Если ваша камера нечувствительна к инфракрасному свету, у вас будет два варианта, оба приведут к цифровому шуму на вашем изображении.Эти варианты: повышение ISO, чтобы обеспечить более короткую длительную выдержку, или выдержку в течение нескольких минут в режиме ручной выдержки.

На этой фотографии облака в небе очень хорошо подходят для инфракрасного излучения. Также много фотосинтезирующих зеленых листьев.

Необходимость длительной выдержки

Как уже упоминалось, инфракрасная фотография с фильтром требует длительной выдержки, однако это часто может действительно улучшить ваше изображение. Вам понадобится штатив, способ удаленного срабатывания затвора, и вам нужно будет закрыть камеру, чтобы предотвратить попадание света внутрь.Многие пейзажные фотографы часто выбирают длинную выдержку, так что же вы получите? Если вы фотографируете где-нибудь с движущейся водой или облаками, то запечатлейте их движение с длинной выдержкой. Береговая линия и морская вода несколько отличаются тем, что сглаживают воду, что также часто является желательным эффектом.

На этом изображении показан инфракрасный снимок без регулировки баланса белого.

Какой фильтр?

Есть много вариантов фильтров, которые вы можете купить.Очевидно, что, как и у разных производителей, результаты будут разными, и вам нужно будет выбрать фильтр, соответствующий вашему стилю. Однако все эти фильтры будут делать одно и то же, а именно отфильтровывать инфракрасный свет. Фотографии в этой статье сделаны с использованием фильтра Hoya R72.

Баланс белого

Чтобы добиться желаемого результата с помощью инфракрасного фильтра, вам нужно настроить баланс белого. Обычно это требуется при постобработке, однако это также можно сделать и в камере.

Для этого в камере необходим следующий метод:

1. Скомпонуйте кадр и нацельтесь на траву, хорошо освещенную солнцем — она ​​должна быть фотосинтезирующей.
2. Используйте выдержку 10 или 20 секунд — достаточно, чтобы правильно экспонировать фотографию.
3. Во время экспозиции, которую в данном случае можно снимать с рук, перемещайте камеру, чтобы получить размытый снимок.
4. Теперь ваше изображение должно быть красным, без резких участков на фотографии.
5. Теперь перейдите к настройкам баланса белого камеры.
6. Выберите параметр пользовательского баланса белого.
7. Выберите только что сделанный снимок и используйте его для установки пользовательского баланса белого. Теперь он установит все красное на вашем изображении и сделает его белым.

В этой сцене я настроил пользовательский баланс белого камеры.

Требуется постобработка

Если вы решили не использовать настраиваемый баланс белого камеры, теперь вам нужно обработать изображение. У вас будет изображение RAW, которое в основном красное. Теперь вы можете решить, следует ли обрабатывать цветное инфракрасное изображение или черно-белое.В обоих случаях для этого вам потребуется настроить красный и синий каналы.

Здесь используется постобработка красного изображения выше, и было получено цветное инфракрасное изображение.

2. Модифицируйте камеру для получения инфракрасных изображений

Те, кто более серьезно относится к инфракрасной фотографии, могут подумать о модификации своей камеры. Важно отметить, что после модификации ваша камера будет полезна только для инфракрасной фотографии, поэтому не делайте этого с основной камерой.

Те, кто идут по этой дороге, часто имеют второй корпус камеры, который они готовы посвятить инфракрасной фотографии.

Что здесь происходит?

Помните, что большинство производителей камер выпускают камеры, блокирующие инфракрасный свет? Вы модифицируете свою камеру, чтобы удалить этот фильтр, блокирующий инфракрасное излучение, перед датчиком камеры и установить инфракрасный фильтр. Это процесс, и теперь ваша камера будет чувствительна к инфракрасному свету.

Какие преимущества?

Теперь вы можете использовать эту камеру как обычную камеру, вместо того, чтобы делать фотографии только с длинной выдержкой.Это означает, что возможны такие методы, как панорамирование и инфракрасное излучение. Вы сможете использовать быструю экспозицию, чтобы запечатлеть моменты. Другими словами, вы восстановите полный художественный контроль над своей камерой, только сейчас она фотографирует только в инфракрасном диапазоне.

Городские пейзажи хорошо сочетаются с инфракрасным светом. У этого есть оттенок сепии.

3. Пленочная фотография и инфракрасная

Инфракрасные изображения создавались давно и, безусловно, предшествовали цифровой фотографии. Можно делать красивые инфракрасные изображения на пленку, но вам понадобится пленка, специально предназначенная для этого вида фотографии.

Инфракрасный фильтр, используемый в цифровой камере, на этот раз не понадобится, поскольку сама пленка пропускает инфракрасный свет. Однако вы все равно можете рассмотреть возможность использования фильтров. Те же фильтры, которые улучшают обычные черно-белые фотографии, также могут делать то же самое для инфракрасного. Это означает, что классический желтый, оранжевый и красный фильтры должны быть в вашей сумке для фотоаппарата. Если вы решите использовать инфракрасный фильтр, это, безусловно, сработает, но, опять же, он будет блокировать большую часть света, а это значит, что вы будете делать длинную экспозицию.

Техника создает сказочное настроение для ваших фотографий.

4. Получение инфракрасных изображений с последующей обработкой

Последний метод получения инфракрасных изображений — это постобработка.

Это означает, что вы можете выбрать любую из имеющихся фотографий и обработать их, чтобы воспроизвести инфракрасный эффект. Стоит выбрать фотографию, которая хорошо подошла бы, если бы она была сделана в инфракрасном свете.

Представьте себе пейзажную фотографию с большим количеством зеленой листвы и голубое небо с одним или двумя облаками.Желающие научиться таким образом обрабатывать свои изображения могут сделать это, прочитав эту статью.

Хорошая комбинация — долгая выдержка и отражение на воде.

Пора создавать свои инфракрасные изображения фантастических пейзажей!

Эта статья дала вам всю информацию, необходимую для создания инфракрасных изображений, или где найти эту информацию.

Вы пробовали эту форму фотографии? Если да, то какой из вышеперечисленных методов вы использовали и есть ли у вас предпочтения?

Инфракрасная фотография — это весело.Если вы ждете выхода в солнечный день, почему бы не попробовать маршрут постобработки? Если у вас уже есть инфракрасные изображения, почему бы не поделиться ими в комментариях? Нам нравится видеть ваши изображения!

Методы и приложения слияния инфракрасных и видимых изображений: обзор

Основные моменты

•

Подробно рассмотрены методы и приложения слияния инфракрасных и видимых изображений.

•

Вкратце рассматривается регистрация ИК- и ВИС-изображений как необходимое условие слияния.

•

Обсуждаются и резюмируются показатели оценки эффективности сварки.

•

Производительность оценивается на различных реальных данных с использованием 18 методов и 9 показателей.

•

Проводятся содержательные обсуждения и перспективы будущей работы.

Abstract

Инфракрасные изображения могут отличать цели от их фона на основе разницы в радиации, что хорошо работает в любых погодных условиях и днем ​​/ ночью.Напротив, видимые изображения могут обеспечивать детали текстуры с высоким пространственным разрешением и четкостью, совместимыми с зрительной системой человека. Следовательно, желательно объединить эти два типа изображений, которые могут сочетать преимущества информации о тепловом излучении в инфракрасных изображениях и подробной информации о текстуре в видимых изображениях. В этой работе мы всесторонне исследуем существующие методы и приложения для слияния инфракрасных и видимых изображений. Во-первых, подробно рассматриваются методы слияния инфракрасных и видимых изображений.Между тем кратко рассматривается регистрация изображения как предварительное условие слияния изображений. Во-вторых, мы даем обзор основных применений слияния инфракрасных и видимых изображений. В-третьих, обсуждаются и резюмируются показатели оценки эффективности слияния. В-четвертых, мы выбираем восемнадцать репрезентативных методов и девять показателей оценки для проведения качественных и количественных экспериментов, которые могут предоставить объективную справочную информацию для различных методов синтеза и, таким образом, поддержать относительную инженерию с достоверными и твердыми доказательствами.В заключение мы подводим итоги текущего состояния слияния инфракрасных и видимых изображений и предлагаем содержательные обсуждения и перспективы будущей работы. Этот обзор может служить справочным материалом для исследователей в области слияния инфракрасных и видимых изображений и смежных областях.

Ключевые слова

Объединение изображений

Инфракрасное изображение

Видимое изображение

Регистрация изображения

Оценочная метрика

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Просмотреть аннотацию

© 2018 Elsevier B.V. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Инфракрасные спутниковые изображения | МЕТЕО 3: Введение в метеорологию

Видимые спутниковые изображения очень полезны для метеорологов, и по большей части их интерпретация довольно интуитивна. В конце концов, интерпретация видимых изображений в некоторой степени имитирует то, что человеческие глаза увидели бы, если бы они лично видели Землю из космоса. Но у видимых спутниковых изображений также есть свои ограничения: они не очень полезны в ночное время, и они только говорят нам о том, насколько толстые (или тонкие) облака.

Ограничивая наше «зрение» только видимой частью спектра, мы уменьшаем нашу способность точно описывать атмосферу. Рассмотрим изображения ниже. На изображении слева показана фотография (в видимой части спектра) мужчины, держащего черный пластиковый мешок для мусора. Справа — инфракрасное изображение того же человека. Обратите внимание, что переключение на инфракрасное излучение дает нам больше информации (мы можем видеть его руки), чем при использовании только видимого света. Более того, тот факт, что затенение инфракрасного изображения сильно отличается от видимого изображения, предполагает, что, возможно, мы сможем получить другую информацию из этого нового «взгляда».«

Глядя на одно и то же изображение как в видимой, так и в инфракрасной частях электромагнитного спектра, можно понять, чего не может сделать одно изображение. То же самое и с дистанционным зондированием атмосферы. Собирая данные на разных длинах волн, мы получаем более полную картину состояния атмосферы.

Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех / Р. Hurt (SSC)

Прежде чем мы углубимся в то, что мы можем узнать из инфракрасных спутниковых изображений, нам нужно обсудить, что на самом деле отображает инфракрасное спутниковое изображение.Как и видимые изображения, инфракрасные изображения получаются радиометром, настроенным на определенную длину волны. Возвращаясь к нашей диаграмме атмосферного поглощения, мы видим, что между примерно 10 и 13 микронами инфракрасное излучение поглощается атмосферой очень мало. Другими словами, инфракрасное излучение на этих длинах волн, испускаемое земной поверхностью или другими объектами, такими как облака, передается на спутник с очень небольшим поглощением по пути.

Вы можете вспомнить из нашего предыдущего урока о радиации, что количество излучения, испускаемого объектом, зависит от его температуры.Более теплые объекты излучают больше излучения, чем более холодные. Таким образом, используя математику, лежащую в основе законов излучения, компьютеры могут преобразовывать количество инфракрасного излучения, принимаемого спутником, в температуру (формально называемую «яркостной температурой», хотя это не имеет ничего общего с тем, насколько яркий объект выглядит для человеческого глаза. ). Наконец, эти температуры преобразуются в оттенок серого или белого (или в цвет, как вы сейчас увидите) для создания инфракрасного спутникового изображения. Обычно более низкие температуры представлены более яркими оттенками серого и белого, а более высокие температуры представлены более темными оттенками серого.

В то время как видимые спутниковые изображения почти все выглядят одинаково, это не относится к инфракрасным изображениям (см. Монтаж изображений ниже). Некоторые инфракрасные изображения имеют оттенки серого, поэтому они напоминают видимые изображения (вверху слева), в то время как другие включают все цвета радуги! Такие инфракрасные изображения, которые содержат разные цветовые схемы, обычно называются улучшенными инфракрасными изображениями не потому, что они лучше, а потому, что цветовая схема подчеркивает некоторые особенности изображения (обычно очень низкие температуры).На самом деле нет принципиальной разницы между «обычным» (в оттенках серого) инфракрасным изображением и улучшенным инфракрасным изображением; раскраска не меняет отображаемые данные. Ключ к любому ИК-изображению заключается в том, чтобы найти шкалу температуры и цвета (обычно сбоку или внизу изображения) и сопоставить затенение с любой функцией, на которую вы смотрите. Вот необрезанные изображения для «традиционного» ИК-изображения и для справки в правом нижнем углу «улучшенного изображения».

Четыре соответствующих инфракрасных спутниковых изображения с разными цветовыми схемами.«Традиционное» инфракрасное изображение показано в верхнем левом углу. Другие спутниковые изображения считаются «улучшенными» инфракрасными изображениями, потому что они содержат цвета, которые отмечают определенные ключевые температурные диапазоны (в данном случае очень низкие температуры).

Кредит: NOAA

Итак, мы знаем, что инфракрасный радиометр на борту спутника измеряет интенсивность излучения и преобразует ее в температуру, но какую температуру мы измеряем? Так как атмосферные газы не поглощают много излучения размером от 10 до 13 микрон, инфракрасное излучение на этих длинах волн в основном проходит через чистый воздух.Это означает, что для безоблачного неба мы просто видим температуру поверхности Земли. Чтобы понять, что я имею в виду, посмотрите этот цикл инфракрасных изображений пустыни Сахара. Обратите внимание на очень резкие изменения температуры почвы от ночи (светло-серая земля) к дневной (темно-серая / черная земля). Это связано с тем, что температура поверхности часто резко меняется в течение дня над пустынями, где жаркое солнце днем ​​обжигает поверхность земли. Однако ночью дно пустыни часто быстро остывает после захода солнца.

Конечно, иногда облака закрывают спутнику обзор поверхности; так что же отображается в облачных областях? Что ж, хотя атмосферные газы поглощают очень мало инфракрасного излучения на этих длинах волн (и, следовательно, излучают очень мало в соответствии с законом Кирхгофа), это не относится к жидкой воде и льду, которые очень эффективно излучают на этих длинах волн. Следовательно, любые облака, которые находятся в поле зрения спутника, будут излучать инфракрасное излучение, соответствующее их температуре. Кроме того, инфракрасное излучение, излучаемое земной поверхностью, полностью поглощается облаками над ней.Помните, что, поскольку облака эффективно излучают инфракрасное излучение на этой длине волны, они также очень эффективно поглощают излучение. Таким образом, несмотря на то, что из-под облака и даже изнутри самого облака идет большое количество инфракрасного излучения, единственное излучение, которое достигает спутника, исходит от вершины облака. Следовательно, инфракрасные изображения — это отображение либо температуры верхней границы облаков, либо температуры поверхности Земли (если облака отсутствуют).

Когда небо чистое, спутник воспринимает излучение, испускаемое поверхностью земли, но при наличии облаков спутник воспринимает излучение, испускаемое вершинами облаков самого высокого уровня.

Кредит: Дэвид Бэбб

Итак, инфракрасные изображения показывают нам температуру верхней границы облаков, но чем это полезно? Хорошо, помните, что температура обычно снижается с увеличением высоты в тропосфере , и если мы сделаем это предположение, то мы можем приравнять температуру верхней границы облаков к высоте верхней границы облаков. Другими словами, облака с холодными вершинами находятся на больших высотах (например, перистые, кучево-дождевые). Облака (например, слоистые, слоисто-кучевые или кучевые) с более теплой вершиной имеют вершины, расположенные на небольшой высоте.

Учитывая, что инфракрасные изображения могут сказать нам о высоте верхней границы облаков, а видимые изображения могут сказать нам о толщине облаков, метеорологи используют оба типа изображений в тандеме. Их совместное использование дает мощную комбинацию, которая помогает точно идентифицировать типы облаков. Давайте применим это краткое изложение к реальному случаю, чтобы я мог понять этот момент. Посмотрите на расположенные рядом друг с другом видимые и инфракрасные изображения ниже, и мы будем использовать оба типа изображений для диагностики типа облака в каждой отмеченной точке.Обратите внимание, что даже несмотря на то, что на инфракрасном изображении шкала температур не отображается, более яркие оттенки серого и белого соответствуют более низким температурам (как это обычно бывает).

Видимые (слева) и инфракрасные (справа) спутниковые изображения классического шаблона облаков в форме запятой, связанных с сильной системой низкого давления с центром над Огайо в 18Z 30 апреля 1996 года. Обратите внимание, что, хотя шкала температуры не показана для инфракрасное изображение, более яркие оттенки указывают на более низкие температуры.

Кредит: NOAA

• Точка A — расположена в линии ярких белых облаков, простирающейся от Внешних берегов Северной Каролины до центральной Флориды.Их яркость на видимых изображениях указывает на то, что это толстые облака. Эти облака также кажутся яркими на инфракрасных изображениях, поэтому у них есть холодные вершины облаков, что указывает на то, что вершины находятся высоко в тропосфере. Таким образом, учитывая, что эти облака толстые и имеют холодные вершины, мы можем предположить, что это кучево-дождевые облака (вершины которых могут достигать высоты 60 000 футов).
• Точка B — Находится в районе «перистых» облаков над Атлантикой. Очевидно, что эти перистые облака не такие яркие, как кучево-дождевые облака на видимых изображениях, что означает, что облака в точке B намного тоньше.На инфракрасном изображении эти тонкие облака кажутся ярко-белыми, что означает, что у них холодные вершины, расположенные высоко в тропосфере. Следовательно, это должны быть перистые облака (высокие и тонкие). Я должен быстро упомянуть, что иногда, когда облака имеют очень тонкие пятна, инфракрасное излучение от земной поверхности может просачиваться через дыры в облаках и достигать спутника. Эта небольшая дополнительная радиация от теплой земли может сделать верхушки очень тонких облаков немного теплее (и ниже), чем они есть на самом деле.
• Точка C : расположена в облаках над Великими озерами и верхней долиной Огайо. Более темный сероватый оттенок на инфракрасных изображениях говорит нам о том, что это низкие облака с теплыми вершинами. Однако эти облака довольно яркие на видимом изображении, а это означает, что они должны быть умеренно толстыми. Учитывая несколько «ячеистую» природу и разрывы между облачками, это, вероятно, слоисто-кучевые облака (хотя дальше на север в районе Великих озер, вероятно, есть более прочная колода слоистых облаков).

Урок, усвоенный здесь, заключается в том, что вы можете использовать изображения в видимом и инфракрасном диапазонах для определения типов облаков в дневное время. Еще один пример того, как синоптики интерпретируют инфракрасные и видимые изображения в тандеме, чтобы максимизировать их полезность, можно посмотреть в этом коротком видео (4:53) ниже:

Интерпретация видимых и инфракрасных спутниковых изображений (4:53)

кредит: Университет штата Пенсильвания

Стенограмма видео: интерпретация спутниковых изображений в видимом и инфракрасном диапазоне

Ночью обычное получение видимых изображений невозможно, поэтому синоптики должны полагаться почти исключительно на инфракрасные изображения.Тем не менее, у инфракрасных изображений есть некоторые ограничения. Обнаружение низких облаков и тумана в ночное время может быть затруднено, потому что излучающие температуры верхних слоев низких облаков и тумана часто почти такие же, как и на близлежащей земле, где, например, слоистые облака не образовывались. Однако благодаря более новой спутниковой технологии (с большим количеством доступных каналов) метеорологи часто могут обойти эту проблему и лучше определить низкие облака и туман ночью.

Конечно, еще одно ограничение инфракрасных изображений состоит в том, что мы должны сделать важное предположение (что температура снижается с увеличением высоты), чтобы интерпретировать их.Хотя это предположение обычно верно, не всегда верно. Помните, что в тихие ясные ночи могут образовываться ночные перевороты (температура повышается с увеличением высоты в слое воздуха у земли). Поэтому ночью или рано утром земля в безоблачных областях иногда может быть холоднее, чем вершины близлежащих низких облаков. Например, посмотрите это инфракрасное изображение, полученное в 1131Z 25 февраля 2008 года. Обратите внимание на немного более темное пятно над южным центральным Техасом, которое я обвел.Этот регион покрыт облаками или ясно?

Заманчиво думать, что более темное пятно теплее и, следовательно, должно быть голой землей. Но, проверьте наблюдения модели станции. Станции в темной области показывают пасмурное небо или небо, скрытое туманом. На самом деле, в более холодных областях, окружающих круг, небо чистое, а в более теплой части круга скрываются низкие облака и туман! Время на снимке — 1131Z, то есть прямо перед восходом солнца, и на чистых участках возникла ночная инверсия, поскольку земля стала очень холодной.Верхняя часть низких облаков и тумана была выше и теплее земли, поэтому область тумана и низких облаков казалась темнее, чем ее окрестности. Суть в том, что вы должны помнить, что вы смотрите на температуру , температуру , когда смотрите на инфракрасное изображение. В ситуациях, когда наше предположение о понижении температуры с увеличением высоты неверно, ваши глаза могут сыграть с вами злую шутку (в конце концов, более яркие области могут не быть облаками).

Если вас интересуют современные инфракрасные спутниковые изображения, то хорошими источниками служат спутниковый сервер NOAA GOES, Национальный центр атмосферных исследований (NCAR), Колледж ДюПейдж и Пенсильванский университет.Далее мы кратко обсудим другой тип изображений со спутников — изображения водяного пара. Но прежде чем двигаться дальше, просмотрите следующие ключевые моменты, касающиеся инфракрасных изображений.

Инфракрасный спутниковый снимок …

• основан на том факте, что измерение инфракрасного излучения объекта говорит вам кое-что о его температуре.
• отображает температуру либо верхушек облаков, либо поверхности земли (если небо чистое).
• можно объединить с предположением, что температура уменьшается с высотой, чтобы определить высоту верхней границы облаков.Более холодные вершины облаков (более низкие температуры) означают более высокие облака.
• — это , а не , способный дать какое-либо прямое указание толщины облаков или наличия осадков (хотя в некоторых случаях можно сделать выводы).

Можно ли использовать инфракрасную камеру для обнаружения лихорадки?

Оказывается, длина волны максимальной интенсивности — пик на кривой выше — зависит от температуры объекта. По мере того, как становится жарче, длина волны пикового излучения уменьшается — он перемещается влево, обратно в видимый спектр.

Итак, для чего-то при комнатной температуре (например, 300 Кельвинов) эта пиковая длина волны составляет около 9,7 мкм (микрометров). Это помещает большую часть излучения в инфракрасную часть спектра. Вот почему обычно нельзя сказать, просто взглянув на вещи, насколько они теплые.

Но если вы нагреете его, скажем, до 1200 К (как этот элемент печи), длина волны максимальной интенсивности опустится примерно до 2,4 мкм. Это все еще в инфракрасной области, но, сдвигая кривую, вы также получаете больше света в видимой части спектра (<0.74 мкм), так что ваш глаз может видеть его сияние. (Попробуйте это в симуляторе PhET!)

Это соотношение температуры и длины волны называется законом смещения Вина, который выглядит следующим образом:

Иллюстрация: Rhett Allain

В этом выражении λ — длина волны света с максимальной интенсивностью, а T. — температура (b — просто постоянная величина). Это означает, что я могу получить значение температуры объекта, просто взглянув на цвет излучаемого им света.

Невидима только большая часть света, поэтому для этого вам понадобится инфракрасная камера.По сути, он похож на обычную цифровую камеру, но вместо датчика, который обнаруживает видимые длины волн, он может «видеть» инфракрасные длины волн. Моя ИК-камера может даже измерять температуру прямо на изображении. Серьезно, это потрясающие вещи.

Никаких размышлений о тебе

О, но есть проблема: закон Вина работает только для излучения от «черного тела». Это что? Черное тело — это объект, который не отражает внешний свет; весь излучаемый им свет создается самим объектом.Лампа накаливания — довольно хороший пример: она светится, потому что нить накаливания сильно нагревается. (Вот почему лампы накаливания — отстойные источники света. Они тратят много энергии в невидимом инфракрасном диапазоне.)

На самом деле свет от большинства вещей представляет собой смесь излучения и отражения. Итак, если мы хотим использовать этот свет, чтобы получить температуру объекта, нам нужно знать соотношение. Это фиксируется индексом излучательной способности . Он колеблется от 0,0 для полностью отражающей поверхности до 1.0 для идеального черного тела. Есть таблицы, в которых вы можете посмотреть коэффициент излучения различных материалов.

Инфракрасное изображение: Ик фильтр что. Детальный разбор инфракрасной фотографии. Настройка и захват. Как получить инфракрасное изображение