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 уже писали - 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 о космосе 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 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

Фотография первой звезды вечером обычным фотоаппаратом:

ИК камерой без фильтра:

Еще один пример первой звезды на фоне города:

Деньги

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 - прозрачны для ИК .

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

Из названия можно сделать выводы, что он пропускает только инфракрасную часть спектра, а все остальное задерживает. И это на самом деле так. Инфракрасные фильтры были и остаются в фаворе при съемке на пленку. Но, почему—то, при цифровой фотосъемке они используются все реже и реже, не смотря на тот интересный, оригинальный эффект, который можно получить, при их помощи.…

Все дело в том, что такой—же эффект достигается путем обработки изображения на компьютере. Так зачем же прикручивать фильтр, который стоит не малых денег, к объективу.

Взять, например, хотя бы это изображение:

После того как открыли выбранную фотографию, делаем дубликат слоя:

Здесь выбираем Infrared и жмём кнопку ОК.

Как видим, получилось вот такое классическое ИК—изображение:

Очень коротко о том, как самому изготовить запускающую инфракрасную лампу-вспышку за полчаса.

Инфракрасная лампа вспышка может понадобиться для синхронизации ведомых ламп-вспышек в тех случаях, когда обычную лампу вспышку со стороны фотографа использовать нежелательно, а так же в случае, когда невозможно отключить оценочный импульс из-за конструктивных особенностей фотокамеры.

ИК-трансмиттер из любой вспышки.

Лампу-вспышку (IR-transmitter) можно изготовить из любой бюджетной лампы вспышки с минимальной переделкой. Для этого достаточно закрепить перед рефлектором лампы вспышки инфракрасный (IR) фильтр.

В качестве материала для изготовления IR фильтра можно использовать тело CD диска черного цвета. Чтобы идентифицировать такой диск при покупке, нужно посмотреть через его край, не покрытый фольгой, на яркий свет. Диск должен пропускать слабый фиолетовый свет.

1. Резцом, которым обычно режут листовые материалы, надрезаем CD диск со стороны дорожек примерно наполовину толщины.

2. Разламываем диск пополам, при этом край фольги отслаивается.

3. Подцепляем край фольги остро отточенным скальпелем и удаляем её.

Из полученного материла нужно изготовить, под размер имеющейся вспышки, две заготовки и склеить их вместе, чтобы в результате получить двухслойный фильтр.

На фотографии справа изображён край резца. Подобным резаком удобно сделать надрез. Резак можно изготовить из любого пришедшего в негодность инструмента, например, обломка ножовочного полотна.

Для того чтобы переделанная лампа-вспышка быстрее заряжалась, можно уменьшить ёмкость накопительного конденсатора до 10 - 30 микрофарад. Для энергии в 1 Джоуль требуется конденсатор емкостью около 20 микрофарад.

Подробнее о подключении произвольных вспышек к цифровым камерам можно прочесть

ИК-трансмиттер из лампы-вспышки встроенной в камеру.

Также, можно преобразовать в IR-трансмиттер встроенную вспышку любой камеры. Для этого достаточно закрепить перед рефлектором вспышки IR фильтр.

Проще всего прикрепить такой фильтр к встроенной лампе-вспышке зеркальной камеры.

1.Просовываем обыкновенную канцелярскую резинку под поднятую вспышку.

2-3. Просовываем одну образовавшуюся петлю в другую с задней стороны вспышки.

4-5. Раздвигаем эту же петлю и заводим её за передний край вспышки так, чтобы закрепить резинку на вспышке.

6. Вот, что должно получиться.

7. Вставляем фильтр между петельками резинки и излучателем вспышки.

8. Можно снимать.

Если вы не располагаете IR-синхронизатором типа «ФС-5-УБ» , который позволяет отсекать измерительные импульсы, то вам следует отключить их в вашей камере. Для этого нужно зайти в меню, переключить вспышку в мануальный режим и выбрать минимальную энергию вспышки.

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.

Инфракрасные фотографии - очень сложна форма фотографии. В процессе урокам Вам нужно быть очень внимательным к процессу настройки оборудования и съёмки. Я подготовил для Вас список , по которому удобно сверять свои действия. Советую распечатать его и положить в сумку вместе с камерой. Все пункты списка мы рассмотрим далее в уроке.

Может ли Ваша камера принимать инфракрасные лучи?

Прежде чем идти и покупать фильтр, проверьте свою камеру на восприятие инфракрасных лучей. Некоторые камеры не могут этого. Самый простой способ проверить это - направить камеру на светодиодную лампочку дистанционного пульта и нажать на нём на несколько кнопок. Если Вы заметите, что мигает красный свет, то камера воспринимает инфракрасные лучи.

Если свет от светодиода тусклый, значит, камера воспринимает инфракрасные лучи, но время экспозиции возрастёт из-за внутреннего фильтра, блокирующего их.

Если Вы не видите мигания светодиода, установите длинную экспозицию и сделайте несколько снимков, при этом нажимая на кнопки пульта, направленного в объектив камеры. На фотографиях должен быть виден красный свет от светодиода. Если его нет, значит Ваша камера не может принять инфракрасные лучи, и данный урок Вам не поможет.

Покупка фильтра

У меня есть несколько предложений при выборе инфракрасного фильтра. Это накручивающиеся фильтры как Hoya, и квадратные фильтры от Cokin.

Накручивающиеся фильтры - очень хороший инструмент при инфракрасном фотографировании. Одна они относительно дорогие. Я советую покупать фильтры от известных брендов для достижения наилучших результатов. У меня, например, фильтр Hoya R72, который очень впечатлил меня своими результатами, хоть он и стоит больше $100.

Квадратные фильтры можно быстрее надеть или снять. В этот момент риск испортить снимок лучами света намного выше, чем при работе накручивающимися фильтрами. Цена за такой фильтр в среднем $60.

Если Вы собираетесь купить большой накручивающийся фильтр, возьмите ещё и переходное кольцо, чтобы этот фильтр подошёл ко всем другим объективам. Это избавит Вас от необходимости покупать отдельный фильтр на каждый объектив.

Длина волны и другие варианты

Фильтр 720нм считается стандартом для инфракрасной съёмки. Я считаю, что начинать стоит именно с него. Есть и другие варианты, например, 900нм (RM90), но цены на такие фильтры очень высокие, они превышают $300. Эти фильтры предназначены для профессиональных инфракрасных фотографов с «большими карманами».

Существует ещё один вариант на случай, если Вы не хотите использовать фильтр. Вы можете настроить свою DSLR камеру на постоянное восприятие инфракрасного спектра. Для этого нужно откалибровать камеру и объектив. Эта очень дорогая услуга, после которой Ваша камера будет снимать только в инфракрасном режиме.

Когда и где снимать?

Один из наиболее популярных жанров инфракрасной съёмки - это ландшафтная съёмка. Из-за эффектов, создаваемых при съёмке, листва может стать белой при рендеринге, что сделает фотографию очень мрачной и запоминающейся. Можете поэкспериментировать деревьями, цветами и травой.

Идеальные условия для съёмки - это солнечные дни. В процессе рендеринга (при неправильной цветовой обработке) небо будет иметь глубокий синий цвет, а листья - белый. Но это не значит, что в плохую погоду нельзя добиться нужного результата.

Если установить большое время экспозиции для инфракрасного фильтра, результаты почти такие же, как при работе с Нейтральным светофильтром (Neutral Density) (ND). На фотографиях будет получиться сильный эффект движения.

Не бойтесь экспериментировать и не ограничивайте себя простыми ситуациями и объектами.

Проблемы с объективом

Некоторые объективы могут создавать аномальные эффекты при инфракрасной съёмке, а именно горячие пиксели. Когда это случается, на изображении можно заметить светлое, бесцветное пятно в центре. Бывает, что появляются полосы по всей фотографии. Их можно убрать в процессе постобработки, но это отнимает много времени и сил.

В настоящее время не существует полного списка объективов, которые правильно работают, и тех, которые создают бесцветные пятна. На сайте dpanswers.com предоставлен немаленький список большинства объективов и их проблемы.

1. Настройка

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

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

Следующие советы помогут Вам получить чистое изображение:

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

2. Баланс белого (White Balance)

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

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

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

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

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

3. Фокусировка и стабилизация

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

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

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

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

4. Апертура

Одна из важных настроек при ИК съёмке - это маленькая апертура. Она даёт большую глубину резкости и минимизирует проблемы с фокусировкой, описанные выше.

5. ISO

В большинстве случаев лучше использовать наименьшую светочувствительность (ISO), чтобы минимизировать количество шума. Принимайте во внимание и длину экспозиции. Я бы порекомендовал использовать ISO не более 800 для съёмки между 10 секундами и минутой. Для экспозиции больше 1 минуты используйте ISO 400 или меньше.

Любые значения, превышающие эти пределы, повышают риск получить большое количество шума и горячих пикселей в процессе пост-обработки.

Если использовать ISO от 100 до 200, то время ожидания ИК экспозиции сократится вдвое. 8-минутная экспозиция при ISO 100 будет сокращена до 4 минут при ISO 200. Количество шума немного увеличится, но это поможет Вам, когда времени очень мало.

6. Скорость затвора.

В завершении поговорим о скорости затвора. Для начала нужно определить время экспозиции. Подготовьте секундомер.

ИК фильтры требуют малую скорость затвора. Как и в случае с фильтрами ND, Вы можете просчитать количество задержки, которое нужно компенсировать, при помощи калькулятора экспозиции (Exposure Calculator).

Например, если экспозиция видимого света - 1/30, ISO 100, f/11, и наилучший результат при ИК съёмке 1 секунда, то у Вас должен быть 5-ступенчатый фильтр блокировки света.

7. Делаем снимок!

Теперь можно прикрутить ИК фильтр к объективу. После этого не изменяйте настройки и не крутите кольцо фокусировки. Нажмите на кнопку спуска затвора и ждите результата!

Во второй части урока мы займёмся обработкой ИК снимков в программе Lightroom.

Поделитесь уроком

Правовая информация

Переведено с сайта photo.tutsplus.com , автор перевода указан в начале урока.