Инфракрасная фотография - Смотритель закатов — LiveJournal. Блог дмитрия евтифеева Инфракрасная съемка людей
Здравствуйте, друзья!
Я давно хотел написать на эту тему, но всё как-то казалось, что материала маловато и сейчас, спустя год кажется также. Процесс набора материала очень долгий и если быть к себе очень критичным, то можно и одной теме всю жизнь посвятить.
Что даёт инфракрасная фотосъемка
Давно вы занимаетесь фотографией или начали недавно, скорее всего, вы обратили внимание, что многие достопримечательности уже сфотографированы со всех сторон. Видов природы столько, что сервера Амазон и Гугл уже не вмещают, а фотостоки не принимают. Проблема заключается в том, что мало просто сфотографировать. В наше время когда вы вряд ли будете первым в месте съемки, нужно сфотографировать как-то по особенному.
И здесь нам приходят на помощью необычные способы съемки и экзотические светофильтры.
Видеоролик интервью со мной для канала Наука 2.0 про инфракрасную фотосъемку
Единственное замечание к ролику — я всё-таки снимаю инфракрасные фото как раз на коротких выдержках. На длинных снимал когда у меня не было модифицированной камеры.
Цифровые фотокамеры для инфракрасной фотографии
Современные фотокамеры устроены так чтобы инфракрасный спектр, который попадает в объектив не влиял на изображение. Для того, чтобы он не влиял в фотокамеру ставят фильтр, которые этот спектр отсекает.
На приведённом ниже графике вы можете увидеть, что кремний из которого сделан сенсор камеры вполне себе пропускает излучение с длиной волны до 300нм и до 1100нм. Далее он становится «прозрачным» для излучения (за ИК излучением начинаются радиоволны).
На самом деле сенсор фотокамеры, это не просто кремний, а целый «бутерброд», в котором возникает масса дополнительных проблем с правильным распознаванием цвета.
На каждом этапе прохождения излучения через границу между слоями электромагнитная волна может менять амплитуду и направление. Часть излучения отражается обратно, часть переходит на следующий слой «бутерброда». Из отразившейся обратно части излучения, часть переотражается в предыдущем слое и переходит на следующий слой изменённой, а часть выходит за пределы сенсора (полностью отражается обратно). Т.к. степень отражения излучения зависит от его длины волны, то влияет этот процесс на спектральную чувствительность сенсора нелинейно. Особенно это касается лучей, приходящих на сенсор под углом (помните ?)
Обычно с «лишним» спектром ЭМ волн борются с помощью специального фильтра, который отсекает инфракрасный и ультрафиолетовый спектр, чтобы получить чистую картинку с видимым спектром. Иначе мы имеем искаженные цвета (красные цвета усиливаются, черный становится тёмно-фиолетовым) и т.д.). Такую проблему имела, например, камера Leica M8 .
Собственной картинки снятого ИК/УФ фильтра у меня пока нет (донорская камера лежит и ждёт пока я её разберу), так что вы можете посмотреть процесс разборки и как выглядит сам фильтр на сайте компании Lifepixel , известного американского модификатора камер.
Пленочные фотокамеры для инфракрасной фотографии
Я не занимался инфракрасной фотографией на пленочных камерах. В теории тут есть свои плюсы и минусы. Есть плюс в том, что вы можете купить инфракрасную плёнку любого производителя и начать снимать, никакие фильтры вам не мешают. А минус в том, что единственный доступный способ фокусировки это ставить на объективе шкалу дистанций на специальную красную метку. С одной стороны это просто, а с другой... Разные длины волн фокусируются в разных местах и потому с одними инфракрасными фильтрами вы будете попадать точно в фокус, а с другими снимки будут нерезкими. Придётся экспериментально искать правильное положение фокуса для конкретного инфракрасного фильтра.
Еще есть один плюс... Плёночные камеры дешевые и пленка для них тоже недорогая.
Объективы для инфракрасной фотографии
Инфракрасный спектр не блокируется стеклом объектива, так что подойдет любой объектив. Если на нём есть специальная красная метка для занятий инфракрасной фотографией — вообще здорово, может облегчит работу с некоторыми инфракрасными светофильтрами, не нужно будет тщательно фокусироваться.
Теория и практика светофильтров для инфракрасной фотографии
Для инфракрасной фотографии существуют специальные фильтры с разным пропускаемым спектром. Дело в том, что диапазон инфракрасного спектра большой, а нас интересует только определенный участок, плюс если к инфракрасному спектру подмешивать видимый спектр, то будет иногда интереснее, чем просто инфракрасный спектр.
Я использую светофильтры B+W 092 , B+W 093 , но существует еще много других инфракрасных светофильтров которых у меня нет или они уже не производятся.
Внешний вид
Почти непрозрачный инфракрасный фильтр B+W 092 , который выглядит темно-красным с фиолетовым оттенком (dark purplish red), если смотреть на просвет.
Кривая пропускания
Блокирует видимый спектр до 650нм
Пропускает только 50% с 650нм до 730нм (отсюда тёмно-красный цвет)
730-2000нм — пропускает более 90% спектра
Это светофильтр в основном используется пейзажными фотографами для фотосъемки на чёрно-белую инфракрасную плёнку и на модифицированную для инфракрасной съемки цифровую камеру.
20-40.
кадр инфракрасного фото со светофильтром B+W 092 и балансом белого по-умолчанию
кадр инфракрасного фото со светофильтром B+W 092 с другим балансом белого
пример обработанной инфракрасной фотографии, сделанной со светофильтром B+W 092
Обработка может быть совсем разной, цвета неба, деревьев и прочего здесь условны и вы выбираете такие, которые вам нравятся. Чаще всего небо и здания лучше сделать естественных цветов. А вот листья деревьев, трава и проч. могут быть какие угодно.
Попытка имитировать работу инфракрасного фильтра 092 в фотошопе
Раньше инфракрасное изображение всегда переводили в ч.б., но сейчас появилась мода и на цветные инфракрасные фотографии.
Уверен, что вы снимите что-то более интересное т.к. это просто тестовый снимок, чтобы показать как работает фильтр.
Такое ч.б. изображение не получить имитацией в фотошопе или в настройках камеры — проверено. Потому как все объекты отражающие ИК (листья деревьев и трава, например) получают бОльшую яркость, а поглощающие (вода, например) становятся темнее.
Обратите внимание, что на настоящем инфракрасном фото чёрные фары стали белыми, листья деревьев белые даже снизу. На снимке появились тучи на небе. И это с фильтром, где всё-таки есть примесь видимого спектра.
Примеры снимков
Внешний вид
Инфракрасный фильтр 093 — с бликом от мощного источника света. По блику его иногда называют тёмно-зелёным. Такой блик получается потому что фильтр пропускает только ИК спектр (красный) и отражает синий и зеленый, которые мы и видим
Фильтр B+W 093
полностью блокирует видимый спектр, таким образом фильтр выглядит как полностью непрозрачный.
Этот светофильтр делает возможными инфракрасные фотографии без примешивания красной составляющей, в отличие от предыдущего светофильтра (092).
Кривая пропускания
Результирующее изображение обычно переводят в черно-белое.
Такое ч.б. изображение не получится имитацией в фотошопе — проверено. Потому как все объекты отражающие ИК (листья деревьев и трава, например) получают бОльшую яркость, а поглощающие (вода, например) становятся темнее.
Пропускание B+W 093 начинается с 800 нм, поднимается до 88% на 900 нм и остается таким высоким далеко за пределы чувствительности инфракрасной плёнки. Этот фильтр редко используется для пейзажной съемки т.к. вынуждает снимать на очень чувствительные пленки (высоком ISO). Но в научном плане, судебной экспертизе и проч. ограничение спектра только инфракрасным особенно важно. Фактор фильтра очень зависит от освещения и характеристик светочувствительного материала (плёнка, сенсор).
пример инфракрасного фото снятого с фильтром B+W 093 с балансом белого по-умолчанию
пример ифракрасного фото, снятого со светофильтром B+W 093 с другим балансом белого
пример инфракрасного фото, снятого со светофильтром B+W 093 и переведённого в черно-белое
Примеры снимков с инфракрасным фильтром B+W 093
>
Очарование снимков с этим фильтром в передаче цветов зелёной растительности в оранжево-красных цветах, которая получается благодаря высокой способности отражать инфракрасный спектр у хлорофилла в растениях.
Фактор этого фильтра очень зависит от светочувствительного материала (плёнка, сенсор) и степени отражения инфракрасного спектра от объекта съемки.
Камера
Хорошие инфракрасные фильтры довольно «плотные» (тёмные) и потому обычной камерой приходится снимать со штатива. Например, через B+W 093, который пропускает только инфракрасный спектр вообще ничего не видно глазами. Выдержка при этом становится весьма длинной. В яркий солнечный день параметры съемки могут быть F4 1/4sec iso 1600. По этой причине снимок может иметь довольно сильные шумы, которые впрочем успешно подавляются в RAW-конвертере. Но хуже то, что на длинной выдержке листья деревьев часто получаются размытыми.
Потому я сильно рекомендую купить модифицированную под инфракрасную съемку камеру и снимать на нормальной выдержке. Тогда для инфракрасной съемки в яркий солнечный день параметры могут быть такими: F4 1/200sec iso 100. Как видите, можно вполне нормально снимать что угодно с рук.
Вариантов найти модифицированную камеру или модифицировать свою несколько. Самый простой — купить или модифицировать в американской конторе LifePixel . Второй путь — попытаться сделать это самому. Я отдавал свой Nikon D300 на модификацию специалистам, которые работают с мелкой электроникой. Они успешно разобрали камеру, но рамка на сенсоре по их словам так «закисла» на винтах, что её было не снять. Так что пришлось всё собрать обратно. Третий вариант — найти специалиста там где живёте. Если будет необходимость, обращайтесь ко мне , я постараюсь помочь с камерой модифицированной под инфракрасную съемку.
Фокусировка
При смене фильтров желательно перефокусироваться тщательно, используя LiveView фотокамеры на максимальном увеличении. Причину я уже выше объяснял, фильтр с другим спектром смещает фокусировку. Также имеет смысл использовать шторки на ЖК экран фотокамеры или увеличитель («лупу») на ЖК экран для более точной фокусировки на солнце, иначе экран засвечивает и плохая фокусировка портит хороший снимок.
Какой светофильтр выбрать
При выборе фильтра стоит учесть, что плотные инфракрасные светофильтры, которые отсекают весь видимый спектр оставляют только один по сути канал в цветном изображении и потому оно превращается в черно-белое.
На экране фотокамеры оно чаще выглядит как фиолетовое, но это условно т.к. инфракрасный спектр цвета не имеет и с помощью баланса белого вы можете поставить любой цвет, если хотите оставить изображение цветным.
Другое дело светофильтры где пропускается часть видимого спектра. Он примешивается к инфракрасному и тогда есть некоторая информация в цветовых каналах изображения, это позволяет перекрашивать изображение в разные необычные цвета.
Вы также можете заказать себе установку специального светофильтра прямо на матрицу и тогда у вас будет то цветное изображение, которое вы «заказывали».
В этом есть свой плюс т.к. аналоговое расщепление изображение на цвета не даёт артефактов на изображении, в отличие от цифровой «раскраски». Но есть и минус — ограничение свободы выбора раскраски.
Итоги
Вариантов съемки много хороших и разных, желаю вам поскорее взять камеру и идти на улицу пока на дворе лето (если вы этого еще не сделали или делаете редко)! Особенно это касается инфракрасной съемки, зимой от которой мало пользы.
Удачных вам снимков! :)
P.S. Я еще многое мог бы вам рассказать об инфракрасной фотосъемке, но если буду вдаваться слишком глубоко, то не успею написать другие интересные статьи. Так что позже постепенно буду дополнять эту статью.
Хотели бы вы узнать, как бы выглядел окружающий мир, если бы человеческий глаз воспринимал световые лучи не только, так называемого «видимого спектра», но и далеко за его пределами?
Одним из способов увидеть мир таким, каким его неспособен увидеть человеческий глаз, является фотосъемка в инфракрасном диапазоне.
ИК фильтр на объектив, необходимый элемент для инфракрасной съемки
Уже давно из сугубо технической, прикладной области, инфракрасная съемка вошла в мир художественной фотографии. При помощи съемки в ИК диапазоне, можно получить невероятные по красоте, «космические» пейзажи.
Вообще, данный вид съемки и последующей обработки, предмет для отдельной большой статьи или даже цикла статей. Но сегодня наша цель просто познакомиться с основами.
Итак, как получить инфракрасный снимок? Вариантов много. Раньше для этого использовалась специальная фотопленка. В специализированной цифровой технике используются особые матрицы.
Но можно попробовать сделать инфракрасный снимок и на простой цифровой фотоаппарат.
Оборудование для инфракрасной фотографии
По большому счету, оптика любой камеры пропускает лучи в ИК диапазоне. Но проблема в том, что матрицы современных камер оснащены специальными Hot-mirror фильтрами. И эти фильтры часто практически полностью отсекают ИК спектр.
Есть простой способ проверить, насколько ваша цифрозеркалка подходит к инфракрасной съемке. Возьмите обычный пульт дистанционного управления — от телевизора, музыкального центра и т.п. Все они работают на основе ИК лучей.
Поставьте свою камеру на штатив и в полной темноте сделайте насколько снимков, на разных выдержках и значениях диафрагмы. При этом держа пульт направленным в объектив и удерживая нажатой любую кнопку.
Если на сделанных кадрах появилась светлая точка, значит фильтр вашей камеры в достаточной степени пропускает ИК лучи и можно двигаться дальше. Если нет, то вариантов несколько. Поискать другую камеру или попробовать действовать дальше «на авось». Любопытно что часто слабым Hot Mirror оснащены относительно недорогие мыльницы, а не навороченные зеркалки.
Экспериментируйте с выдержкой и диафрагмой. Возможно для достижения цели вам потребуется очень длительная выдержка, чтобы ИК лучи пробились через фильтр.
Некоторые пускаются во все тяжкие, занимаясь тюнингом внутренностей своих цифрозеркалок под ИК съемку. Если вы решили пойти по этому пути, то для данной цели вполне можно недорого купить «донора» из числа БУ зеркалок. Суть тюнинга заключается в механическом удалении Low Pass фильтра, на который обычно механически напылен Hot Mirror фильтр.
В интернете, особенно англоязычном, много сообществ где есть подробные инструкции по разборке и удалению фильтров с разных моделей камер.
Механическое удаление фильтра после разборки камеры
Второй неотъемлемой частью является покупка светофильтра на объектив. Наиболее популярные и проверенные модели — Hoya R72 и Cokin 007. Но учитывая недешевую стоимость ИК фильтров (от 80-100$) имеет смысл сначала протестировать вашу камеру с этим фильтром, а не покупать вслепую, в интернет магазине.
Правда есть руководства по изготовлению IF фильтра из подручных средств. Но это отдельный разговор.
Интереснее всего в инфракрасном диапазоне выглядят пейзажи. Это связано с тем, что по сути, мы фиксируем способность предметов не излучать, а поглощать волны ИК волны. Например небо поглащает их в огромном количестве и на снимке будет уходить в черноту, зелень деревьев наоборот отражает лучи и на снимке будут выглядеть белыми, как покрытые инием в морозный день.
Учитывая что при применении ИК фильтров количество света попадающего на матрицу крайне мало, придется снимать на длительных выдержках а следовательно потребуется штатив.
Hoya R72 — один из самых популярных инфракрасных фильтров.
Кроме того, стоит перевести камеру в ручной режим фокусировки, так как автофокус может безбожно врать из за фильтра.
Затем стоит поэкспериментировать с различными параметрами экспозиции, анализируя полученный результат.
После того, как мы получили заветный кадр, следует заняться пост обработкой. Так как редкий кадр, сделанный в инфракрасном диапазоне будет шедевром без обработки.
Способов обработки существует великое множество. Рассмотрим один, самый простой.
Обработка инфракрасной фотографии
Существует огромное количество техник пост процессинга (обработки) инфракрасных снимков. Рассмотрим вкратце один из самых простых.
На выходе из камеры вы получите что то подобное.
Инфракрасное фото на выходе из камеры
Если съемка велась в RAW, имеет смысл изменить баланс белого, чтобы сделать зелень максимально приближенной к чистому белому цвету.
Затем, открываем снимок в Photoshop и корректируем уровни Levels. Лучше делать это для каждого канала отдельно (Red, Green, Blue).
Примерный вид Levels для необработанного снимка
Коррекция levels — смещаем ползунки слайдера к краям гистограммы
В итоге наш снимок станет более контрастным и приобретет визуальную «глубину».
Фото после изменения баланса белого и коррекции уровней
Следующий шаг — инверсия цвета.
Для этого открываем Channel Mixer (Image – Adjustments – Channel Mixer.)
Выбираем красный канал и для него Red убираем до 0, а Blue поднимаем до 100
корректируем канал Red
Затем открываем канал Blue и для него делаем наоборот. Red в 100% а Blue в 0%
Корректируем канал blue
Затем нажимаем Ok и наслаждаемся результатом. Для достижения лучшего эффекта можно еще поработать с инструментами насыщенности цветов — Adjustments – Hue/Saturation
Итоговый IF снимок
Примеры инфракрасных фотографий
Ну а для вдохновения, чтобы у вас появилось желание таки попробовать поснимать в данной технике, большая галерея инфракрасных снимков.
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 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 подробнееФокусировка
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.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.
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.
Не знаю как вам, а мне всегда было интересно: как выглядел бы мир, если бы цветовые каналы RGB в глазу человека были чувствительны к другому диапазону длин волн? Порывшись по сусекам, я обнаружил инфракрасные фонарики (850 и 940нм), комплект ИК фильтров (680-1050нм), черно-белую цифровую камеру (без фильтров вообще), 3 объектива (4мм, 6мм и 50мм) расчитанные на фотография в ИК свете. Что-ж, попробуем посмотреть.
На тему ИК фотографии с удалением ИК фильтра на хабре - на этот раз у нас будет больше возможностей. Также фотографии с другими длинами волн в каналах RGB (чаще всего с захватом ИК области) - можно увидеть в постах с Марса и в целом.
Это фонарики с ИК диодами: 2 левых на 850нм, правый - на 940нм. Глаз видит слабое свечение на 840нм, правый - только в полной темноте. Для ИК камеры они ослепительны. Глаз похоже сохраняет микроскопическую чувствительность к ближнему ИК + излучение светодиода идет с меньшей интенсивностью и на более коротких (=более видимых) длинах волн. Естественно, с мощными ИК светодиодами нужно быть аккуратным - при везении можно незаметно получить ожег сетчатки (как и от ИК лазеров) - спасает лишь то, что глаз не может излучение в точку сфокусировать.
Черно-белая 5-и мегапиксельная noname USB камера - на сенсоре Aptina Mt9p031. Долго тряс китайцев на тему черно-белых камер - и один продавец наконец нашел то, что мне было нужно. В камере нет никаких фильтров вообще - можно видеть от 350нм до ~1050нм.
Объективы: этот на 4мм, еще есть на 6 и 50мм. На 4 и 6мм - рассчитанные на работу в ИК диапазоне - без этого для ИК диапазона без перефокусировки снимки получались бы не в фокусе (пример будет ниже, с обычным фотоаппаратом и ИК излучением 940нм). Оказалось, байонет C (и CS с отличающимся на 5мм рабочим отрезком) - достался нам еще от 16мм кинокамер начала века. Объективы до сих пор активно производятся - но уже для систем видеонаблюдения, в том числе и известными компаниями вроде Tamron (объектив на 4мм как раз от них: 13FM04IR). 
Фильтры: нашел опять у китайцев комплект ИК фильтров от 680 до 1050нм. Однако тест на пропускание ИК излучения дал неожиданные результаты - это похоже не полосовые фильтры (как я себе это представлял), а похоже разная «плотность» окраски - что изменяет минимальную длину волны пропускаемого света. Фильтры после 850нм оказались очень плотными, и требуют длинных выдержек. IR-Cut фильтр - наоборот, пропускает только видимый свет, понадобится нам при съемке денег.
Фильтры в видимом свете:
Фильтры в ИК: красный и зеленый каналы - в свете 940нм фонарика, синий - 850нм. IR-Cut фильтр - отражает ИК излучение, потому у него такой веселенький цвет. 
Приступим к съемке
Панорама днем в ИК: красный канал - с фильтром на 1050нм, зеленый - 850нм, синий - 760нм. Видим, что деревья особенно хорошо отражают именно самый ближний ИК. Цветные облака и цветные пятна на земле - получились из-за движения облаков между кадрами. Отдельные кадры совмещались (если мог быть случайный сдвиг камеры) и сшивались в 1 цветную картинку в CCDStack2 - программа для обработки астрономических фотографий, где цветные снимки часто делают из нескольких кадров с различными фильтрами.
Панорама ночью: видно отличие по цвету разных источников света: «энергоэффективные» - синие, видны только в самом ближнем ИК. Лампы накаливания - белые, светят во всем диапазоне. 
Книжная полка: практически все обычные объекты практически бесцветны в ИК. Либо черные, либо белые. Лишь некоторые краски имеют выраженный «синий» (коротковолновый ИК - 760нм) оттенок. ЖК экран игры «Ну погоди!» - в ИК диапазоне ничего не показывает (хотя работает на отражение). 
Сотовый телефон с AMOLED экраном: совершенно ничего не видно на нем в ИК, равно как и синего индикаторного светодиода на подставке. На заднем фоне - на ЖК экране также ничего не видно. Синяя краска на билете метро прозрачна в ИК - и видна антенна для RFID чипа внутри билета. 
На 400 градусах паяльник и фен - довольно ярко светятся:
Звезды
Известно, что небо голубое из-за Рэлеевского рассеяния - соответственно в ИК диапазоне оно имеет намного мЕньшую яркость. Возможно ли увидеть звезды вечером или даже днем на фоне неба?Фотография первой звезды вечером обычным фотоаппаратом:
ИК камерой без фильтра:
Еще один пример первой звезды на фоне города:
Деньги
Первое, что приходит на ум для проверки подлинности денег - это УФ излучение. Однако купюры имеют массу спец.элементов, проявляющихся в ИК диапазоне, в том числе и видимых глазом. Об этом на хабре уже - теперь посмотрим сами:1000 рублей с фильтрами 760, 850 и 1050нм: лишь отдельные элементы напечатаны краской, поглощающей ИК излучение:
5000 рублей:
5000 рублей без фильтров, но с освещением разными длинами волн:
красный = 940нм, зеленый - 850нм, синий - 625нм (=красный свет):
Однако инфракрасные хитрости денег на этом не заканчиваются. На купюрах есть антистоксовские метки - при освещении ИК светом 940нм они светятся в видимом диапазоне. Фотография обычным фотоаппаратом - как видим, ИК свет немного проходит через встроенный IR-Cut фильтр - но т.к. объектив не оптимизирован под ИК - изображение в фокус не попадает. Инфракрасный свет выглядит светло-сиреневым потому, что RGB фильтры Байера - . 
Теперь, если добавить IR-Cut фильтр - мы увидим только светящиеся антистоксовские метки. Элемент выше «5000» - светится ярче всего, его видно даже при не ярком комнатном освещении и подсветке 4Вт 940нм диодом/фонариком. В этом элементе также красный люминофор - светится несколько секунд после облучения белым светом (или ИК->зеленого от антистоксовского люминофора этой же метки).
Элемент чуть правее «5000» - люминофор, светящийся зеленым некоторое время после облучения белым светом (он ИК излучения не требует). 
Резюме
Деньги в ИК диапазоне оказались крайне хитрыми, и проверять их в полевых условиях можно не только УФ, но и ИК 940нм фонариком. Результаты съемки неба в ИК - рождают надежду на любительскую астрофотографию без выезда далеко за пределы города.Существует замечательный вид фотографии, которая открывает взгляду иной, «параллельный» мир, скрытый от глаза человека, - инфракрасная фотография. Изображения, полученные при помощи инфракрасных фильтров, позволяют нам попасть в сказку, которая в то же время является неотъемлемой частью нашего повседневного пространства.
Инфракрасная фотография началась в пленочную эпоху, когда появились специальные пленки, способные к регистрации инфракрасного излучения. Но, поскольку в наше время цифровые зеркальные фотоаппараты гораздо популярнее пленочных и достать специальную пленку стало достаточно тяжело (к тому же, надо заметить, не каждая пленочная зеркалка позволит снимать на ИК-пленку из-за наличия внутри камеры инфракрасного датчика, который будет засвечивать кадры), в этом фотоуроке мы коснемся только аспектов инфракрасной съемки при помощи цифровых зеркальных камер.
Для начала, чтобы понять процесс получения инфракрасного изображения, необходимо разобраться в теории. Излучение, формирующее цветное изображение, воспринимаемое человеческим глазом, имеет длину волны в пределах от 0,38 мкм (фиолетовый цвет) до 0,74 мкм (красный цвет). Пик чувствительности глаза приходится, как известно, на зеленый цвет, имеющий длину волны примерно 0,55 мкм. Диапазон волн с длиной менее 0,38 мкм называют ультрафиолетовым, а более 0,74 мкм (и до 2000 мкм) - инфракрасным. Источниками инфракрасного излучения являются все нагретые тела.
Отраженное солнечное ИК-излучение чаще всего формирует картинку на пленке или матрице фотоаппарата. Поскольку самое распространенное применение инфракрасная фотография нашла в пейзажном жанре , необходимо отметить, что лучше всего ИК-излучение отражают трава, листья и хвоя, и поэтому они на снимках получаются белыми. Все тела, поглощающие ИК-излучение, на снимках выходят темными (вода , земля, стволы и ветви деревьев).
Теперь можно перейти к практической части.
Начнем с фильтров. Для получения инфракрасного изображения необходимо использовать ИК-фильтры, обрезающие большую часть или все видимое излучение. В магазинах можно найти, например, B+W 092 (пропускает излучение от 0,65 мкм и длиннее), B+W 093 (0,83 мкм и длиннее), Hoya RM-72 (0,74 мкм и длиннее), Tiffen 87 (0,78 мкм и длиннее), Cokin P007 (0,72 мкм и длиннее). Все фильтры, кроме последнего, являются обычными резьбовыми фильтрами, навинчивающимися на объектив. Фильтры французской фирмы Cokin необходимо использовать с фирменным креплением, которое состоит из кольца с резьбой под объектив и держателя фильтров. Особенность такой системы состоит в том, что для объективов с разным диаметром резьбы нужно приобретать только соответствующее кольцо, а сам фильтр и держатель остаются теми же, что получается гораздо дешевле, чем приобретение одинаковых резьбовых фильтров для каждого объектива. Кроме того, в стандартный держатель можно установить до трех фильтров с разными эффектами.
Поскольку мы рассматриваем ИК-съемку исключительно при помощи цифровых зеркальных фотокамер, нужно отметить, что у разных моделей камер разная способность к регистрации инфракрасного излучения. Сами по себе матрицы фотокамер достаточно хорошо воспринимают ИК-излучение, однако производители устанавливают перед матрицей фильтр (так называемый Hot Mirror Filter), обрезающий большую часть волн инфракрасного диапазона.
Делается это для минимизации появления нежелательных эффектов на снимках (например, муара). От того, насколько сильно фильтруется ИК-излучение, зависит возможность применения камеры для ИК-съемки. Например, камерой Nikon D70 с фильтром Cokin P007 можно снимать с рук, а для Canon EOS 350D и большинства других камер из-за длинных выдержек всегда потребуется штатив. Некоторые фотографы, увлеченные ИК-фотосъемкой, прибегают к модификации камеры, удаляя инфракрасный фильтр.
Теперь коснемся обработки снимков в Photoshop. Полученные кадры, в зависимости от установки баланса белого, будут иметь красную или фиолетовую тональность. Для получения классического черно-белого инфракрасного снимка нужно будет обесцветить снимок, например, с использованием карты градиента, предварительно настроив уровни и контраст. Также существует несколько способов получения очень эффектных цветных инфракрасных фотографий. Например, можно воспользоваться инструментом Channel Mixer, установив для начала для красного канала Red - 0%, Blue - 100%, для синего - Red - 100%, Blue - 0%, а затем путем небольших манипуляций с процентным соотношением того или иного цвета в каналах подобрать такие значения, при которых картинка будет выглядеть наиболее привлекательно.
В заключение отметим основные плюсы инфракрасной фотографии: отсутствие дымки на снимках и всегда хорошо проработанное небо, отсутствие мусора, поскольку он не отражает ИК-лучи, и, конечно, важнее всего то, о чем было сказано в самом начале, - возможность увидеть необычный, неповседневный мир, в котором, помимо сказочного цвета, все движущиеся объекты исчезают или превращаются в «призраков».