Пятьдесят оттенков инфракрасного

    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 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:


    ИК камерой с ИК фильтром: похоже соотношение сигнал/шум по меньшей мере на порядок лучше, при статистической обработке сотен и тысяч кадров найти звезды днем может быть возможно. Съемка в ИК может быть спасением для «городской астрономии» — паразитная засветка неба городом также намного меньше.


    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 кратко писали — 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 — 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

    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.
    Поделиться публикацией
    Ой, у вас баннер убежал!

    Ну, и что?
    Реклама
    Комментарии 43
    • +3
      А что-нибудь интересное с жидкостями не пробовали найти?
      • 0
        Все что под руку попалось — на фотографии со шкафом поставил на полочку, но ничего особенного там похоже нет…
        • +2
          Например, Швепс светится под УФ-излучением из-за содержания хинина, а какие жидкости могут «поддерживать» ИК?
          • +2
            Жаль. На википедии написано, что прямо вода теряет свою прозрачность в районе тех частот, на которых вы смотрели.
            • +2
              Да, в этом районе — но не хватает совсем чуть-чуть. Нужно 1.3-1.5мкм, а у кремниевых детекторов на 1.1мкм чувствительность равна 0, кремний сам становится прозрачным. Хотя эту кривую прозрачности/чувствительности можно немного подвинуть температурой… Есть куда экспериментировать :-)
          • 0
            Красное вино будет прозрачным, даже в зеленой бутылке, и еще некоторые красные тряпки прозрачнее становятся если в ИК снимать
            • 0
              В рюмке — да, а вот в бутылке — не очень:

              P6172083.jpg

              Красные тряпки становятся белыми. Но прозрачными их сделать пока не удалось…
              • 0
                Не нашел фоток с тех экспериментов когда мы вино в бутылке смотрели, но вот немного фоток с другими штуками — vk.com/megasamodel?w=wall-24764675_2723 кола тоже прозрачная.
          • +7
            Ой, palm M500/505.
            • +1
              Это на самом деле 515-й, с цветным экраном, 500-й в стопочке слева :-)
              Мой первый палм был именно 500-й, но он скончался (сенсорный экран начал барахлить) — теперь за него его брат-близнец :-)
              • 0
                505 тоже с цветным экраном. Чем вообще отличаются 505 и 515? Вики говорит, что объемом памяти.
                • +1
                  515 вышел в продажу с 4.1, в то время как на 505 была пальм ос 4.0 (хотя был доступен апгрейд), также у 515 было больше настроек подсветки экрана (не знаю, менялось ли это для 505 с апдейтом).
                  В свое время любовался на эти машинки, но довольствовался «молодежным» и более доступным m130.
                  • 0
                    Ещё у m515 было в 2 раза больше RAM (16 МБ против 8).
                • +2
                  Замечательная коллекция palm-ов у вас :)
              • 0
                Месяц назад снимал ИК-фильтр с матрицы одной веб камеры — прикольно вышло, нужно будет попробовать поснимать ночью…
                • +3
                  Странно. У меня в подобном эксперименте деревья получились зелёными:







                  Вероятно, дело в том, что в качестве «синего» канала я брал фильтр, который пропускает 670-750 нм («зелёный» — 780-860, «красный» — от 1000 и выше).
                  • +1
                    А где вы фильтры такие брали? И какова цена вопроса?
                    • +4
                      maxmax.com/BP_Color_Series.htm
                      Недёшево — по $145 за фильтр. В действительности, «красный» не нужен, вместо него можно использовать обычный микронный фильтр. Обойдётся вдвое дешевле, а света пропускает заметно больше.
                    • +1
                      О, а можете второе фото в оригинальном разрешении выложить?
                    • 0
                      Del
                    • +4
                      Круто… Всем выйти из Сумрака!
                      • 0
                        Спасибо, может быть еще есть много интересных фильтров, не поведаете? Даже захотелось купить зеркалку, только я никогда до этого поста ими не интересовался. А с lytro получится такое?
                        • 0
                          С обычными камерами интересных фильтров кроме ИК особо и нет (может фильтр, пропускающий только УФ?)…
                          С Lytro — думаю должно получится как с обычной камерой, на 2-3 порядка меньше чувствительность — но работает.
                          • +2
                            Фильтр, пропускающий УФ, не даёт почти ничего. К нему нужен, по меньшей мере, кварцевый объектив (который бы тоже пропускал УФ), а где такие сейчас найдешь? Ну, и от матрицы, наверное, многое зависит. Как-то мне удалось получить одуванчики с тёмной серединкой, но в последних опытах матрица предпочла использовать остатки видимого цвета, прошедшего сквозь фильтры.
                            • 0
                              Да, с пропусканием УФ это проблема. Но по крайней мере в диапазоне 350-400нм может что-то и пройти — возможно, придется подобрать объектив.
                            • +2
                              Зря вы так)))
                              Вот, например:
                              photo-element.ru/book/filters/contrast/contrast.html

                              Ну и заодно об ИК-съёмке:
                              photo-element.ru/book/filters/ir/ir.html

                              P.S. Этот ресурс единственная систематизированная информация о светофильтрах в рунете.
                          • +2
                            В одной из серий научно-популярного сериала «Космос: пространство и время» было продемонстрировано, как видели бы мы звёздное небо, умей наш глаз воспринимать различные виды излучений, в том числе и инфракрасное. Но там просто применили пару фильтров к видеоряду, а фото в статье всё-таки ближе к реальности.
                            • 0
                              коллега, не поделитесь списком продавцов и названий товаров — может линки на продукты.

                              интересно если свести видео со всех диапазонов на предмет всевидящего ока — как оно в итоге выйдет
                              • +1
                                По камере ссылку добавил — ru.aliexpress.com/item/Brand-New-Amoyca-5-MP-Mono-Version-C-mount-Industry-Camera-USB2/1412115493.html?isOrig=true#extend

                                По фильтрам и объективам — посмотрел, по моим ссылкам продавцы цены по-задирали вдвое, нужно заново искать на aliexpress.com

                                Также, как я писал — из этих фильтров действительно полезен пожалуй только 760нм (хорошо режет видимый свет, но еще не режет ИК), гораздо интереснее могут быть полосовые фильтры, упомянутые выше в комментах.
                              • +1
                                Никогда не приходила в голову мысль поснимать ночью в ИК. Спасибо!
                                • 0
                                  Проверьте на ИК излучении кока-колу и синтетические ткани, вроде должно интересно получиться
                                  • 0
                                    А днем ИК-фонарик на каком расстоянии хорошо видно этой камерой? (И ночью тоже интересно)
                                    • +4
                                      Хищник одобряет этот пост.
                                      • +2
                                        Хищник не обладает добротой, поэтому глядя на эти фото он просто спокоен (то есть они у него не вызывают ярости как всё остальное) :)
                                      • 0
                                        Круто))) Очень круто)))))
                                        • +2
                                          Прикольная статья, надо может тоже поиграться фильтрами!

                                          Кстати, где голубые фонари под ночным Москва Сити. Окно — спору нет, энергосберегающие лампочки, а вот фонари — натриевые газоразрядные лампы низкого давления, спектр которых представлен ниже (сорри, лучше не нашлось, чтобы с ИК):

                                          image

                                          В них используется в том числе и ртуть (пруф), которая обеспечивает дополнительные полосы и даёт этот «голубоватый» оттенок при использовании фильтров.
                                          • +4
                                            Флаги РФ и герба Москвы


                                            Высотка
                                            • +1
                                              Прямо тлен какой-то.
                                            • +1
                                              Долго искал глаз Саурона на фотках Сити
                                              image

                                              • +6
                                                А где фотографии девушек в одежде из синтетики?
                                                • +2
                                                  А зачем вам эти белые мумии? Одежда всё равно непрозрачная, она всего лишь белая. Тем более, они шевелятся, три снимка совместить не получится.

                                                Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                Самое читаемое