Несколько лет назад я впервые услышал об инфракрасной фотографии и об удивительных возможностях, которые она открывает перед любителем фотографических экспериментов. К сожалению, информации на эту тему в сети было слишком мало и нередко она была противоречива. В частности, во многих источниках указывалось, что для владельцев зеркальных цифровых камер инфракрасная фотография совершенно невозможна.
Информации об инфракрасном спектре в сети достаточно много, поэтому ограничусь коротким описанием.
Спектр инфракрасного излучения делится примерно на три участка, границы между которыми строго не определены:
Ближнее (IR-A): 750–1400 нм
Среднее (IR-B): 1400–3.000 нм
Дальнее (IR-C): 3.000–1.000.000 нм (0,003-1 мм)
Разница между ними состоит в способности передавать энергию молекулам воды и, тем самым, живым организмам. Дальнее инфракрасное излучение, обладающее такой способностью, воспринимается нами как тепло. Матрица цифровой камеры не может зафиксировать волны этой части спектра, поэтому для инфракрасной фотографии представляет интерес только ближнее инфракрасное излучение.
Эффекты, которых позволяет добиться ИК-фотография, связаны с количеством отражённого от различных материалов света. Как видно из графика, листва отражает инфракрасные лучи гораздо сильнее, чем видимый свет, в то время как вода отражает видимый свет и поглощает инфракрасное излучение.
Процент отражённого света в зависимости от длины волны и материала. Пунктирной линией примерно обозначено начало инфракрасного спектра.
Оригинал графика: © J. Andrzej Wrotniak
Ещё раз хочу подчеркнуть, что результаты ИК-фотографии никак не связаны ни с излучаемыми, ни с отражаемыми тепловыми волнами. Тепловые волны лежат в диапазоне IR-C и на матрицу цифровых камер если и влияют, то только в качестве увеличения шума от нагревания светочувствительных элементов. Однако эти части спектра часто путают, поскольку предметы, отражающие дальнее тепловое инфракрасное излучение, отражают чаще всего и ближнее излучение IR-A. Так листва, отражающая тепловые лучи, чтобы избежать перегрева, отражает к тому же практически весь спектр от IR-A до IR-C. Поэтому хвоя и листья на ИК-фотографиях выглядят светлыми. Это явление называется называется Wood-эффектом, но не по аналогии с лесом, а в честь фотографа Роберта Вуда , который в 1910 первым опубликовал инфракрасные фотографии, сделанные с помощью особого, экспериментального типа плёнки.
2. Инфракрасный фильтр
Несмотря на то, что матрицы цифровых камер чувствительны к инфракрасному излучению, их чувствительность к видимому свету в сотни, а то и в тысячи раз больше, поэтому для того, чтобы сделать ИК-фотографию, необходимо блокировать видимый свет. Инфракрасные фильтры блокируют излучение, начиная с разной длины волн, и, в зависимости от производителя, могут также называться по-разному. В таблице приведены названия и характеристики некоторых из них. В последней колонке указаны длины волн, при которых пропускная способность фильтра равна 50%. Фильтры Heliopan изготавливаются из стекла фирмы Schott и носят те же названия. В некоторых источниках можно встретить несколько иные данные. А.Вротняк приводит таблицу, в которой RG695 и B+W092 сответствуют характеристикам #89B и R72. Судя по фотографиям, которые я находил в сети, это неверно. Фильтр RG695 пропускает слишком много видимого света и делать качественные инфракрасные фотографии с ним невозможно. Пропускные характеристики фильтра Cokin 007, судя по снимкам, сделанным на камеры Canon, также не соответствуют характеристикам Hoya R72.
Инфракрасные и тёмно-красные фильтры
© Gisle Hannemyr
Фильтры и их пропускная способность
© J. Andrzej Wrotniak
Из графика, показывающего пропускную способность различных фильтров в зависимости от длины волны, следует, что некоторые фильтры пропускают также часть видимого света, красная часть которого заканчивается на 700-720 нм. Для фотографа это не является недостатком. Элементы матрицы, ответственные за разные цвета, по-разному чувствительны к инфракрасному свету и к проникающим через фильтр небольшим количествам красного, поэтому на фотографии получаются так называемые псевдоцвета. По этой причине для цифровой инфракрасной съёмки лучше всего подходит фильтр Hoya R72 (#89B), блокирующий излучение, начиная с 680 нм. С одной стороны, он пропускает немного видимого света, что укорачивает время выдержки; с другой, позволяет делать типично инфракрасные фотографии.
Если вы уверены, что ваша камера обладает достаточной чувствительностью к инфракрасному спектру, можете поэкспериментировать с "чёрным" фильтром B+W 093 (#87C), который блокирует весь видимый спектр и даёт возможность делать монохромные фотографии, увеличивая выдержку в среднем на две ступени по сравнению с R72. Правда, фотографии, сделанные #87C , практически неотличимы от фотографий с фильтром Hoya R72, так что ничего, кроме лишних ступеней выдержки, это не даёт.
Альтернативой навинчивающимся фильтрам является фильтр Cokin 007, который также встречается под названием Cokin #89B и теоретически пропускает ту же часть спектра, что и Hoya R72. Кроме неудобств, свойственным всем кукинским фильтрам (царапины, следы от пальцев), у Cokin 007 есть проблема со светом, проникающим между объективом и фильтром за длительное время выдержки. Я тестировал этот фильтр только один раз и отказался от него именно по этой причине - при свете сбоку или сзади блики на фотографии слишком сильны, чтобы их можно было незаметно отретушировать. Однако в этой статье рассказано, как с помощью простого резино-тканевого пояска избавиться от этой проблемы. Кроме того, хотя по спецификации фильтр Cokin 007 имеет те же свойства, что и Hoya R72, производители скорее всего не смогли из-за особенностей материала соответствовать пропускной характеристике 89B. На фотографиях, получающихся при съёмке камерами Canon через Cokin 007, инфракрасный эффект выражен заметно слабее, чем при использовании Hoya R72.
Самой дешёвой возможностью фильтровать видимый свет является использование вместо фильтра проявленной незасвеченной слайдовой плёнки. Такой вариант опробован многими фотографами, но сам я его не проверял, так что о достоинствах и недостатках ничего сказать не могу.
Если вы решите в пользу навинчивающегося фильтра или фильтра Cokin, советую сперва узнать, какие из имеющихся в наличии объективов подходят для инфракрасной съёмки, потом приобрести фильтр или держатель для самого большого диаметра, а для остальных объективов купить переходные кольца. О подходящих для ИК-фотографии объективах – чуть ниже.
Да, чуть не забыл, - несмотря на то, что тёмные фильтры вроде Hoya R72 не пропускают видимый свет, не стоит через них смотреть на солнце. Хотя увидеть сквозь них почти ничего нельзя, они прекрасно пропускают инфракрасные и ультрафиолетовые лучи, так что сетчатке глаза подобные эксперименты вряд ли понравятся. Если же вы знакомы с людьми, которые всё же интереса ради проводили много часов, глядя на солнце сквозь инфракрасные фильтры, напишите мне, пожалуйста, как они поживают.
3. О фильтре, мешающем жить ИК-фотографу
Прежде чем задуматься о покупке ИК-фильтра, следует убедиться, что камера способна делать инфракрасные фотографии. На самом деле я пока не слышал о камерах, которые были бы совершенно непригодны для этой цели. Матрицы всех цифровых камер восприимчивы к инфракрасному свету, но дело в так называемом Hot-mirror фильтре, блокирующем инфракрасный свет. Этот фильтр находится непосредственно на матрице и предназначем для того, чтобы избежать неверных отображений цветов, которые вносит инфракрасное излучение. Разница в экспозиции между видимым и инфракрасным светом 11-13 ступеней, как у Canon 5D или Nikon 200D, достаточна, чтобы инфракрасные лучи не имели никакого эффекта на обычной фотографии. Но и меньшие значения, как у D50/D70 (утвеждают что 6-8) также вполне приемлемы. При такой разнице влияние ИК-света настолько мало, что оно не отражается на контрасте и цветах изображения.
В камерах Leica m8 (сентябрь 2006) этот анти-ИК-фильтр был не очень эффективен (если он вообще был), что приводило к искажению серых оттенков одежды в сторону магенты. Фирме Leica пришлось решать проблему, рассылая владельцам камер бесплатные фильтры, блокирующие ИК-свет. Такая вот шутка юмора. Это тем более странно, если учесть, что проблема была известна по другим камерам .
В некоторых камерах, например, Sony, есть возможность убирать с матрицы фильтр Hot-mirror, переключаясь в режим Night Shot. К сожалению, минимальная выдержка при этом ограничена довольно большим значением. Причина ограничения - в способности лучей IR-A проникать через некоторые текстильные материалы, особенно светлых тонов. Ранние модели видеокамер Sony, как утверждают сетевые , позволяли таким образом запечатлеть гораздо больше, чем хотелось бы объектам съёмки, особенно в солнечную погоду на пляже. После того, как этот факт стал известен, видеокамеры были быстро изъяты из продажи, и с тех пор на всякий случай и на всех фотокамерах Sony установлены ограничения минимальной выдержки в режиме ночной съёмки. Видеокамерами Sony я не пользовался, так что не знаю, как они разобрались в них с этой проблемой. Что касается способности камер Canon просвечивать через одежду, то мои эксперименты с различными материалами не увенчались успехом. Напротив - некоторые материалы, например, полиамид, в солнечном свете на обычных фотографиях просвечивают гораздо сильнее, чем на инфракрасных.
Когда в феврале 2005-го Canon объявил о выпуске новой модели 20Da с увеличенной пропускной способностью фильтра в области 656 нм и предназначенной специально для астрофотографии, любители ИК-фотографии радостно оживились. Но оживление быстро улеглось, когда из спецификации 20Da стало известно, что ИК-волны от 700 нм блокируются в этой камере так же, как и в 20D, то есть очень сильно. Несмотря на это, с фильтром Hoya R72, пропускающим часть видимого света, 20Da примерно на 5 ступеней экспозиции чувствительней к ИК-свету , чем 20D.
Во многих источниках указывается, что фильтр Hot-mirror предотвращает появление муара. С технической точки зрения это неверно. Муар появляется на фотографиях сетчатых или линейных структур, как москитные сетки. Происходит это из-за наложения периодического рисунка, передаваемого линзой, на светочувствительные элементы матрицы цифровой камеры, также представляющего из себя периодическую дискретную структуру. Аналогичный эффект можно увидеть, если положить две москитные сетки с мелкими ячейками друг на друга под углом. Одна сетка в нашем случае - объект съёмки, другая - матрица. Короче говоря, инфракрасные лучи тут совершенно ни при чём.
Против муара на матрице устанавливают так называемый Low-pass фильтр, который немного размывает изображение. Против влияния инфракрасного света устанавливают фильтр Hot-mirror , обычно представляющий из себя напыление на фильтре Low-pass, отражающее инфракрасные лучи, не давая им попадать на матрицу. Сам фильтр Low-pass также блокирует какую-то часть инфракрасных лучей, но это скорее побочный эффект материала, из которого он изготовлен, а не основное его предназначение. То есть та штука, которая лежит на матрице большинства цифровых камер, представляет из себя бутерброд из фильтров Low-pass и Hot-mirror (напыления), толщина которых может варьироваться независимо друг от друга. В некоторых камерах этот бутерброд включает в себя также фильтр, дополнительно поглощаюший лучи инфракрасного спектра.
У камер разных производителей фильтр на матрице различается по устройству. Так, на камере Canon 5D на матрице находится комбинация из двух фильтров Low-pass; фильтра, поглощающего инфракрасные лучи; фильтра, преобразующего линейно поляризованный свет в циркулярно поляризованный; плюс напыление Hot-mirror (5D-White Paper, страница 7, pdf). В некоторых источниках все они вместе называются антиалиасным фильтром (АА filter), хотя действительно антиалиасным (предотвращающим муар) из них является только фильтр Low-pass.
У камер Kodak, по утверждению самой фирмы, нет фильтра Hot-mirror, поскольку ИК-лучи полностью задерживаются их АА-фильтром. Короче говоря, в терминологии между АА, Low-Pass и Hot-mirror царит большая путаница.
Как пример независимости фильтров АА и Hot-мirror друг от друга, можно, во-первых, вспомнить, что некоторые умельцы удаляют из своих камер фильтр-бутерброд, чтобы достичь максимальной резкости, то есть их целью является удаление АА фильтра. После этого им приходится специально заказывать фильтр Hot-мirror, чтобы избежать пониженного контраста из-за влияния ИК-света. Во-вторых, антиалиасные способности фильтра Canon 5D меньше, чем у 350D, благодаря чему в принципе возможны более резкие изображения, но и подверженность муару у 5D больше. В то же время чувствительность к инфракрасному излучению у 5D примерно на одну ступень ниже, чем у 350D.
4. Цифровые камеры для инфракрасной съёмки
Классический метод поверки камеры на ИК-пригодность - с помощью дистанционного пульта, например, от телевизора. С компактными цифровыми камерами, показывающими объект съёмки непосредственно на экране, всё просто: пульт следует направить лампочкой в объектив и нажать на нём какую-нибудь кнопку. На экране фотоаппарата будет видно, как лампочка светится розоватым или голубым светом.
Canon PowerShot S40, 1/25 сек.
С цифровыми зеркалками тест немного сложнее - камеру следует поставить на стол или на штатив, напротив объектива положить пульт и сфокусироваться на пульте. Выдержку поставить побольше - на несколько секунд, открыть диафрагму пошире и отключить автофокус. Теперь выключить свет в комнате и сделать кадр. Если на фотографии не будет светлого пятна от лампочки, то можно попробовать увеличить выдержку в несколько раз. Если кадр всё ещё чёрный, то не исключено, что в пульте нужно поменять батарейки. Если не первое, ни второе не поможет, напишите, пожалуйста, мне, поскольку пока я пребываю в уверенности, что все зеркалки чувствительны к ИК-волнам, но, конечно же, всех их я не тестировал.
Canon 350D, ISO100. Слева - EF 50/1,8, справа - EF 50/1,4. Оба объектива - f2, 1 секунда. Причина разницы между результатами теста описана в разделе 6.
Зеркальные камеры Canon снабжены очень эффективным фильтром Hot-mirror, поэтому владельцы этих камер должны быть готовы к очень длинным выдержкам, это же касается и владельцев Nikon D200, анти-ИК-фильтр которого намного сильнее фильтров D70 или D50. При условиях съёмки, требующих на Nikon D70 всего 1 секунду выдержки, на D200 или Canon 20D потребуется выдержка в 30 секунд. Владельцам цифрозеркалок Olympus также придётся снимать с длинными выдержками - при ИК-съёмке на E-500 экспозиция увеличивается на 11 ступеней по сравнению с видимым светом, в то время как для C-2000Z эта разница составляет 7 ступеней, то есть выдержка на нём в 16 раз меньше.
Таблицу со списком некоторых компакт-камер и примерным увеличением экспозиции для ИК-света можно найти на jr-worldwi.de .
Примеры инфракрасных фотографий, сделанных различными камерами, а также уровень шума в цветовых каналах и при различных значениях чувствительности можно найти на dimagemaker.com .
Камеры, которые точно позволяют делать ИК-фотографии:
- Canon IXUS 430, 500, 700, V2, Powershot A70, A75, A80, A95, G1, G2, G3, G5, G6, 10D, 1D Mark II, 5D, 20D, 30D, 300D, 350D, 400D, 500D, D30, D60
- Fuji S3 Pro UVIR, Fuji S5600, Fuji S9500
- Minolta Dimage 7
- Kodak P880
- Nikon Coolpix 950, 990, 4500, 5400, 5700, 8400, 8800, D100, D200, D50, D70
- Olympus C-220, C-720, C-2000Z, C-3030, C-4000, C-4040, C-5060, C-7070, C-70, C-750, C-770, C-765, C8080, E-10, E-20p, E-330, E-500
- Panasonic FZ30
- Pentax K100D
- Samsung Pro815
- Sony DSC F828, F504V, F707, F717, A100, H1, H5, P52, R1, S75, S85, V1, V3, W1
На исходник для следующей фотографии, снятый не только в пасмурную погоду, но ещё и в тени, потребовалось 40 минут.
5.4. Баланс белого
Фотографии, сделaнные с фильтрами, пропускающими часть видимого красного света, как Hoya R72, обычно кажутся равномерно окрашенными в красные тона: в зависимости от камеры, в алый или пурпурный. На самом деле тональность не одинакова на всех объектах, поэтому изменение баланса белого может сделать фотографию цветной. На цифрокомпактах для этого следует предварительно установить баланс белого по траве или листьям через фильтр. Если есть возможность, делайте съёмку в RAW. Это позволит, во-первых, исправить ошибки экспозиции, которые неизбежны при определении выдержки на глаз, во-вторых, выставить баланс белого в RAW-конвертере.
Левая верхняя фотография конвертирована из RAW без изменения баланса белого. В правой верхней фотографии баланс белого был выставлен по листве. Две нижние фотографии получились из соответствующих верних с помощью перемены каналов, о которой рассказано в разделе 7.1.
Результат изменения баланса белого зависит от использованного объектива и, конечно же, от цвета объекта, который выбран как "нейтральный". Баланс белого по листьям или траве немного отличается от баланса белого по хвое.
Список объективов для камер Canon с указанием пригодности для инфракрасной съёмки приведён в конце статьи. Среди непригодных упомянуты также объективы, пригодные только при полностью открытой диафрагме или только при максимальном фокусном расстоянии.
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
:
На живых примерах инфракрасных снимков попробуем вместе их обработать. Получим готовые решения по обработке снимков и вместе разберём, как эти решения работают.
Рис.1 Разложение в спектр солнечного излучения
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)
Рис. 3 Ближний ИК диапазон
Рис. 4. Пульт дистанционного управления
Рис. 5. Инфракрасная фотография. Canon EOS 40D, F8, 30”. Фильтр из слайдовой плёнки.
Рис6. Камеры Sony DSC-F717/828/707
Рис.7. Слайдовая плёнка
Рис.7A Слайдовая плёнка и ИК излучение
Рис.8. Чёрный компакт-диск.
Рис.9 Инфракрасная метка на шкале фокусировки.
Рис.10 Hot-spot
Рис. 11 Блики
Рис.12 Градиент на небе в контровом свете
Рис.13 Вода и небо в ИК
Рис. 14 Цветы в ИК
Рис. 15 Портрет в ИК.
Рис.16 Channel mixer
Рис. 17 Результат замены синего и красного каналов
Хотели бы вы узнать, как бы выглядел окружающий мир, если бы человеческий глаз воспринимал световые лучи не только, так называемого «видимого спектра», но и далеко за его пределами?
Одним из способов увидеть мир таким, каким его неспособен увидеть человеческий глаз, является фотосъемка в инфракрасном диапазоне.
ИК фильтр на объектив, необходимый элемент для инфракрасной съемки
Уже давно из сугубо технической, прикладной области, инфракрасная съемка вошла в мир художественной фотографии. При помощи съемки в ИК диапазоне, можно получить невероятные по красоте, «космические» пейзажи.
Вообще, данный вид съемки и последующей обработки, предмет для отдельной большой статьи или даже цикла статей. Но сегодня наша цель просто познакомиться с основами.
Итак, как получить инфракрасный снимок? Вариантов много. Раньше для этого использовалась специальная фотопленка. В специализированной цифровой технике используются особые матрицы.
Но можно попробовать сделать инфракрасный снимок и на простой цифровой фотоаппарат.
По большому счету, оптика любой камеры пропускает лучи в ИК диапазоне. Но проблема в том, что матрицы современных камер оснащены специальными Hot-mirror фильтрами. И эти фильтры часто практически полностью отсекают ИК спектр.
Есть простой способ проверить, насколько ваша цифрозеркалка подходит к инфракрасной съемке. Возьмите обычный пульт дистанционного управления — от телевизора, музыкального центра и т.п. Все они работают на основе ИК лучей.
Поставьте свою камеру на штатив и в полной темноте сделайте насколько снимков, на разных выдержках и значениях диафрагмы. При этом держа пульт направленным в объектив и удерживая нажатой любую кнопку.
Если на сделанных кадрах появилась светлая точка, значит фильтр вашей камеры в достаточной степени пропускает ИК лучи и можно двигаться дальше. Если нет, то вариантов несколько. Поискать другую камеру или попробовать действовать дальше «на авось». Любопытно что часто слабым Hot Mirror оснащены относительно недорогие мыльницы, а не навороченные зеркалки.
Экспериментируйте с выдержкой и диафрагмой. Возможно для достижения цели вам потребуется очень длительная выдержка, чтобы ИК лучи пробились через фильтр.
Некоторые пускаются во все тяжкие, занимаясь тюнингом внутренностей своих цифрозеркалок под ИК съемку. Если вы решили пойти по этому пути, то для данной цели вполне можно недорого купить «донора» из числа БУ зеркалок. Суть тюнинга заключается в механическом удалении Low Pass фильтра, на который обычно механически напылен Hot Mirror фильтр.
В интернете, особенно англоязычном, много сообществ где есть подробные инструкции по разборке и удалению фильтров с разных моделей камер.
Механическое удаление фильтра после разборки камеры
Второй неотъемлемой частью является покупка светофильтра на объектив. Наиболее популярные и проверенные модели — Hoya R72 и Cokin 007. Но учитывая недешевую стоимость ИК фильтров (от 80-100$) имеет смысл сначала протестировать вашу камеру с этим фильтром, а не покупать вслепую, в интернет магазине.
Правда есть руководства по изготовлению IF фильтра из подручных средств. Но это отдельный разговор.
Интереснее всего в инфракрасном диапазоне выглядят пейзажи. Это связано с тем, что по сути, мы фиксируем способность предметов не излучать, а поглощать волны ИК волны. Например небо поглащает их в огромном количестве и на снимке будет уходить в черноту, зелень деревьев наоборот отражает лучи и на снимке будут выглядеть белыми, как покрытые инием в морозный день.
Учитывая что при применении ИК фильтров количество света попадающего на матрицу крайне мало, придется снимать на длительных выдержках а следовательно потребуется штатив.
Hoya R72 — один из самых популярных инфракрасных фильтров.
Кроме того, стоит перевести камеру в ручной режим фокусировки, так как автофокус может безбожно врать из за фильтра.
Затем стоит поэкспериментировать с различными параметрами экспозиции, анализируя полученный результат.
После того, как мы получили заветный кадр, следует заняться пост обработкой. Так как редкий кадр, сделанный в инфракрасном диапазоне будет шедевром без обработки.
Способов обработки существует великое множество. Рассмотрим один, самый простой.
Существует огромное количество техник пост процессинга (обработки) инфракрасных снимков. Рассмотрим вкратце один из самых простых.
На выходе из камеры вы получите что то подобное.
Инфракрасное фото на выходе из камеры
Если съемка велась в RAW, имеет смысл изменить баланс белого, чтобы сделать зелень максимально приближенной к чистому белому цвету.
Затем, открываем снимок в Photoshop и корректируем уровни Levels. Лучше делать это для каждого канала отдельно (Red, Green, Blue).
Примерный вид Levels для необработанного снимка
Коррекция levels — смещаем ползунки слайдера к краям гистограммы
В итоге наш снимок станет более контрастным и приобретет визуальную «глубину».
Фото после изменения баланса белого и коррекции уровней
Следующий шаг — инверсия цвета.
Для этого открываем Channel Mixer (Image – Adjustments – Channel Mixer.)
Выбираем красный канал и для него Red убираем до 0, а Blue поднимаем до 100
корректируем канал Red
Затем открываем канал Blue и для него делаем наоборот. Red в 100% а Blue в 0%
Корректируем канал blue
Затем нажимаем Ok и наслаждаемся результатом. Для достижения лучшего эффекта можно еще поработать с инструментами насыщенности цветов — Adjustments – Hue/Saturation
Итоговый IF снимок
Ну а для вдохновения, чтобы у вас появилось желание таки попробовать поснимать в данной технике, большая галерея инфракрасных снимков.
Ильина Марина Андреевна 3045
В поисках необычных идей для фотографий и видеоматериала оператор порой заглядывает в самые отдаленные уголки планеты, ищет фантастические точки съемки и даже выходит за пределы способностей человеческого глаза.
Для реализации последнего оператору на помощь приходит набор специально сконструированных дополнений к объективам. В фото- и видеосреде их называют светофильтрами. Часто при их использовании получается действительно фантастическая и неожиданная картинка.
Именно таким свойством обладает и герой этого обзора – инфракрасный фильтр для объектива.
Он представляет собой темное, часто совсем черное, стекло. ИК-фильтр при съемке ограничивает поступление от объекта съемки на собирающую поверхность – матрицу фотоаппарата или видеокамеры – любых лучей, кроме инфракрасных. Не стоит думать, что инфракрасные фильтры позволяют регистрировать собственные «тепловые» лучи, испускаемые любым нагретым телом. Изображения, созданные с их помощью, получаются при регистрации тех лучей, которые это тело может отразить в инфракрасном диапазоне.
Что же получается в итоге? Для того чтобы понять это перед началом съемки используют следующее правило: чем сильнее предмет поглощает ИК-излучение, тем он сильнее нагревается (например, на солнце) и тем темнее получится на фотографии или в видеокадре.
 |
Privezite | 4 200 Р | |
 |
Privezite | 23 426 Р | |
 |
LightPhotos | 1 590 Р | |
 |
LightPhotos | 1 710 Р |
Оглядимся по сторонам: хорошо отражают инфракрасные лучи (а, значит, получатся светлыми или даже белыми) листья, трава и снег. Поглощают же – асфальт, вода и небо, что делает их темными или даже черными на изображениях.
Съемка с инфракрасным фильтром позволяет создать действительно сюрреалистичные кадры. Слишком контрастные белые облака на черном небе, листва будто бы покрытая толстым слоем пепла, нарочито бледные лица с черными глазами придают неожиданное звучание и драматизм даже самым простым изображениям.
Если Вы решили попробовать съемку с инфракрасным фильтром, то обратите внимание на следующие пункты:
Рассказать друзьям
