Войти
Полная фотография старой усадьбы в Монтане. 
Ортомозаика полного спектра с географической привязкой (RGB + NIR), полученная с помощью БПЛА Полноспектральная фотография - это подмножество мультиспектрального изображения, которое среди энтузиастов фотографии определяется как получение изображения с помощью потребительских камер всего, широкого спектра полосы пропускания пленки или датчика камеры. На практике специализированная пленка с широким диапазоном / полным спектром улавливает видимый и ближний инфракрасный свет, обычно называемый « VNIR ».
Модифицированные цифровые камеры могут обнаруживать часть ультрафиолета, весь видимый и большую часть ближнего инфракрасного спектра, так как большинство цифровых датчиков изображения чувствительны в диапазоне от 350 до 1000 нм. Стандартная цифровая камера содержит инфракрасный фильтр с горячим зеркалом, который блокирует большую часть инфракрасного излучения и немного ультрафиолета, которые в противном случае были бы обнаружены датчиком, сужая допустимый диапазон примерно от 400 до 700 нм. Замена горячего зеркала или фильтра, блокирующего инфракрасное излучение, на пропускающий инфракрасный свет или фильтр, пропускающий широкий спектр, позволяет камере обнаруживать свет более широкого спектра с большей чувствительностью. Без горячего зеркала красный, зеленый и синий (или голубой, желтый и пурпурный) элементы матрицы цветных фильтров, размещенные над сенсорными элементами, пропускают различное количество ультрафиолетового и инфракрасного излучения, которое может быть записано в любом из красного, зеленого или синие каналы в зависимости от конкретного используемого датчика и красителей, используемых в фильтре Байера. Переделанная камера полного спектра может использоваться для ультрафиолетовой или инфракрасной фотосъемки с соответствующими фильтрами.
Использование фотографии полного спектра включает в себя фотографию изобразительного искусства, геологию, судебную экспертизу и правоохранительные органы, а также некоторые заявленные случаи использования в охоте за привидениями.
Полноспектральная фотография берет свое начало в построении спектральных изображений, как мультиспектральных, так и гиперспектральных изображений, которое началось еще в конце 1950-х - начале 1960-х годов как средство геологического и военного дистанционного зондирования. Широкополосная панхроматическая пленка была доступна в различных формах с 1920-х годов, когда некоторая чувствительность к УФ и ИК оставалась в коммерчески доступных эмульсиях. Самые ранние цветные пленки иногда включали более широкую полосу цвета, чем недавние коммерческие фотоэмульсии, и их можно было распознать по более красноватым или ограниченным цветовым тонам ранних цветных отпечатков (не путать с выцветанием печати).
В конце 1990-х фотографы-энтузиасты начали снимать в инфракрасном свете цифровыми камерами, что потребовало либо длительной выдержки, либо удаления внутреннего горячего зеркала. Большинство заменили горячее зеркало на инфракрасный пропускающий фильтр той же оптической толщины (чтобы сохранить фокус) и пропускать только инфракрасный свет, чтобы добиться результатов, видимых с инфракрасной черно-белой пленкой. Примерно в 2000 году инженер-электронщик Дэвид Тведе, уже занимающийся VNIR и инфракрасным спектральным дистанционным зондированием, отважился на искусство фотографии полного спектра, используя модифицированную цифровую камеру для исследования более широкого спектрального изображения и развития художественного стиля с его помощью. Примерно в 2003 году судебно-медицинские фотографы, использующие специальные камеры для конкретных целей, начали модифицировать стандартные цифровые камеры, чтобы приобретать менее дорогие инструменты. Фотосъемка полного спектра используется энтузиастами охоты за привидениями, хотя никаких заявлений о фактическом фотографировании психических явлений с помощью полноспектральной или инфракрасной фотографии не было подтверждено.
Сегодня есть несколько мест, которые модифицируют цифровые камеры, чтобы пропускать широкий, полный спектр света для получения полного спектрального изображения. Некоторые зеркальные камеры, такие как Fujifilm FinePix IS Pro, специально разработаны для использования в полном спектре и реагируют от примерно 1000 нм (ИК) до 380 нм (УФ).
Сравнение изображений, полученных с разными спектральными характеристиками. Цифровые датчики и фотографические пленки могут быть созданы для записи невидимого ультрафиолетового (УФ) и инфракрасного (ИК) излучения. В каждом случае для них обычно требуется специальное оборудование: преобразованные цифровые камеры, специальные фильтры, линзы с высокой пропускной способностью и т. Д. Например, большинство фотографических линз сделаны из стекла и отфильтровывают большую часть ультрафиолетового света. Вместо этого необходимо использовать дорогие линзы из кварца. Инфракрасные пленки можно снимать в стандартных камерах с использованием инфракрасных фильтров, хотя фокусировка должна компенсировать инфракрасную фокусную точку.
Переделанная цифровая камера обычно требует, чтобы горячее инфракрасное зеркало было удалено и заменено широкополосным спектрально плоским стеклом с такой же длиной оптического пути. Типичные используемые типы стекла включают Schott WG-280 и BK-7, которые пропускают до 90% от примерно 300 нм до более 1000 нм. Удаление горячего зеркала утомительно и может потребовать специальных инструментов и чистых помещений.
Когда камера становится чувствительной к полному спектру, можно использовать внешние фильтры для выборочной фильтрации участков УФ, видимого и инфракрасного излучения для достижения различных эффектов. Например, стандартный красный цвет # 25a может использоваться для включения красного света и инфракрасного света вместе, что дает особенно сильные двухцветные цветные изображения красноватой природы, за исключением тех случаев, когда инфракрасный свет высокий и отображается как голубой. Другой пример, использование УФ / ИК-фильтров, таких как 18A или U-330, дает двух- или трехцветное изображение, в котором преобладают синий и желтый цвета. Утверждается, что менее распространенные фильтры дают различные цветовые эффекты, начиная от разнообразной пастельной листвы и темно-синего неба до сюрреалистических эффектов неба и земли, хотя для достижения полного эффекта, вероятно, потребуется цифровая обработка изображений. Одной из проблем фотографии полного спектра в пленочной или цифровой фотографии является хроматическая аберрация, вызванная широкополосной информацией. То есть разные спектры, в том числе ультрафиолетовый и инфракрасный, будут фокусироваться в разных фокусных точках, что приведет к размытым изображениям и цветовым краевым эффектам в зависимости от используемого фокусного расстояния. Существуют специализированные объективы, такие как Nikon 105mm f4.5 UV-Nikkor, которые предназначены для устранения этой хроматической аберрации.
Важно отметить, что, хотя преобразованный датчик камеры способен записывать как в ультрафиолетовой, так и в инфракрасной области, когда смешанный свет попадает на датчик, в записи будут преобладать более длинные инфракрасные волны. Небольшое количество коротковолнового ультрафиолетового света или его отсутствие может быть записано, если не применяется избирательная фильтрация, чтобы исключить часть или весь инфракрасный свет. Длинноволновый инфракрасный свет также может размывать значительную часть видимого света в синей и зеленой областях на фотографии с полным спектром. Точно так же, если инфракрасный свет полностью заблокирован, видимый свет может подавить запись ультрафиолетового света. Таким образом, невозможно сделать действительно полнофункциональную фотографию.
Фотография с полным спектром позволяет получить различные эффекты и сюрреалистические цвета благодаря взаимодействию отражательной способности (УФ, видимое, ИК-излучение) природы и материалов, созданных руками человека, а также специфического спектрального пропускания красного, зеленого и синего фильтров на камере. Добавление внешних фильтров уменьшит и подчеркнет различные взаимодействия, давая различные эффекты.
Фотография полного спектра используется для художественной фотографии и может давать цвета, похожие на цветную пленку в видимом диапазоне, но с яркостью и тональностью инфракрасных фотографий. Наиболее полный спектр искусства - пейзажи. Также создается движение для художественной фотографии человека с фотографией полного спектра, которая захватывает реального человека, взаимодействующего с сюрреалистическим пейзажем. Полный спектр фотоискусства представлен в галереях Колорадо и Флориды.
Гиперспектральные и большинство мультиспектральных камер дороги и сложны в эксплуатации, требуют компьютерного сбора данных и трудоемкой постобработки. Модифицированные цифровые камеры с надлежащей фильтрацией позволяют использовать ограниченное спектральное зондирование для геологических / минералогических, сельскохозяйственных и океанографических целей. Большинство потребительских фотоаппаратов сохраняют красный, зеленый и синий микрофильтры, что ограничивает их полезность при создании изображений в научных целях.
В криминалистической визуализации часто используются камеры полного спектра, чтобы выделить невидимые материалы, которые обладают более разнообразной отражательной способностью в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазоне. Приложения включают невидимые чернила (УФ и ИК), нарушенную почву (УФ и ИК), остатки огнестрельного оружия (ИК), биологические жидкости (УФ), волокна и т. Д. По аналогии с судебной экспертизой, камеры полного спектра исследуются для улучшения фотографических изображений. записи археологических находок.
