Что обозначают цвета на изображениях в искусственных цветах?

Часть того, почему вы не видите цвета астрономических объектов в телескоп, заключается в том, что ваш глаз не чувствителен к цветам, когда то, на что вы смотрите, тусклое. В ваших глазах есть два типа фоторецепторов: палочки и колбочки. Колбочки определяют цвет, но палочки более чувствительны. Итак, когда вы видите что-то слабое, вы в основном используете свои палочки и не получаете много цвета. Попробуйте посмотреть на цветную фотографию в тускло освещенной комнате.

Как отмечает Джефф Гэрти, если бы объекты были намного ярче, вы бы действительно увидели их в цвете.

Тем не менее, они все равно не обязательно будут теми цветами, которые вы видите на изображениях, потому что большинство изображений действительно являются искусственными цветами. То, что означает ложный цвет, действительно зависит от рассматриваемых данных. Длина волны, которую представляет изображение, зависит от того, какой фильтр использовался (если был) при съемке изображения, а также от чувствительности используемого детектора (например, ПЗС). Таким образом, разные изображения одного и того же объекта могут выглядеть очень по-разному. Например, сравните это изображение туманности Лагуна (M8) с этим .

Немногие астрономы используют наборы фильтров, разработанные для соответствия человеческому глазу. Наборы фильтров чаще выбираются на основе научных соображений. Наборы широко используемых фильтров общего назначения не соответствуют человеческому глазу: сравните кривые пропускания для фильтров Johnson-Cousins ​​UBVRI и фильтров SDSS с чувствительностью клеток колбочек человека . Итак, набор изображений объекта с данного астрономического телескопа может иметь изображения на нескольких длинах волн, но, вероятно, это будут не совсем те, которые соответствуют красному, зеленому и синему цвету для человеческого глаза. Тем не менее, самый простой способ для людей визуализировать эти данные — сопоставить эти изображения с красным, зеленым и синим каналами в изображении, в основном притворяясь, что они есть.

Помимо простого сопоставления изображений через различные фильтры с каналами RGB изображения, иногда используются более сложные подходы. См., например, эту статью (2004PASP..116..133L) .

Таким образом, в конечном счете, то, что на самом деле означают цвета, которые вы видите на изображении в искусственных цветах, зависит как от того, какие данные использовались для создания изображения, так и от метода отображения, предпочитаемого тем, кто создал изображение.

Ответить, что цвета ложные, неправильно. Ложные цвета используются только в небольшом количестве астрономических фотографий. В большинстве случаев цвета на 100% реальны. Они определенно не были добавлены компьютерами, как утверждают некоторые. Первые цветные фотографии астрономических объектов появились в конце 1950-х годов и показали яркие красные и синие оттенки. Это было за несколько десятилетий до того, как компьютеры начали использоваться в астрофотографии.

Правильный ответ заключается в том, что цвета реальны, но человеческому глазу не хватает способности видеть какие -либо цвета при таком низком уровне интенсивности света. Цвета есть, но все интерпретируется человеческим глазом как оттенки серо-зеленого.

Я могу насчитать только три раза за 54 года наблюдений, когда я видел цвета в объектах глубокого космоса, и все они были с очень большой апертурой: 18 дюймов (туманность Эта Киля), 22 дюйма (туманность Гантель) и 74 дюйма. (туманность Кошачий глаз).

В физике Солнца ложные цвета использовались для быстрой идентификации используемого фильтра и, возможно, даже самого прибора.

Так, например, в SOHO/EIT есть четыре фильтра, каждый из которых обычно имеет цвет, упорядоченный по спектру (например, «зеленое» изображение в искусственных цветах имеет спектральную чувствительность между «желтым» и «синим» изображениями). . "желтый" находится между "оранжевым" и "зеленым")

STEREO/SECCHI/EUVI использовали те же цвета для соответствующих спектральных линий, к которым были чувствительны их фильтры, поэтому, когда вы видели «голубое» изображение солнца, вы знали, что оно около 171 ангстрем, «зеленое» около 195 ангстрем. Энгстрем и др.

А затем появился SDO/AIA, который был сделан командой, которая представила вам TRACE, поэтому они перенесли раскраски из своего предыдущего инструмента, который никогда не генерировал полные образы диска (разве что в виде мозаики). Итак, теперь 171 изображение желтое, а не синее. Синие изображения на самом деле 335, что было бы ближе к красно-оранжевым изображениям 304, которые сами по себе имеют достаточно разногласий по таблицам цветов, поэтому даже на веб-сайте миссии SDO используется таблица, более близкая к таблицам EIT / EUVI, чем таблица команд AIA PI. . (Таким образом, таблица цветов также отражает то, что больше интересует ученого... Вспыхивающие области или повседневные вещи.)

обновление : я должен также упомянуть, что при обсуждении сопоставления цветов на изображениях с одной длиной волны предпочтительным термином является «кодированный цвет», особенно для спектральных диапазонов за пределами диапазона человеческого зрения. «Ложный цвет» по-прежнему уместен, когда вы смешиваете три длины волны вместе как каналы RGB.

Астрономы иногда показывают объекты, такие как Луна и Меркурий, в их истинных цветах, но, поскольку цветовые вариации незначительны, они повышают насыщенность цветов, чтобы более четко показать различия.

Земные ученые часто используют для наблюдений специальную ложную цветовую палитру; фильтры инфракрасные, красные и зеленые (в них не используется синий цвет, потому что синий больше всего рассеивается атмосферой). Но инфракрасное излучение преобразуется на снимке в зеленый, потому что инфракрасное излучение сильно отражается растениями. Затем красный остается красным, а зеленый преобразуется в синий, чтобы сделать изображение «естественным».

Астрономы должны использовать ложные цвета при визуализации объектов в полосах пропускания, полностью невидимых для глаза, таких как инфракрасный и ультрафиолетовый. Они почти всегда используют соглашение, согласно которому самая длинная длина волны или самая низкая энергия отображаются красным, средняя полоса — зеленым, а самая короткая длина волны или самая высокая энергия — синим. Это может оказать существенную помощь ученым в интерпретации, а также широкой публике.

Изображения, которые в настоящее время снимаются астрокамерами High End (читай: $$$), действительно производят полные полноцветные изображения. Прекрасным примером является http://www.kevindixon.westhost.com/Deep_Sky_CCD-Siciliano.htm . Это один из многих снимков этого конкретного астрофотографа. Ни один из цветов не является фальшивым. Астрофизики будут использовать спектральный анализ для присвоения цвета определенным элементам, тем самым создавая изображение «ложного цвета». Это дает им возможность «просмотреть» состав объекта, который они хотят подробно изучить, в отношении распределения элементного состава конкретного интересующего объекта. По ссылке выше вы найдете все подробности относительно изображения. Сколько времени это заняло, используемая камера и даже любительский астрономический телескоп, через который это было снято.