可见光以外光谱摄影接触久了,就会摸出一些规律。拍出别人观察不到的东西是成为好的摄影作品中的一条。红外和紫外正好就是人们所看不到的东西,然而它们跟可见光摄影有何区别呢?
区别的其一在于可见光以外的波长在反射上面behaves differently,长波更容易绕过障碍,短波更容易被阻挡,于是红外有穿透一些表面才被反射的特点,让表面可见光能渲染出的纹理跟颜色消失。相反紫外在很多物体表面被干脆地反射,形成类似金属的光泽。然后就是对可见光反射/吸收的表面在红外紫外下可能表现相反,例如紫外下的花的nectar guide,红外下的天空和树叶。
区别之二就是红外和紫外能子成像上形成特别的色彩范围,通过白平衡,让严重偏色的红外/紫外照片恢复近似人类观察习惯下的每个通道亮度相对平衡的照片后,特殊的伪色及其有意思,不但给我们带来不同视觉体验,也能揭示一些物理现象。
对于红外和紫外新的可能性,我要从人眼跟现今的数码相机感光元件说起。我们为什么能分辨颜色,而且是千万种不同的颜色,请看下面这个图,人眼三种视锥细胞对不同波长的敏感度:

分辨颜色,在物理学角度就是分辨不同波长的光,可见在x轴上取任意一点做平行于y轴的直线,直线在大部分地方都至少跟两种视锥细胞的贝尔曲线相交,且两个相交点的纵轴数值不等。我们做的平行于y轴的直线相当于某一个单一波长的光,假设它是未知,从数学上,你只要知道两种视锥细胞的贝尔曲线上两个值(感受的亮度),就能确定这个平行于y轴的直线的位置,也就是它的波长。只知道一种视锥细胞感受的亮度是无法确定波长的,因为贝尔曲线两端各有两个波长的点敏感度是一样的。并且,假如只有一个贝尔曲线的取值,因为一定程度的误差,对波长的推算是不精确的,這就是为什么我们在靠近红外和紫外的范围的可见光里分辨不出那么多种颜色了。
数码感光元件就是采取了跟人眼类似的辨别颜色的方法,为了记录到跟人眼所见最为近似的色彩,CFA(色彩滤镜矩阵)里也是用了红蓝绿三种滤镜,透射率类曲线似人类的三种视锥细胞的感光度曲线。假如只有两种色彩滤镜的话当然也能通过数学还原出模拟原本的色彩,但精确度的分布就跟人眼不一样了。而关键所在就是每种色彩滤镜的透射曲线要有柔缓的曲度及一定的互相重叠部分。在可见的未来,就算出现了再波长角度能记录到更多信息的设计,这种模式的设计也不会改变。
在紫外线范围,类似与可见光部分的现象在感光元件的色彩滤镜下发生。很巧的是,我们为可见光开发的色彩滤镜,也能一定程度上分辨紫外部分的波长,虽然很有限。有一点很有意思的事情,我們看到的两种很近似的颜色其实两种不同的东西,那就是我们一般说的紫色(红蓝的混合),和接近400nm的可见光,说起来也是“紫色”。是不是故意我不知道,但相机感光元件的色彩滤镜里从400nm往下,红色滤镜的透光率逐渐增多,蓝色减少,绿色在375一下逐渐增多。
可惜的是我们的色彩滤镜不是为紫外开发,所以它辨别紫外波长之余也损失了大部分入射的紫外光,根据一般相机的规律,除去拜耳滤镜阵以后得到的紫外感光是原来的6倍。假如不是重新设计制造一种装有针对紫外的色彩滤镜系统的感光元件,我们爱好者的选择不多。假如想要更高的感光度还想要分辨色彩的话,就只能用一个分光鏡把从镜头出来的光分到两个前面加了不同的紫外滤镜的单色改造后的感光元件前。这样子说起来挺容易,但是以个人的能力和时间实现起来就不那么容易了,关键是还有繁琐的后期,想到这样做的人会不会去做还要看他的动力了。
在红外范围,我们的感光元件无法分辨不同红外的波长区别,这也是为什么700nm以上的红外就差不多是单色的了。我们所谓的红外伪色,其实是加入了部分可见光后,在混合了可见光的范围内,感光元件能区别的可见光和红外的波长区别。
于是我想到的就是,利用特殊的红外滤镜,让感光元件真正有能力区分红外范围的不同波长,真正记录属于红外的色彩。不光是反射的各种红外波长,紫外一直到绿色光的波长都能激发物体的红外荧光,而且波长不同,就像我们看到的可见光的荧光一样颜色不一,有些昆虫据说能用触角感知这个缤纷的彩色世界。而器材的缺限让我们现在都没办法进行观察,不说一般爱好者,研究者有谁钻研了这个方向我都没听说过。这个绝对是值得试的,虽然现在我还没有找到合适的滤镜,我觉得不久一定能发现能实现这个的滤镜组合。
区别的其一在于可见光以外的波长在反射上面behaves differently,长波更容易绕过障碍,短波更容易被阻挡,于是红外有穿透一些表面才被反射的特点,让表面可见光能渲染出的纹理跟颜色消失。相反紫外在很多物体表面被干脆地反射,形成类似金属的光泽。然后就是对可见光反射/吸收的表面在红外紫外下可能表现相反,例如紫外下的花的nectar guide,红外下的天空和树叶。
区别之二就是红外和紫外能子成像上形成特别的色彩范围,通过白平衡,让严重偏色的红外/紫外照片恢复近似人类观察习惯下的每个通道亮度相对平衡的照片后,特殊的伪色及其有意思,不但给我们带来不同视觉体验,也能揭示一些物理现象。
对于红外和紫外新的可能性,我要从人眼跟现今的数码相机感光元件说起。我们为什么能分辨颜色,而且是千万种不同的颜色,请看下面这个图,人眼三种视锥细胞对不同波长的敏感度:

分辨颜色,在物理学角度就是分辨不同波长的光,可见在x轴上取任意一点做平行于y轴的直线,直线在大部分地方都至少跟两种视锥细胞的贝尔曲线相交,且两个相交点的纵轴数值不等。我们做的平行于y轴的直线相当于某一个单一波长的光,假设它是未知,从数学上,你只要知道两种视锥细胞的贝尔曲线上两个值(感受的亮度),就能确定这个平行于y轴的直线的位置,也就是它的波长。只知道一种视锥细胞感受的亮度是无法确定波长的,因为贝尔曲线两端各有两个波长的点敏感度是一样的。并且,假如只有一个贝尔曲线的取值,因为一定程度的误差,对波长的推算是不精确的,這就是为什么我们在靠近红外和紫外的范围的可见光里分辨不出那么多种颜色了。
数码感光元件就是采取了跟人眼类似的辨别颜色的方法,为了记录到跟人眼所见最为近似的色彩,CFA(色彩滤镜矩阵)里也是用了红蓝绿三种滤镜,透射率类曲线似人类的三种视锥细胞的感光度曲线。假如只有两种色彩滤镜的话当然也能通过数学还原出模拟原本的色彩,但精确度的分布就跟人眼不一样了。而关键所在就是每种色彩滤镜的透射曲线要有柔缓的曲度及一定的互相重叠部分。在可见的未来,就算出现了再波长角度能记录到更多信息的设计,这种模式的设计也不会改变。
在紫外线范围,类似与可见光部分的现象在感光元件的色彩滤镜下发生。很巧的是,我们为可见光开发的色彩滤镜,也能一定程度上分辨紫外部分的波长,虽然很有限。有一点很有意思的事情,我們看到的两种很近似的颜色其实两种不同的东西,那就是我们一般说的紫色(红蓝的混合),和接近400nm的可见光,说起来也是“紫色”。是不是故意我不知道,但相机感光元件的色彩滤镜里从400nm往下,红色滤镜的透光率逐渐增多,蓝色减少,绿色在375一下逐渐增多。
可惜的是我们的色彩滤镜不是为紫外开发,所以它辨别紫外波长之余也损失了大部分入射的紫外光,根据一般相机的规律,除去拜耳滤镜阵以后得到的紫外感光是原来的6倍。假如不是重新设计制造一种装有针对紫外的色彩滤镜系统的感光元件,我们爱好者的选择不多。假如想要更高的感光度还想要分辨色彩的话,就只能用一个分光鏡把从镜头出来的光分到两个前面加了不同的紫外滤镜的单色改造后的感光元件前。这样子说起来挺容易,但是以个人的能力和时间实现起来就不那么容易了,关键是还有繁琐的后期,想到这样做的人会不会去做还要看他的动力了。
在红外范围,我们的感光元件无法分辨不同红外的波长区别,这也是为什么700nm以上的红外就差不多是单色的了。我们所谓的红外伪色,其实是加入了部分可见光后,在混合了可见光的范围内,感光元件能区别的可见光和红外的波长区别。
于是我想到的就是,利用特殊的红外滤镜,让感光元件真正有能力区分红外范围的不同波长,真正记录属于红外的色彩。不光是反射的各种红外波长,紫外一直到绿色光的波长都能激发物体的红外荧光,而且波长不同,就像我们看到的可见光的荧光一样颜色不一,有些昆虫据说能用触角感知这个缤纷的彩色世界。而器材的缺限让我们现在都没办法进行观察,不说一般爱好者,研究者有谁钻研了这个方向我都没听说过。这个绝对是值得试的,虽然现在我还没有找到合适的滤镜,我觉得不久一定能发现能实现这个的滤镜组合。