Инфракрасная фотография позволяет нам увидеть мир, который недоступен нашему глазу.

Сначала эти снимки могут показаться безжизненными, но присмотревшись, в них можно увидеть другое пространство и другую реальность. Картины, полученные с помощью инфракрасной фотографии очень сюрреалистичны: жаркое лето на них превращается в холодную зиму, небо и вода становятся практически черными.

Все это - снимки из других, параллельных миров.

Прогулочные лодки на канале

Это не зима, это лето, здесь деревья и трава зеленые.

Что нужно сделать, чтобы запечатлеть этот сказочный, невидимый мир? Первым делом определить, подходит ли ваша камера для съемки в ИК-диапазоне. После чего обзавестить специализированными фильтрами и штативом. Но есть и народный метод.

Один из специалистов поделился своим опытом и несколькими работами в области инфракрасной фотографии:

«Для того, чтобы получить такие снимки, я купила б/у цифровую камеру Canon 350D и „сломала“ ее, заменив hot mirror на обычное стекло. Было очень страшно случайно сломать аппарат окончательно. Но операция прошла удачно, все работает, хотя у меня осталась пара „лишних“ шурупов после сборки.»

Впервые инфракрасное излучение, находящееся за пределами видимого диапазона, обнаружил англичанин Вильям Гершель еще в 1800-м году. Сначала инфракрасная фотография применялась астрономами, использовалась при аэрофотосъемке, а также военными и реставраторами при работе с полотнами великих живописцев.

Сегодня инфракрасная фотография - это отличный прием для тех фотографов, которые хотят запечатлеть что-то необычное и выделить свои творения из общей массы.

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

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, +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.

Человеческий глаз способен воспринимать лучи в диапазоне длин волн от 380 нм до 760 нм (от фиолетового до красного). Все, что выходит за эти рамки, без специального оборудования увидеть невозможно.

Видимый свет - это лишь малая часть широкого спектра волн. Соседние области спектра - ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Они могут быть запечатлены на фотографии, так как преломляются линзами объектива, и изображение может быть сфокусировано на матрицу фотоаппарата. Инфракрасная фотография позволяет запечатлеть длины волн в недостижимом для нашего глаза диапазоне - от 700 до 1100 нм.

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».

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. 06:43 am - Инфракрасная фотография

Что такое инфракрасная фотография?

Это ещё не тепло, но уже не свет.
Как получить инфракрасное изображение на обычном фото-аппарате. Как сделать ИК-фильтр из подручных материалов. Специализированные камеры. Сложности при съёмке и как их обойти. Выбор объективов, камер и фильтров.
Интересные сюжеты в инфракрасном диапазоне.

На живых примерах инфракрасных снимков попробуем вместе их обработать. Получим готовые решения по обработке снимков и вместе разберём, как эти решения работают.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Представление об инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом излучении. Различие инфракрасного и теплового излучения.

Инфракрасное излучение было открыто в 1800 английским учёным В. Гершелем, который обнаружил, что в полученном с помощью призмы спектре Солнца за границей красного света (т. е. в невидимой части спектра) температура термометра повышается. Тогда же было доказано, что это излучение подчиняется законам оптики и, следовательно, имеет ту же природу, что и видимый свет.

Рис.1 Разложение в спектр солнечного излучения

С противоположной стороны, за фиолетовой полосой спектра находится ультрафиолетовое излучение. Оно так же невидимо, но так же немного нагревает термометр.

Дальнее инфракрасное излучение (самое длинноволновое) применяют в медицине в физиотерапии. Оно проникает под кожу и нагревает внутренние органы, не обжигая при этом кожу.

Среднее инфракрасное излучение регистрируется тепловизорами. Наиболее популярное применение тепловизоров – это поиск утечек тепла и бесконтактный контроль температуры.

Рис. 2. Тепловизор (средняя инфракрасная область)

Нас же больше всего интересует ближнее (самое коротковолновое) инфракрасное излучение. Это уже не тепловое излучение окружающих предметов комнатной температуры, но ещё не видимый свет.
В этом диапазоне частот довольно сильно излучают предметы, нагретые до заметного красного свечения. Например, гвоздь, нагретый докрасна на пламени газовой плиты в инфракрасном свете – ярко белый (рис.3) Участки более холодные (покраснение которых незаметно в видимом спектре) остаются тёмными в ИК.

Рис. 3 Ближний ИК диапазон

Именно этот диапазон излучения «работает», когда предметы нагреваются на солнце или под лампами накаливания. И это же излучение поглощают «термальные» окна автомобилей и домашние энергосберегающие стеклопакеты.
Наиболее популярное его применение – это пульты дистанционного управления (рис.4), инфракрасные камеры наблюдения с инфракрасными прожекторами подсветки.
В своё время была популярна передача данных по стандарту IrDA. Тот самый инфракрасный порт в телефонах и ноутбуках.

Рис. 4. Пульт дистанционного управления

В цифровой, как впрочем и плёночной фотографии чувствительность камеры к инфракрасному излучению нежелательна. Она приводит к искажению цвета - черные велюровые пиджаки смотрятся синими, выборочно теряется насыщенность красного.
Поэтому в современных камерах всячески борются с ней самыми разнообразными методами. Однако остаточная чувствительность всё равно есть, хоть и совсем небольшая.

Различия между чёрно-белым и инфракрасным изображением.

В интернете довольно популярны фильтры, делающие из цветной фотографии подобие инфракрасной. Однако они не могут работать корректно, потому что в цветной картинке нет информации об отражающей способности материалов в инфракрасном спектре. Грубо говоря, они не могут различить зелёный автомобиль и зелёную листву и делают все зеленые объекты в кадре белыми. Точно так же всё синее становится чёрным.
Точно так же не получается инфракрасной фотографии за простым красным фильтром неважно, плёночным или цифровым.

Как получить инфракрасное изображение

Для того чтобы получить настоящее инфракрасное изображение нужно, в простейшем случае, не пропустить в объектив видимое излучение, чтобы остаточная чувствительность камеры к инфракрасному излучению сформировала изображение.

Инфракрасные плёнки

В случае плёночной фотографии это обеспечивается применением специальных плёнок Kodak High Speed Infrared HIE, Konica Infrared 750 и самой популярной – Ilford SFX 200. Однако плёнки недостаточно, нужно ещё установить фильтр, который отсечёт видимый свет. Иначе плёнка превращается в обычную чёрно-белую панхроматическую плёнку с увеличенным зерном. Совершенно неинтересное сочетание.
Инфракрасная плёнка очень требовательна к условиям хранения – настоятельно рекомендуется хранить в холодильнике. Заряжать плёнку в фотоаппарат необходимо в полной темноте, потому что хвостик плёнки работает как световод и засвечивает до полвины плёнки. Плюс счётчики кадров в плёночных фотоаппаратах также засвечивают плёнку. Ни в коем случае нельзя засвечивать плёнку при сканировании багажа в аэропорту, а сделать это в современных мерах безопасности практически нереально – служба безопасности встаёт на дыбы и настоятельно просит показать, что в коробочке.
После экспонирования плёнку нужно проявлять по классическому чёрно-белому процессу в кромешной темноте и желательно в металлическом бачке.
Итого плёночная инфракрасная фотография это занятие скорее героическое, чем практическое.

Цифровые камеры

В цифровой фотографии всё гораздо интереснее. У большинства популярных цифровых фотоаппаратов матрица имеет остаточную чувствительность к инфракрасному диапазону достаточную, чтобы фотографировать на солнце с выдержкой в несколько секунд.

Рис. 5. Инфракрасная фотография. Canon EOS 40D, F8, 30”. Фильтр из слайдовой плёнки.

Несмотря на то, что матрица цифровой камеры чувствительна к инфракрасному излучению, их чувствительность к видимому свету в тысячи раз больше, поэтому, чтобы сделать ИК-фотографию, необходимо блокировать видимый свет специальным фильтром.
Например, камеры Canon EOS 40D и 300D на летнем солнце требовали выдержку 10…15 секунд при диафрагме F5.6 и чувствительности ISO 100. В аналогичных условиях Nikon D70 позволял работать с выдержкой в ½ … 1 секунду (что говорит о значительно более слабом ИК-фильтре в камере).
Если не бояться длительных выдержек, то вполне можно работать и в таком режиме - просто установить перед объективом инфракрасный фильтр и фотографировать со штатива.
Минус такого решения не только в длинных выдержках, но и в невозможности кадрировать картинку – в оптическом видоискателе ничего не видно. Приходится всегда пользоваться LiveView, а он есть не у всех камер.

Камеры с убирающимся инфракрасным фильтром (NightVision)

В своё время, когда цифровые зеркальные камеры ещё не набрали сегодняшней популярности, среди фотографов пользовались авторитетом камеры Sony DSC-F707/717/828.

Рис6. Камеры Sony DSC-F717/828/707

Их особенностью был режим съёмки Night Shot – в нём с матрицы камеры снимался фильтр, поглощающий инфракрасное излучение. Это позволяло установить перед объективом специальный фильтр, пропускающий только инфракрасное излучение и получить честный инфракрасный снимок с относительно короткими выдержками. Пусть и с массой ограничений автоматики, но это позволило фотографировать портреты в ИК-диапазоне.
Существует легенда, что камеры, предназначенные для астрофотографии, Canon EOS 20Da и Canon EOS 60Da приспособлены к инфракрасной съёмке, однако это не так. У них по-другому устроен Low-Pass фильтр и повышена чувствительность в красном диапазоне. Однако к инфракрасному диапазону они так же нечувствительны.

Модификация камеры для инфракрасной съёмки.

Если возможностей обычной камеры с фильтром кажется недостаточно и хочется получать инфракрасные фотографии с короткими выдержками, то можно из камеры убрать фильтр отсекающий инфракрасное излучение (Hot Mirror) и получить камеру с довольно высокой чувствительностью к ИК-диапазону. В обычном видимом свете камера нормально работать перестанет – цвета буду постоянно искажаться, а справиться с этим можно только установив фильтр Hot Mirror уже на объектив. Поэтому для съёмки в ИК-диапазоне часто используют старую камеру, которая уже отслужила своё и её не так жалко сломать.
А раз уж пошло вмешательство в камеру, то можно прямо инфракрасный фильтр поставить прямо перед матрицей. Плюсы этого решения в том, что в видоискателе снова видна картинка, а перед объективом больше не нужно ставить инфракрасный фильтр. А раз не нужен фильтр, то можно использовать объективы с различным диаметром резьбы под светофильтр.
В домашних условиях поменять фильтр перед матрицей теоретически можно, но на практике выгоднее отдать камеру на доработку специалисту – результат получится существенно качественнее, а камера не будет сломана. Опять же, знающий человек оттестирует автофокус камеры под инфракрасную съёмку и внесет поправки, если это надо.

Инфракрасные фильтры

Для съёмки в инфракрасном диапазоне практически всегда необходимо применение инфракрасных фильтров (Infrared passing filter). Фильтров, которые не пропускают видимый свет, однако прозрачны для инфракрасного излучения.
И в этом деле самый простой помощник это фотоплёнка: проявленная цветная плёнка прозрачна в ИК-диапазоне. А это значит, что засвеченная и проявленная негативная или просто проявленная слайдовая плёнка окажется чёрной в видимом диапазоне, но прозрачной в инфракрасном.
Кстати, именно ИК-прозрачностью плёнки пользуются плёночные сканеры с автоматическим удалением пыли. Они делают дополнительный снимок в ИК-диапазоне – пыль остаётся видимой на фоне прозрачной плёнки. А это готовая маска для удаления пыли.

Рис.7. Слайдовая плёнка

А раз так, то можно вырезать из подходящей плёнки кружок нужного диаметра и вложить его между защитным фильтром и объективом. Если эффекта окажется недостаточно – можно вложить несколько слоёв плёнки. Картинка немного потеряет контраст и резкость, но инфракрасная составляющая станет очевидна.

Рис.7A Слайдовая плёнка и ИК излучение

Так же можно поискать чёрные CD-R диски. Они были популярны для записи музыки, но в последнее время, со снижением популярности компакт-дисков, их стало сложно найти. Если с подобного диска смыть обложку, то получится чёрный диск, прозрачный в ИК-диапазоне.

Рис.8. Чёрный компакт-диск.

Производятся множество вариантов готовых фабричных ИК-фильтров. Наиболее популярный в России это фильтр Hoya R72. Он блокирует излучение короче 720 нанометров, а это как раз граница видимого света. Чуть менее популярен фильтр Schneider B+W 093 – он также полностью блокирует видимое излучение.
Фильтры Schneider B+W 092 и Cokin P007 блокируют видимое излучение не полностью, поэтому картинка получается только слегка окрашенной. Слайдовая фотоплёнка показывает промежуточный результат, поэтому её приходится складывать в несколько слоёв.

Объективы

Одного светофильтра для съёмки недостаточно – нужно ещё чем-то сформировать изображение. Сложность инфракрасной фотосъёмки в том, что объектив будет использоваться в ненормальном для него применении. Длина волны света хоть немного, но длиннее видимой, а это значит, что преломление света будет меньше (вспомним призму с рис.1), а это значит, что масштаб картинки изменится. Объектив станет чуть более длиннофокусным. Одновременно с этим возникает и целая россыпь проблем, которые где-то сказываются сильнее, а где – то слабее. Рассмотрим их подробнее

Фокусировка

Если объектив навести на бесконечность в видимом свете, то в ИК-диапазоне он окажется наведённым чуть ближе. Появится фронт-фокус. Но есть и хорошая сторона этой ошибки – она стабильная и достаточно просто довернуть кольцо фокусировки на определенный угол. Именно для этого на советских объективах (например на Юпитер-37А, Юпитер-9, Гелиос 44М-8 и некоторых других) стоит дополнительная красная метка R . Для правильной фокусировки в ИК нужно сначала навести резкость в видимом свете, а потом довернуть кольцо фокусировки на метку R .
У современных объективов эта метка бывает довольно редко и у зум-объективов её положение зависит от фокусного расстояния. Поэтому обычному фазовому автофокусу зеркальных камер особо доверять не стоит. Обойти проблему можно или воспользовавшись Live View и наведясь уже по контрасту или сфокусироваться вручную, контролируя резкость по экрану. Если у камеры нет Live View, то можно просто задиафрагмировать объектив посильнее и тем самым спрятать ошибку фокусировки в глубине резкости.

Рис.9 Инфракрасная метка на шкале фокусировки.

На объективах с постоянным фокусным расстоянием эту метку можно установить самостоятельно, сделав несколько снимков и выбрав положение с максимальной резкостью. Положение этой метки не зависит от дистанции фокусировки и диафрагмы, поэтому её достаточно просто один раз нарисовать и в дальнейшем пользоваться этой поправкой.

Качество просветления

Просветляющее покрытие на объективах – это несколько слоёв тонких плёнок, на границе которых луч света отражается, интерферирует с основным лучом и значительно снижает интенсивность отражения. То есть каждый слой просветления рассчитан на определенную длину волны. Однако, для инфракрасного излучения своего слоя просветления может и не быть. Поэтому некоторые объективы начинают «ловить зайцев», показывать довольно сильные блики и терять микрорезкость. А некоторые – нормально работают в инфракрасном диапазоне.

Неравномерность поля, Hot-Spot

Ещё одна проблема с инфракрасной оптикой – это переотражения на стыках линз в объективе. У особо многолинзовых объективов они иногда складываются настолько неудачно, что в середине полученного изображения появляется яркое пятно засветки – Hot-spot (рис.10). Эффект сильнее сказывается на закрытых диафрагмах, и на коротких фокусных расстояниях. Если вспомнить, что на матрице часто стоит фильтр hot-miror, отражающий инфракрасное излучение обратно в объектив, картинка получается совсем безрадостная.

Рис.10 Hot-spot

Обидно, что чаще всего этот эффект возникает у сверхширокоугольных зум-объективов. Именно тех объективов, на которые получаются самые интересные инфракрасные картинки.

Блики

Большинство объективов не предназначено для инфракрасной съёмки. Поэтому чернение внутренних поверхностей, защита от переотражений и расположение приводов внутри объектива может приводить к сильным бликам при попадании прямого солнечного света внутрь объектива. Приходится применять глубокие бленды, снимать из тени или делать несколько снимков с разным положением бликов и собирать из них панорамы-мозаики.

Рис. 11 Блики

Все перечисленные особенности в больше части зависят от типа объектива и могут незначительно меняться в зависимости от экземпляра или камеры. В Сети есть отзывы по различным объективам, таблицы с описанием пригодности и проблем, которые возникают с объективами. Найти их можно по строке поиска «объективы пригодные для инфракрасной съёмки». Но это не значит, что снимки с другими объективами не получатся совсем. Они могут потребовать какого-то дополнительного внимания – например, прикрыть их от солнца, или чуть по-другому кадрировать. Но на моём опыте не было ни одного объектива, который был бы совсем не пригоден.
Единственный случай полной непригодности к ИК-съёмке – это камеры с объективом, установленным на гиперфокальное расстояние (камеры без автофокуса). У них в ИК – диапазоне зона резкости уезжает вперёд, а поправить фокусировку просто нечем. Но такие камеры уже практически не встречаются в виде отдельных фотоаппаратов. Их можно встретить только в самых недорогих телефонах или в роли фронтальной камеры на планшетах. Не думаю, что съёмка в ИК-диапазоне на фронтальную камеру планшета может иметь хоть малейший смысл.

Практическая часть

Инфракрасная фотография хороша своей необычностью, отличием от обычной фотографии. Тем, что привычные предметы начинают выглядеть иначе. Поэтому есть смысл делать акцент на сюжетах, подчёркивающих это различие.
В ИК-диапазоне есть возможность получить картинку с очень большим контрастом. Она чем-то напоминает по контрасту чёрно-белую фотографию за насыщенно красным светофильтром К- 8Х, но картинка ещё контрастнее.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.

Тест: Александр СЛАБУХА, Сергей ЩЕРБАКОВ

Перед нами два фильтра, через которые ничего не видно. Точнее через один из них, имеющий темно-красную, почти черную окраску, все же удается что-то разглядеть. Это инфракрасный фильтр B+W Infrared Dark Red 092, выпускаемый компанией Schneider Optics — дочерним подразделением концерна Schneider-Kreuznach.

Будь этот фильтр один, данный материал, скорее всего, не появился бы. Cokin 007, Hoya R72, Heliopan RG715 — эти фильтры, давно представленные на нашем рынке и уже вполне освоенные фотографами, практически являются аналогами «девяносто второго». И в этом плане вряд ли от B+W 092 следует ожидать каких-либо сюрпризов.

Зато от полностью черного B+W Infrared Black 093, а это второй рассматриваемый фильтр, сюрпризы вполне возможны. Их причина — в спектральных характеристиках этого фильтра применительно к художественной фотографии, принципиально отличающихся от характеристик B+W Infrared Dark Red 092.

Фильтр B+W Infrared Dark Red 092 блокирует видимый свет до длины волны 650 нм, пропускает 50% на 700 нм. От 730 до 2000 нм пропускает более 90% излучения. Рекомендуется для художественной фотографии на черно-белых инфракрасных материалах. Увеличение экспозиции для различных материалов может составить 20-40x.

Фильтр B+W Infrared Black 093 блокирует видимый свет до длины волны 800 нм, пропускает 88% на 900 нм. Предназначен преимущественно для научной фотографии. Редко используется в художественной фотографии по причине катастрофического падения светочувствительности черно-белых инфракрасных пленок общего назначения.

Если сказать совсем коротко, фильтр 093 пропускает только инфракрасное излучение, в то время как в полосе пропускания 092 фильтра есть определенная доля видимого спектра, которая может быть зафиксирована, например, сенсорами цифровых фотокамер.

Фильтры выпускаются в круглых резьбовых оправах диаметрами от 30,5 мм до 77 мм. Правда, в московских магазинах такого изобилия не встретишь, а представленный ассортимент обычно ограничивается самыми ходовыми диаметрами, начиная от 58 мм и выше.

На тестирование поступили фильтры с диаметром 72 мм. Признаться, нам бы хотелось 77 мм, чтобы поработать профессиональными светосильными зумами (напомним, что эти объективы, как правило, имеют именно такую присоединительную резьбу для фильтров). Выход из положения, впрочем, нашелся — переходное понижающее кольцо 72/77 мм.

Будет виньетирование от оправы фильтра или нет, зависит от конструкции оправы объектива и его фокусного расстояния (точнее, угла поля зрения). Единственный объектив, где мы наблюдали виньетирование, был особоширокоугольный зум Sigma 10-20/3.5-5.6 EX DC HSM (для цифровых зеркальных камер с сенсором APS-C). Но даже на фокусах 10-12 мм наблюдалось лишь незначительное срезание углов кадра, а начиная с f=13 мм оно полностью исчезало.

Камеры
То обстоятельство, что тестируемые фильтры резьбовые, причем большого диаметра, предопределило и выбор типа тестовой камеры — зеркальная со сменной оптикой. И хотя ролик инфракрасной черно-белой фотопленки мы все же отсняли, но основным инструментом тестирования была камера цифровая.

В интернете встречается информация о пригодности той или иной цифровой камеры для инфракрасной съемки. Сама матрица чувствительна, иногда даже весьма значительно, к инфракрасному излучению. Но перед цифровым сенсором стоит фильтр (internal IR cut filter), который это излучение задерживает. И от того, каковы спектральные характеристики матрицы и этого фильтра, зависит, насколько пригодна конкретная камера к инфракрасной фотосъемке. Впрочем, в абсолютную непригодность современных зеркалок нам как-то не верится…

В качестве тестовых камер мы выбрали Nikon D50 и Canon EOS 350D. Считается, что первая хорошо подходит для инфракрасной съемки, а вторая — не очень.

Основная часть съемки выполнена объективами Nikkor AF 24-120/3.5-5.6, Tokina AF 20-35/2.8 и Tokina AF 80-400/4.5-5.6 на камере Nikon D50; EF-S 17-55/2.8 IS USM и EF 28-105/3.5-4.5 II USM — на Canon EOS 350D.

Фокусировка
Несмотря на то, что при установленном фильтре 092 картинка в видоискателе едва различима, система автофокуса обеих камер оказалась работоспособной. В условиях достаточного освещения, например, днем на природе, камеры вполне четко фокусировались на объект (вот только сам он с трудом просматривался в видоискателе).

Следует ли из этого, что можно положиться на автоматику камеры? Ответ будет таким: смотря какой камеры, да и то не всегда. Дело в том, что в инфракрасном участке спектра фокальная плоскость оказывается несколько смещенной, т.е. объектив рисует резкое изображение немного не в той плоскости, что для видимого участка спектра. А автофокус настроен на работу именно в видимом диапазоне.

Здесь, правда, есть некоторые нюансы. Так, камера Nikon D50 без и с установленным фильтром 092 фокусировалась строго на одну и ту же дистанцию. А это значит, что кадры, снятые с автофокусировкой через этот инфракрасный фильтр, будут получаться не в фокусе.

С камерой Canon EOS 350D картина иная. С надетым фильтром она автофокусировалась на чуть более близкую дистанцию, снимки получались вполне резкими, так что ручную коррекцию фокуса можно не делать. Как показала практика, при использовании Canon EOS 350D шкала коррекции для съемки а инфракрасном диапазоне подходит для сильного фильтра 093, а для фильтра 092 метку следовало бы сдвинуть примерно вдвое ближе к обычной метке фокусировки в видимом диапазоне.

Говоря о коррекции фокуса, мы имеем в виду следующее. Иногда на оправах объективов, точнее на шкале дистанций, нанесена одна или несколько (в случае зум-объектива) дополнительных к основной меток. Их назначение — скорректировать фокусировку объектива таким образом, чтобы после установки инфракрасного фильтра изображение в фокальной плоскости камеры оставалось резким. Поступают следующим образом. Сначала без фильтра производят фокусировку на объект — автоматически или вручную. Затем, установив фильтр и переведя автофокус камеры в ручной режим, сдвигают метражную шкалу объектива так, чтобы дистанция наводки на резкость напротив основной метки переместилась на «инфракрасную».

При работе с фильтром 093 приходится поступать именно так. И хотя камеры иногда смогли сфокусироваться и через такой черный фильтр, все же стоит признать, что для работы с ним системы автофокуса не предназначены.

Выполняя такую коррекцию фокусировки с фильтром 092, мы всякий раз на камере Nikon D50 получали кристально резкие инфракрасные снимки, причем на полностью открытой диафрагме. В абсолютно тех же условиях изображение с фильтром 093 получалось чуть мыльным.

А что делать, если на объективе нет фокусировочных инфракрасных меток (как правило, это бюджетные недорогие объективы)? Нужно попытаться самостоятельно практическим путем определить хотя бы приблизительно необходимую подвижку и сильно диафрагмировать объектив. Диафрагмирование, правда, будет заметно удлинять выдержки, а они при инфракрасной съемке и так большие. Если не сказать — длительные.

Экспозиция
Съемка с инфракрасными фильтрами требует увеличения экспозиции, в практическом плане — отрабатываемой затвором выдержки. Для фильтра 092 это увеличение значительное, для 093 — очень значительное.

Экспозамер Nikon D50 вполне точно работает через фильтр 092, при этом увеличение экспозиции составляет порядка 5-6 ступеней, что очень даже неплохо. Назовем эту экспозицию базовой для инфракрасной съемки. Но даже если бы экспозамер камеры работал с фильтром неточно или не работал вообще (как с 093), найти базовую экспозицию несложно, хотя бы по гистограмме снимка — она должна быть «хорошей». Кстати, найдя расхождение базовой и обычной экспозиций (т.е. для съемки в видимом диапазоне спектра) в ступенях EV, можно не пользоваться камерной экспосистемой, а замеряться внешним экспонометром.

Экспозамер на камере Canon EOS 350D тоже работает через фильтр 092, но снимки получаются темными (сильная недодержка), и требуется дополнительно добавить 4-5 ступеней. При этом общее увеличение экспозиции до базовой составляет 10-11 ступеней.

По сравнению с 092 фильтр 093 потребует увеличить экспозицию еще ступени на 4. Таким образом, при съемке через него придется увеличивать экспозицию: для Nikon D50 на 10 ступеней, для Canon EOS 350D — на 16 (!).

Что такое 16 ступеней на практике? Скажем, в солнечный день при чувствительности ISO 200 выдержка при диафрагме f/5.6 может составлять 1/2000 с. Увеличение на 16 ступеней удлиняет ее до… 30 с! А в пасмурную погоду при плохой освещенности счет пойдет на минуты. Так что работа на высоких ISO (при этом выдержки будут короче) для камеры Canon мера вынужденная, но изображению на пользу это не идет. Длительные выдержки и высокие ISO — это как раз те причины, которые осложняют инфракрасную съемку Canon EOS 350D.

При съемке через фильтр 092 мы бы рекомендовали не ограничиваться базовой экспозицией, а делать дополнительно 2-3 кадра, увеличивая каждый раз выдержку еще на одну ступень. При этом снимок на ЖК-экране камеры будет выглядеть просто ужасно, а гистограмма — показывать сильную передержку, но все же эти дополнительные «бракованные» кадры сделать желательно. Почему — расскажем чуть позже.

Обработка
При съемке с обоими фильтрами получаются сильно окрашенные изображения. Для 092 преобладающий оттенок красно-оранжевый, для 093 — красно-фиолетовый. Во всяком случае, большинство натурных снимков камерой Nikon были именно такими. (Оттенок зависит от спектрального состава освещения, характеристик инфракрасного фильтра, характеристик внутреннего отрезающего фильтра и цветных фильтров на матрице, а также алгоритма интерпретации цветов процессором камеры или компьютерной программой.) Поэтому сильная коррекция баланса белого неизбежна, и делать ее лучше в RAW-файле. Мы использовали конвертеры Adobe Camera Raw (ACR) и Pixmantec RawShooter 2006 (RS 2006).

При переводе изображения в черно-белое практически полностью беспроблемным оказался фильтр 093. Достаточно выставить баланс белого пипеткой, как изображение становится монохромно серым (или почти таким). Да, оно вялое, контраст сильно понижен, но это легко правится прямо в конвертере или позднее в редакторе. Словом, фильтр 093 — это легкое и быстрое преобразование инфракрасного изображения в черно-белое.

Чего не скажешь о фильтре 092. В этом случае картинка никак не получится чисто черно-белой. Причина в том, что данный фильтр помимо инфракрасного пропускает и часть видимого участка спектра, поэтому изображение на снимке есть комбинация обычного и инфракрасного. Так что в конвертере, несмотря на то, что снимок будет выглядеть цветным, нужно создать хорошую основу, чтобы потом в редакторе получить визуально приятный инфракрасный эффект. Словом, придется повозиться.

Как отличить обычный черно-белый снимок от инфракрасного? Прежде всего, по тональности зеленой растительности — она становится светло-серой и даже почти белой. Все правильно — зелень хорошо отражает инфракрасное излучение, поэтому и должна выглядеть светлой. Такое ее высветление на снимке называется вуд-эффектом (wood effect), но к дереву это не имеет никакого отношения. (На самом деле, эффект назван именем известного физика-экспериментатора, который применял ультрафиолетовую и инфракрасную съемку в своих исследованиях — Роберта Вуда/Robert Wood).

Как нами было замечено, некоторые снимки переводились в черно-белое инфракрасное изображение довольно легко, другие — весьма хлопотно. По распределению тональностей изображение отличалось от обычного черно-белого, но и на инфракрасное не очень походило. Понятно, что инфракрасная составляющая картинки как-то распределилась по RGB-каналам изображения. Важно уметь эту информацию находить и наиболее эффективно извлекать.

На снимках, выполненных Nikon D50, в большинстве случаев инфракрасный сигнал находился в синем канале изображения, иногда — в зеленом и совсем редко — в красном или во всех трех одновременно. (Для других камер эта зависимость может сохраниться, но может быть иной, поэтому поизучайте свою модель.)

Чтобы не вытягивать «слабый» синий канал, мы советуем делать при съемке несколько дублей, увеличивая экспозицию относительно базовой. Передержки в 2-3 ступени будет вполне достаточно.

При наличии такого запаса исходного материала процедура конвертации снимков, снятых через фильтр 092, значительно облегчается. Нужно выбрать кадр с наилучшим синим каналом и «тянуть» этот канал, не обращая внимания на остальные. Такова общая схема, детали в каждом конкретном случае могут варьироваться.

И еще. Изначально хорошая наполненность «инфракрасного канала» (например, синего) потребует меньших его преобразований в конвертере, а следовательно, шумов и артефактов в финальном изображении тоже будет меньше. Мы, например, получали абсолютно чистые, без шумов инфракрасные снимки, хотя исходный цветной кадр больше походил на откровенный брак.

Так что затраченное на съемку дублей время вполне оправдано.

Заключение
Какому из рассмотренных инфракрасных фильтров отдать предпочтение? Для фотографов, все еще остающихся верными фотопленке, вряд ли это будет B+W Infrared Black 093. Для работы с ним требуются фотопленки, сенсибилизация которых далеко заходит в инфракрасную область.

Но этот же фильтр позволяет быстро (если только не принимать в расчет весьма продолжительные выдержки при съемке) и легко получать цифровые черно-белые фотографии.

Фильтр B+W Infrared Dark Red 092 можно считать универсальным, подходящим для пленочной и цифровой фотографии. А некоторые хлопоты, которые могут возникнуть при обработке сделанных с его помощью кадров, с лихвой компенсируются эксплуатационными преимуществами — работающей автоматикой камеры и более короткими выдержками при съемке.
F&V

Если закрыть глаза и поднести руку к лицу, можно почувствовать ее тепло. Открыв глаза, мы увидим руку воочию. Хотя оба эти явления знакомы человеку тысячи лет, но то, что в основе их лежит общий принцип — излучение, мы поняли лишь относительно недавно, фактически одновременно с появлением фотографии.

Тепло, ощущаемое кожей, — это т.н. дальнее инфракрасное излучение (условно от микронной до миллиметровой длин волн), которое расположено за видимым участком спектра 400-700 нм. А непосредственно рядом с ним — ближнее инфракрасное (700-900 нм), которое сейчас без особого труда можно использовать для фотографии.

В истории инфракрасной фотографии есть два события и два связанных с ними человека, обязательно заслуживающие упоминания. Первое событие доказало, что за видимым есть свет невидимый, второе продемонстрировало возможность фотосъемки в этом невидимом диапазоне.

Раскладывая свет в спектр с помощью призмы, английский астроном Уильям Гершель/William Herschel в своих экспериментах обнаружил (1800 г.), что за видимым диапазоном есть что-то, что способно действовать на светочувствительные материалы в области ультрафиолета и нагревать градусники в инфракрасной области.

Используя сенсибилизированные эмульсии и собственноручно созданные фильтры, знаменитый американский физик Роберт Вуд/Robert Wood сделал в 1910 г. первые инфракрасные фотографии. Среди них были и ландшафтные снимки, демонстрирующие неожиданную для неискушенных зрителей белизну живой растительной зелени и черноту ясного дневного неба.

Чтобы фотографировать в инфракрасном диапазоне, пришлось изобрести сенсибилизацию и фильтры, отрезающие видимую составляющую света. Вещество-сенсибилизатор работает как посредник — улавливает энергию инфракрасного излучения и затем запускает процесс засвечивания чувствительных в коротковолновой области спектра солей серебра. Т.к. при этом их чувствительность к видимому излучению сохраняется, отделить инфракрасную картинку от видимой глазом, если не отрезать последнюю фильтром, нельзя. Если этого не делать, то смесь видимого и инфракрасного изображения будет давать для ландшафтных сюжетов унылую неконтрастную картину, в чем-то близкую смеси позитива и его же собственного негатива.

Матрицы цифровых камер в отличие от традиционных материалов обладают хорошей светочувствительностью и к видимому свету, и к ближнему инфракрасному. Т.к. яркостной контраст инфракрасного изображения не совпадает с яркостным контрастом в видимых цветовых каналах, для корректного воспроизведения видимого глазом изображения инфракрасную составляющую приходится отрезать специальным фильтром, который обычно устанавливается прямо на матрице.

Другой причиной, по которой в цифре инфракрасный диапазон отрезать необходимо (а для фотопленок общего назначения, к нему не чувствительных, такой проблемы просто не существует), является дисперсия — зависимость показателя преломления от длины волны.

Более длинная волна преломляется линзами фотообъективов меньше, чем короткая. Для того чтобы фотографии были четкими, используют оптические системы из стекол разных сортов, что позволяет более-менее свести в одну точку видимые лучи. Но такие ахроматы и апохроматы не учитывают инфракрасных лучей. В результате либо видимое изображение, либо инфракрасное оказываются несфокусированным, а суммарная картинка выглядит нечеткой и неконтрастной.

Современному фотографу-любителю инфракрасная фотография вполне доступна. Для этого понадобится решить две задачи: найти чувствительный к инфракрасному излучению фотоматериал (пленка или матрица) и фильтр, отрезающий видимое изображение. При этом такая пара должна быть правильно подобрана исходя из следующего принципа: фильтр должен как можно сильнее отрезать видимую и ультрафиолетовую области и оставлять только инфракрасную — и при этом пересекаться с областью, в которой светочувствительный материал еще обладает достаточной чувствительностью.

В инструкции к инфракрасным пленкам приводятся рекомендации, с какими фильтрами и при каких условиях обработки можно получить хороший результат. Производители же цифровых фотокамер (за исключением разве что узкоспециализированных) не пишут, как с их помощью снимать в инфракрасном диапазоне.

Проходя через объектив, свет разных длин волн преломляется по-разному. В результате в плоскости пленки или матрицы точно сфокусированными оказываются только лучи некоторого спектрального диапазона. Фокусировка по видимому в видоискателе изображению приводит к тому, что инфракрасные лучи не фокусируются в точку, а образуют пятно в этой плоскости. Если фотоматериал малочувствителен к инфракрасному излучению, это пятно на резкость изображения существенно не повлияет.

При инфракрасной съемке все наоборот. Мы хотим выделить довольно слабый инфракрасный сигнал на фоне сильного видимого. При этом нужно выполнить два условия: сфокусировать именно инфракрасные лучи и не позволить лучам видимого диапазона размыть изображение.

Фокусироваться при инфракрасной съемке можно как вручную, так и с помощью автоматики камеры. Поскольку визуальная фокусировка через инфракрасный фильтр невозможна, вручную приходится фокусироваться, либо используя метод последовательных проб (для цифры, даже зеркальной, это вполне пригодный прием), либо пользуясь указателем сдвига для съемки в инфракрасном диапазоне. Этот указатель обычно наносится на шкалах дистанций большинства хороших объективов. (Чтобы иметь представление о конкретных цифрах, приведем пример. Для объектива Canon EF 28-105/3.5-4.5 II USM при фокусном расстоянии 28 мм фокус для инфракрасных лучей, приходящих из бесконечности, достигается при установке на шкале дистанций значения примерно 4 м.)

Шкалы коррекции для съемки в инфракрасном диапазоне, которые наносятся на объективы, рассчитываются для случая использования определенных светочувствительных материалов и конкретных фильтров. Поэтому надеяться на то, что ими можно пользоваться для любого инфракрасного фильтра на любой цифровой зеркалке, нельзя.

Система автофокуса зеркальной камеры использует датчики, обладающие определенной спектральной чувствительностью. Если их диапазон чувствительности расширен и в инфракрасную область, то и за фильтром эти датчики работать будут. Но полагаться на них тоже особенно не стоит. У систем фильтр + матрица и фильтр + датчик автофокуса максимумы чувствительности, вообще говоря, совпадать совсем не должны.

Итак, самый надежный способ фокусировки — методом последовательных проб. Если же вы постоянно пользуетесь конкретным набором аппаратуры для инфракрасной съемки, то будете знать ее особенности и нанесете на шкалу объектива собственные метки или при везении просто будете пользоваться автофокусом.

Второму условию — не позволить видимым лучам размыть инфракрасное изображение — удовлетворить нетрудно, выбирая «правильный» фильтр. Для сильных фильтров оно выполняется автоматически. А вот для слабых, через которые проходит и видимое изображение, четкий снимок иногда получить непросто. Покупая фильтр, лучше ориентироваться на «непрозрачный», т.е. полностью отрезающий видимый участок спектра.
____________________________________

Инфракрасные фильтры Schneider
Оба фильтра Schneider были промерены в нашей лаборатории на спектрометре. Для сравнения приводятся результаты измерений ИК-фильтра Heliopan RG715. Как видно на графиках спектральных зависимостей коэффициента пропускания (1), полученные результаты хорошо согласуются
с заявленными характеристиками фильтров. Максимум пропускания 092 IR и RG715 расположен в видимой области на длине волны 750 нм. Максимум пропускания 093 IR лежит за пределами полосы пропускания лабораторного спектрометра (792 нм) в ближней ИК-области.

На графике (2) показана спектральная зависимость коэффициента пропускания теплового фильтра, устанавливаемого перед матрицей для отсекания ИК-излучения. Протестированный фильтр был снят с ПЗС-матрицы типоразмера 1/1,8 дюйма от компактной камеры. Как видно, пересечение областей пропускания тестируемых фильтров и защитного теплового фильтра лежит в узкой полосе длин волн 650-700 нм, а коэффициент пропускания в этой полосе не превышает уровень 0,1. Поэтому требуется значительное увеличение экспозиции для тональной проработки изображения. Волновой характер коэффициента пропускания на длинах волн 450-600 нм является признаком того, что фильтр интерференционный (в старой литературе можно встретить термин дихроичный).

А какова спектральная чувствительность собственно цифрового сенсора? Мы приводим типовую относительную чувствительность ПЗС-матрицы Sony типоразмера 1/3 дюйма, сделанной по технологии EX view HAD CCD (данные производителя). Матрица черно-белая без цветных мозаичных фильтров перед фотодиодами. На графике (3) видно, что спектральная чувствительность распространяется на ближнюю ИК-область спектра, вплоть до 1000 нм. На уровне 50% от максимума граничная длина волны составляет 800 нм, а на уровне 20% — 910 нм.
___________________________________

Schneider B+W Infrared Dark Red 092
Характеристики : пропускание 0% на 650 нм, 90% на 730 нм
Ориентировочная цена : 2900 руб. (D 72 мм)
Плюсы : высокая резкость изображения
Минусы : хлопотное получение ИК-картинки
Доп. информация :

Уяснив требования к системе видеонаблюдения, вы готовы чтобы определиться с ее основными характеристиками: одним из самых важных этапов проектирования системы видеонаблюдения является определение требований с учетом рисков, которые существуют в здании или на территории, на которой будет работать система видеонаблюдения. Если вы планируете установить системы видеонаблюдения, в начале нужно определиться, какие системы это будут - аналоговая или цифровая. В целом можно сказать, что система полностью аналоговая практически не бывает, так как в любом случае видеоматериал записывается цифровым способом. Выбор, однако, остается по-прежнему - аналоговые или цифровые камеры. Аналоговые видеокамеры все еще дешевле по сравнению с IP-камерами и во многих случаях очень подходят для выполнения этой задачи, не уступают более дорогим цифровым системам. Выбор между аналоговыми и цифровыми камерами диктует выбор типа записывающего оборудования. Для аналоговых камер видеонаблюдения часто используют современные цифровые видеорегистраторы, в случае записи видео для цифровых камер будет эквивалентен NVR. Другим аспектом является то, что должна ли она быть локальной системой или для удаленного доступа. Видеонаблюдение представляет собой замкнутую систему так, что никто из посторонних не должен иметь к нему доступ. Такая система должна гарантировать безопасность хранимых данных. С другой стороны, развитие Интернета для широкой доступности дает ему новые возможности для удаленного мониторинга объекта без ограничений по месту. Современные системы мониторинга и видеонаблюдения дают возможность задавать опции изображения, формируемое камерой видеонаблюдения. В зависимости от конфигурации, камера может быть доступна для просмотра в реальном времени и просмотра архива, что позволяет нам резервное копирование данных на внешний носитель, а также управлять записанным материалом. Все эти возможности могут быть доступны или заблокированы на определенных уровнях доступа отдельным паролем. Для владельца, или для удаленного управления компании можно дать полный удаленный доступ ко всем функциям соответствующего доступа безопасности и к журналу регистрации в системе. С другой стороны, можно блокировать любые функции, для тех, кто не зарегистрирован. Пару слов о проблемах, связанных с качеством изображения. Не существует никаких сомнений, что качество изображения играет ключевую роль в идентификации объектов для множества камер видеонаблюдения. Заметим, однако, что это зависит от многих факторов: уровень видимости и план освещения для наблюдения, правильный выбор параметров камеры, качество напряжения питания, качество электроснабжения, качество используемых разъемов, качество провода. Следует помнить, что в экстремальных случаях, отсутствие хотя бы одного из этих пунктов может иметь решающее значение для ухудшения изображение даже при выборе наилучшего оборудования. В очень простых систем видеонаблюдения, которые не должны различать мелкие детали, и будут работать под хорошим светом, не нужно использовать дорогие камеры, будет достаточно использовать стандартную черно-белую или цветную камеру с разрешением 400-500 ТВЛ. Однако, если видеонаблюдения должно позволить идентификацию личности или регистрационный номер автомобиля - следует использовать камеры слежения с высоким разрешением 600-700 ТВЛ. Типы и способ провода. В небольших системах видеонаблюдения, где сигнал передается на расстояние в несколько метров нет необходимости в профессиональном сигнальном кабеле и шнурах питания с увеличенным диаметром. Тем не менее, если камеры расположены на значительном расстоянии от записывающего оборудования должен использоваться кабель лучшего качества. Помехи для системы видеонаблюдения могут возникать из-за шума, который генерируется в длинных сигнальных кабелях. Они вызывают помехи в изображении камеры видеонаблюдения. Помехи могут также возникать, если провода расположены в непосредственной близости от линии электропередачи, радиопередатчиков, генераторов магнитноых волн и трансформаторов. Какие линзы вибрать: регулируемые линзы или фиксированные линзы? Выбор типа объектива тесно связан с тем, что будет наблюдать камера наблюдения. Если план камеры не меняется, для примера, входная дверь, не стоит использовать камеры с зум-объективами. Однако, если камера будет приспосабливаться к модификации окружающей среды, целесообразно рассматривать при выборе камеры с переменным фокусным расстоянием и с ручной регулировкой. Однако, если камера видеонаблюдения будет использоваться для частой смены плана и просмотривать большую площадь, возможно стоит выбрать камеру с моторизированным зум-обьективом. В особых случаях, когда мы хотим быть в состоянии патрулирования местности, отслеживание PTZ камерой могжет быть использовано очень продуктивно. Мониторинг объекта, где оборудование было выбрано правильно и правильно настроено, существенно повышается уровень безопасности, а деньги, вложенные в установку быстро вернутся.