Если я сфотографирую источник света за пределами видимого спектра, как он будет выглядеть после печати?

Если люди не могут этого видеть, они не могут этого видеть.

Но такая фотография всегда происходит с использованием устройства, чувствительного к этой длине волны. Например, астрофотография или инфракрасная фотография.

Что делается, так это то, что полученные данные переинтерпретируются и перекрашиваются .

Не существует «официальных» цветов для переосмысления изображения, они могут быть просто случайными или измененными для конкретного использования.

Давайте посмотрим на некоторые примеры.

1. Это тепловое изображение кота. Очевидно, что все это инфракрасное излучение, и ни одна из показанных температур не видна человеческому глазу. Но было бы бессмысленно иметь фотографию, показывающую плоское красное изображение. Что нам нужно увидеть, так это разницу температур, поэтому эта разница температур отображается в виде разных видимых цветов. У нас есть шкала справа, чтобы понять, что означают эти цвета.

2. Вот изображение радиоизлучения галактики, сделанное радиотелескопом. Чтобы его увидеть, нужен "глаз" шириной в несколько десятков метров... Поэтому мы используем большую антенну. Нет никаких шансов, что какое-либо известное живое существо сможет «увидеть» это изображение. Вот почему устройство просто снова интерпретирует цвета так, чтобы мы могли видеть и извлекать полезную информацию.

3. Помните типичные очки ночного видения? Изображения, которые они отображают, обычно зеленые, потому что глаз более чувствителен к зеленому цвету. Зеленым пилоту или солдату легче переключиться с камеры на обычный вид в темноте. Но они также могут отображаться в оттенках серого.

4. Наконец, вот поиск фотографии в ближнем инфракрасном диапазоне. Как видите, существует множество интерпретаций цветов. Некоторые из них черно-белые, некоторые цветные, но выбор — это просто художественный рендеринг.

https://www.google.com.mx/search?q=near+infrared+photography&rlz=1C1GKLA_enMX664MX664&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwj00vL1s6vUAhUF7yYKHUSXCvUQ_AUICigB&biw=1280&bih=642

Конкретный случай, когда инфракрасный контроллер, указывающий на камеру, выглядит «отчасти белым», если он переэкспонирован. Я только что сделал быстрый тест и вижу... красноватый.

Ручные изображения. Не ждите ошеломляющей красоты. Я только что проверил это на камерах Canon и Nikon. И оба сделали одинаковые результаты. Если вы передержите изображение, вы получите белую точку.

Канон. 1/6 сек. Вы можете едва видеть это.

1 сек. красноватый.

10 сек. Беловатый... переэкспонированный.

Никон.

И, вероятно, оффтопный ответ здесь. Можем ли мы печатать цвета, которые не видим?

Если мы его не видим, это не цвет. Цвет — это интерпретация в нашем мозгу определенной длины волны. Если мы не можем его видеть, цвет не существует как цвет, а только как другая длина волны.

И да, мы можем печатать чернилами, которых не видим. Это используется в банкнотах в некоторых странах, и чернила можно увидеть, только если они освещены определенной длиной волны, например, « черный свет ».

Или мы потенциально могли бы печатать радиоактивными чернилами, которые можно было бы прочитать только с помощью счетчика Гейгера.

Мы склонны использовать слово «цвет» несколько двусмысленно, поэтому позвольте мне предложить альтернативный ответ. Если вы хотите напечатать или иным образом создать изображение с такой же спектральной отражательной способностью в инфракрасном (или ультрафиолетовом) диапазоне, чтобы изображение воспринималось как идентичное оригиналу животным, способным воспринимать эти длины волн, то это, безусловно, возможно. Для этого вам понадобятся специальные чернила или краски.
За свою профессиональную карьеру (адаптивная оптика, гиперспектральная визуализация и т. д.) я много раз (извините!) сталкивался с целевыми конструкциями, имитирующими поглощающую и отражательную способность реальных объектов в широком диапазоне длин волн, невидимых для человека.

Теперь, что касается печати «изображения» с камеры: как вы заметили, сенсорный чип действительно реагирует на инфракрасные волны. Хитрость заключается в том, чтобы выяснить, как отличить электроны в каждом пикселе, хорошо генерируемом ИК, а не видимыми длинами волн. У вас действительно нет другого выбора, кроме как установить видимый блокирующий фильтр.

Почти все (вероятно, все, но все — это сильно сказано) принтеры, печатающие фотографии, используют небольшое подмножество определенных цветов чернил. Эти чернила выглядят как один конкретный цвет, но принтер формирует то, что выглядит как несколько цветов, помещая цвета рядом друг с другом в процессе, называемом дизерингом (некоторые специальные принтеры могут фактически смешивать цвета, но это очень редкий случай). Этот процесс сглаживания в конечном итоге выглядит для нашего глаза как цвет, который был на изображении, даже если оно состоит из точек других цветов.

Причина, по которой это работает, заключается в том, что наши глаза не могут видеть достаточно мелко, чтобы видеть отдельные точки. Мы видим цвет, когда свет отражается от чего-то, и наши глаза улавливают определенные длины волн света. Каждый цвет, который мы можем видеть, имеет определенную длину волны, но когда мы видим, что часть красного и часть синего исходят из одного и того же места, потому что они оба попадают в один и тот же рецептор в нашем глазу, мы видим цвет, представляющий собой смесь этих двух цветов.

Чернила, штамп или пигмент из принтера работают, потому что они поглощают длины волн света, отличные от цвета, который мы видим в спектре видимого света (часть длин волн ЭМ, которую мы можем видеть), и отражают длину волны света для цвета. чернила есть. Он также, вероятно, не сможет поглощать определенные длины волн света за пределами видимого спектра, но мы не можем видеть эти отражения. Бумага кажется белой, потому что она отражает весь спектр видимого света.

С чернилами, предназначенными для поглощения длин волн света, отличных от инфракрасного, в пределах видимого спектра вашего предполагаемого наблюдателя, вы можете сделать чернила, которые будут отражать только инфракрасное излучение для зрителя, но то, как это будет выглядеть для нас, зависит от характеристик чернил. в нашем видимом спектре. Предполагая, что чернила были «идеальными» чернилами (термин, который я сейчас придумываю) и поглощали все длины волн в ЭМ-спектре, кроме ИК, тогда мы видели бы черный цвет при печати ими, если бы они полностью покрывали бумагу. На самом деле он, вероятно, не полностью покроет бумагу (особенно потому, что вокруг пульта есть и другой свет, кроме инфракрасного), поэтому мы, вероятно, увидим его серым, потому что часть бумаги также будет отражать свет обратно к нам.

Если бы это были не «идеальные» чернила (никакие чернила не могут быть по-настоящему идеальными для всего электромагнитного спектра), то мы могли бы воспринимать их как любой цвет, выходящий за пределы видимого спектра предполагаемого наблюдателя и входящий в наш, в зависимости от того, на каких длинах волн он отражает.

Во-первых, давайте обсудим, почему вы видите белую точку, когда наводите ИК-пульт на камеру.

Ключом к пониманию того, почему все, что записано датчиком RGB, является белым в RGB-представлении записанного изображения, является понимание того, что если экспозиция достаточно высока, ЛЮБОЙ цвет света, видимого или нет, приведет к полной емкости для красного, зеленого и синие отфильтрованные пиксели. Это связано с тем, что каждый пиксель на самом деле не записывает цвет — он просто записывает значение яркости. Фильтры означают, что свет, который не того же цвета, что и фильтр, будет отрицательно ослаблен, и через фильтр будет пропущено гораздо меньше такого «недлинного» света. Но, как показывает практически любая кривая спектрального отклика потребительских камер,

На приведенной выше кривой спектрального отклика мы видим, что отклик на свет с длиной волны выше 800 нм относительно одинаков для этого конкретного датчика. Это довольно характерно для большинства датчиков, используемых в потребительских камерах. Любой свет с длиной волны выше 800 нм, падающий на датчик, будет иметь одинаковую реакцию в сенсорах, отфильтрованных по красному, зеленому и синему соответственно. Когда эти значения яркости интерпретируются алгоритмами, которые создают значения цвета для каждого местоположения пикселя, эти равные значения для R, G и B будут интерпретироваться как белые. Вот почему большинство камер имеют инфракрасные отсекающие фильтры перед датчиком, чтобы ИК-свет не обманывал камеру, заставляя ее думать, что все вокруг более белое или более оттенок серого с равным количеством красного, зеленого и синего, чем мы воспринимаем. Это.

На другом конце спектра ультрафиолетовый свет — это свет с более короткой длиной волны, чем может воспринимать человек. Большинство камер, используемых для художественной фотографии (в отличие от научных или промышленных), также имеют ультрафиолетовый фильтр перед датчиком изображения. Но, как и в большинстве фотографических фильтров, если источник света достаточно яркий, часть света, отфильтрованного для определенной длины волны, все равно пройдет.

Это то, что вы видите в этой белой точке.

Достаточное количество ИК (или, что более вероятно, ближнего ИК) света, излучаемого пультом дистанционного управления, проходит через наборы фильтров и маску Байера перед вашим датчиком, чтобы вызвать запись равного значения яркости соответствующими красным, зеленым и синим цветом. отфильтрованные сенсоры в области вашего сенсора, куда падает этот свет.

Теперь давайте обсудим печать инфракрасного света, записанного датчиком камеры.

Если камера, такая как ваша камера в вопросе, записала ИК-свет, но неправильно интерпретировала его как видимый свет, результатом печати этого изображения будут цвета в видимом спектре.

Если, с другой стороны, вы используете очень специализированную камеру, способную отличать инфракрасный свет от видимого света, может произойти несколько вещей. Две из вероятных возможностей:

• Ваша система обработки изображений может преобразовывать инфракрасный свет в цвета видимого света «ложного цвета» и отправлять инструкции на принтер для печати изображения с использованием этих «ложных» цветов в пределах видимого спектра. Вы сможете увидеть изображение «ложного цвета» в видимом спектре. Это то, что делают многие системы ночного видения и тепловизионные системы. Они преобразуют ИК-свет в видимый спектр либо в виде монохромного изображения, либо в виде изображения, в котором различные длины волн и/или интенсивности в ИК-спектре преобразуются в различные цвета в видимом спектре.
• Ваша система обработки изображений может поддерживать правильный цвет ИК-излучения и записывать его, используя цветовое пространство, которое позволяет идентифицировать его как определенную длину волны ИК-излучения. Чтобы печатать из такой системы, вам понадобится принтер с чернилами, способными поглощать все другие длины волн света , кроме инфракрасного, которое чернила будут отражать.

Если вы просмотрите такое напечатанное изображение из второго сценария выше при освещении полного спектра, вы увидите либо черный цвет, если чернила полностью покрыли поверхность бумаги, либо серый цвет, если часть видимого света, отраженного белой бумагой, может отражаться через нее. промежутки между каплями чернил.

Наконец, давайте поговорим о печати УФ

Ультрафиолетовый свет, который могут видеть насекомые, но который не могут видеть люди, будет почти таким же, как инфракрасный свет, только на другом конце видимого спектра. Вам понадобится камера, которая может отличать УФ-свет от видимого света и записывать его в цветовом пространстве, сохраняющем эту способность различать различные длины волн УФ-излучения от видимого света. Затем вам понадобится принтер с чернилами, способными отражать ультрафиолетовый свет и поглощать видимый свет. Чтобы насекомое увидело УФ-компоненты напечатанного изображения, отпечаток должен быть освещен светом, включающим те длины волн УФ-излучения, которые будут отражать чернила, используемые для печати изображения. Если бы для освещения отпечатка использовался только видимый (для людей) свет, УФ-краски не отражали бы УФ-свет, и насекомое не увидело бы УФ-компоненты света с места действия.