*** (Nature-InfraRed) © Татьяна Кузьмина

ЦВЕТНАЯ ИНФРАКРАСНАЯ СЪЁМКА
(НА ПРИМЕРЕ СИСТЕМЫ NIKON D70 + COKIN INFRARED 89B)

Татьяна КУЗЬМИНА

1. О спектральных диапазонах и ответе на вопрос про горячие духовки.
2. Система Nikon D70+Cokin 89B. Теоретическая часть
3. Система Nikon D70+Cokin 89B. Практическая часть
4. Процесс ИК-съемки
5. Баланс белого (ББ)
6. Цветная инфракрасная съемка.
7. Заблуждение "Да зачем ИК-фильтр, плагин фотошопа все сделает!"
8. В итоге...
9. Галерея цветных инфракрасных фотографий

Инфракрасная съемка - это инструмент, позволяющий увидеть сказочность мира нас окружающего. С появлением цифровых технологий возникла возможность получения не только черно-белых или причудливо окрашенных изображений, но и цветных фотографий с голубым небом и зеленой листвой. В статье рассматриваются некоторые особенности InfraRed-In-Colour на примере системы из фотоаппарата Nikon D70 и фильтра Cokin InfraRed 89B. Начнем с самого-самого начала…

1. О спектральных диапазонах и ответе на вопрос про горячие духовки.

Человек наблюдает за миром в диапазоне 0.38-0.76 мкм, как показано на кривой видности человеческого глаза на Фото 2 (если этот термин вы слышите впервые, то скажу, что он отражает зависимость спектральной чувствительности глаза от длины волны излучения). Максимум приходится где-то на 0.55 мкм, что соответствует зеленому цвету.

Фото 1. Часть спектрального диапазона

Фото 2. Кривая видности

Инфракрасное излучение- это часть спектра, находящаяся между красным концом видимого диапазона 0,74 мкм и коротковолновым радиоизлучением (1-2 мм). В разных источниках можно встретить различные значения «границ областей»- они все условные и определяются только из удобства применения в конкретной задаче. Инфракрасную область спектра разделяют на ближнюю ( 0,74 - 2,5 мкм), среднюю (2,5-50 мкм) и дальнюю (50-2000 мкм)

Фото 3. Спектральные характе- ристики чувствительности ПЗС с кадровым переносом

Все тела излучают. При комнатной температуре объекты излучают на длине волны 8-14 мкм, а разогретый утюг или духовка – где-то на 7.5 мкм. Возникает вопрос- «Так может быть, поставив ИК фильтр мы будем наблюдать тепловую картину от нагретых тел?» - Нет! Почему? Ответ прост - ПЗС-матрица фотоаппарата не видит в этой области изначально. Спектральные характеристики несколько отличаются у различных типов ПЗС, но общий характер у них одинаковый и диапазон составляет около 0.3-1 мкм (Фото 3).

Для того, чтобы увидеть "нагретые тела" необходимо использовать тепловизоры со специальными приемниками, которые "видят" в области от 5 мкм. Например, ИК приемники на тройных соединениях КРТ (кадмий -ртуть - теллур) имеют рабочий диапазон 8-14 мкм и наиболее согласуется со спектром тел при комнатной температуре.

2. Система Nikon D70+Cokin 89B. Теоретическая часть.

Основным ограничением применения ИК-фильтра с цифровым фотоаппаратом является поглощение встроенным фильтром ИК-излучения. Данные фильтры ставятся специально для подавления нежелательных эффектов при съемке (муары и т.д.) и различаются по пропускной способности у разных брендов/моделей (потому, что созданы именно для улучшения качеств конкретной системы) Для сравнения- показаны кривые пропускания встроенных фильтров Nikon и Canon. Очевидно, что фильтр Nikon пропускает больший диапазон в ИК, «захватывая» 0.75 мкм. Фильтр же Canon «спадает на нет» уже в районе 0.68 мкм.

Фото 4. Кривые пропускания фильтров

Пропусная способность фильтра Cokin 89B изображена на Фото 5, пропускание начинается где-то на 690 нм и имеет 50% на 720 нм.

Фото 5. Пропусная способность фильтра Cokin 89B

И, наконец, схематическое изображение полосы пропускания Nikon+Cokin и Canon+Cokin отвечает на вопрос "почему Nikon с рук снимает, а Canon- с огромной выдержкой и только на штативе?" Потому, что шире диапазон!

Фото 6. Увеличенный отрезок полос пропускания фильтров

Фото 7. Схематическое изображение полосы пропускания Nikon+Cokin

Фото 8. Схематическое изображение полосы пропускания Canon+Cokin

Cледует отметить, что существует возможность замены встроенного фильтра у Canon на другой, с более широкой полосой пропускания в ИК-области. Но стоит помнить- родные фильтры сделаны с точным расчетом, чтобы минимизировать погрешности при съемке.

Таким образом, на матрицу Nikon'a попадает спектр 0.69-0.75 нм, что и образует Инфракрасное фото. Это не тепло, а излучение и отражение света от объектов в данном диапазоне. Поэтому небо выходит темное, а листья - светлыми.

Отмечу, что данный диапазон не видим глазу, поэтому цвета там изначально нет. А одев фильтр и посмотрев в объектив вы увидите…. Ничего не увидите! Но не стоит переживать- фотоаппарат все увидит.

3. Система Nikon D70+Cokin 89B. Практическая часть

Существует ряд инфракрасных фильтров с различными спектральными характеристиками и различными стандартами крепления. О кривой поглощения фильтра Cokin 89B было сказано выше, здесь пойдет разговор о монтажных особенностях.

Фото 9. Конструкция держателя Cokin

Система Cokin имеет концепцию "творческие фильтры"- один универсальный держатель (адаптерное кольцо + собственно держатель) и широкий ассортимент фильтров, которые в него крепятся. В зависимости от размеров объектива, разделяется 2 серии держателей Cokin - "А" и "Р". Соответственно, и фильтры делаются под эти серии и носят название "А" и "Р".

Поэтому, стоит сначала разобраться какая серия подходит для вашего объектива, а потом уже покупать фильтр. (А то может оказаться, что вы купили фильтр "А", а держатель для вашего объектива серии "Р")

Фото 10. Держатели Cokin серий "А" и "Р"

Диаметры объективов:
Система "А": 36 / 37 / 39 / 40.5 / 41 / 42 / 43 / 43.5 / 44 / 46 / 48 / 49 / 52 / 54 / 55 / 58 / 62 мм
Система "Р": 48 / 49 / 52 / 55 / 58 / 62 / 67 / 72 / 77 / 82 мм

Аппарат Nikon D70 kit имеет китовый объектив Nikkor 18-70мм с диаметром 67 мм, поэтому к нему подходит система Р.

Фото 11. Упаковка фильтра Cokin 89B (Cokin 007)

Сам инфракрасный фильтр Cokin 89B выглядит внешне как пластмассовый темно-красный квадрат. (Кстати, зачастую он встречается и под другой маркировкой, Cokin 007.) Он продается в коробочке. Изображен на ней инфракрасный пейзаж (см. Фото 11)

Отмечу положительные и отрицательные стороны Cokin 89B

Минусы системы:
1) Фильтр быстро пачкается, а каждый отпечаток оставляет блик. Чистить приходится только специальной салфеткой.
2) Фильтр быстро царапается. Аналогично, царапина сказывается на качестве изображения.
3) При ярком солнце фильтр отражает часть света на объектив с внутренней стороны. Поэтому появляются по краям фото блики. Необходимо использовать бленду.
4) Если вы используете широкоугольный объектив - держатель может дать виньетирование (устраняется поворотом его вместе с "цеплятелями" на 90 градусов)

Плюсы системы:
1) Существует возможность одновременного использования нескольких фильтров.
2) Быстрое крепление- очень важно ибо в видоискатель ничего не видно- настраивать кадр приходится со штатива без фильтра, а потом только его одевать.
3) Собственно, получение качественного ИК-изображения…


4. Процесс ИК-съемки

Первая проблема, с которой сталкиваешься при ИК-съемке- в видоискатель ничего не видно! Фильтр отсекает весь видимый диапазон. Когда я первый раз это увидела, я немного испугалась «как же фотоаппарат сможет навести резкость?!» Но фотоаппарат более зоркий, чем человек, поэтому у него с этим проблем не наблюдалось. Единственное, необходимо во время фокусировки закрывать видоискатель, как во время ночной съемки.

Вторая проблема – это необходимость большой выдержки для получения кадра. Если в случае Canon процесс может затянуться на секунды, Nikon снимает кадр за долю секунды, но и этого бывает достаточно, чтобы получить большой смаз. Выходы из данной ситуации:

1) Штатив. Самый простой способ решения всех проблем- и построения композиции (перед одеванием фильтра, когда в видоискатель все хорошо видно), и исключение шевеленки. Но при этом свобода действий ограничивается, а скорость съемки уменьшается.

2) С рук. Необходимо использовать режим «таймер», и в момент заветного пищания затаить дыхания и стараться не шевелиться. На 5 кадров один-два обычно выходят резкими.

ИК-снимки отличаются повышенной шумностью. Чтобы не усугублять ситуацию, необходимо изначально максимально точно выставлять параметры съемки, чтобы свести обработку в графическом редакторе к минимуму.

Параметры съемки:

1) Экспозиция. Обычно необходимо ставить значения +0.3+2, чтобы получить не темный кадр. Осветление в графическом редакторе усилит шумы.
2) Самый важный и ключевой параметр, максимально влияющий на результат- это баланс белого.

5. Баланс белого (ББ)

От баланса белого зависит то, что в итоге вы получите и это есть основной параметр, влияющий на результат. Существует несколько вариантов выставления ББ

1) Баланс белого "автомат" (AUTO)

На фото показан обычный кадр (без ИК-фильтра) и кадр с ИК-фильтром и балансом белого Автомат (аналогичная картина на бб облачность и прочих авто-балансах)

Фото 12. Кадр без ИК-фильтра и кадр с ИК-фильтром и балансом белого "автомат"
Параметры съемки ИК: выдержка 1/15 сек, f/3.5. При балансе белого "автомат" получилась
контрастная красная картина, т.е. тут присутствует только красный канал.
С такой фотографией работать очень тяжело, любые манипуляции проявляют шум.

Попробуем сделать у красной картины автоуровни и переведем в ч/б через карту градиента (обычный desaturate даст серую картину) Мы получили классическое ИК! Белые листья и черное небо.

Фото 13. Для сравнения - кадр без ИК, переведенный в ч/б

Фото 14. ИК: автоуровни+desaturate (обесцвечивание)

Фото 15. ИК: автоуровни + карта градиента (где красный заменен на белый)

2) Баланс белого по вспомогательной поверхности

Фото 16. ББ на листву, ч/б

Фото 17. Вспомним кадр с ББ "автомат"….

Ч/б картина от баланса белого «на листья» мало отличается от «бб на небо» и «бб на белый лист». А от автомата - достаточно сильно, а именно «сохранностью деталей» и качеством.

Таким образом, мы получили сырые кадры (базу). Далее можно проделать следующие шаги:

1) Ничего не проделывать и наслаждаться необычной «зимней сказкой» и «деревьями в инее»
2) Перевести в ч/б (скажем, уровни+desaturate)
3) Перейти к цветной инфракрасной съемке…

6. Цветная инфракрасная съемка.

Если есть скрытый цвет, зачем же его сознательно убирать? Как говорилось выше, часть спектра, попадающая на ПЗС-матрицу фотоаппарата, не принадлежит видимому диапазону. Поэтому изначально цвета как такового в ней нет. Но фотоаппарат «синтезирует» его из того, что получил. При этом можно получить цветные кадры.

Существует четыре принципиально разных способов получения цветного ИК. Они различаются по результатам и по трудозатратам.

1) Раскраска вручную в графическом редакторе из ч/б варианта

(По аналогии с раскраской черно-белых фотографий) Суть метода заключается в следующем- создаем несколько копий исходного слоя, окрашиваем их в разные цвета любым способом (variations, gradient map и т.д.).

Далее накладываем поверх исходного ч/б-слоя в режиме color. С помощью маски закрываем те места, которые не должны иметь соответствующий цвет. Процесс очень кропотливый, приходится аккуратно все обрисовывать кистью.

Фото 18. Слои и маски

Фото 19. Полученный результат

При этом результат оказывается излишне "искусственным", "цифровым" и плоским. Подобрать натуральный цвет на глаз достаточно тяжело.

2) Смешивание видимого и инфракрасного.

Способ подходит для любого ББ. Заключается он в следующем- камера ставится на штатив, снимается один кадр с инфракрасным фильтром, а второй кадр- без инфракрасного фильтра. Потом поверх ИК-фото накладывается обычное в режиме color. Эффект получается интересным! Но это уже не совсем ИК-фото, мы имеем информацию о цвете из видимого диапазона - множество красок.

Баланс белого	Auto	На листья	На небо	На белый лист
БАЗА (базовый кадр без обработки)
Стандартно обработанный кадр (уровни+контраст)

Фото 20. Влияние различных балансов белого на конечный результат

Но существует ряд проблем с данным методом. Главная из которых - два изображения практически невозможно идеально совместить. Даже если штатив стоял неподвижно, ветер трепал крону дерева, а облака уплывали в даль... В итоге после наложения цвета наблюдается эффект «смещения», который можно устранить в графическом редакторе. (но это займет время)

3) Раскраска изображения с помощью channel-mixer

Подходит только для фото с ББ-preset т.к. необходимы нормальные неусеченные каналы. (в фотографиях же с auto-ББ присутствует доминирующе красный канал) Тут все сводится к одному- крутить каналы до тех пор, пока не получится что-то более-менее похожее на реальную картину. При этом есть общая рекомендация- у красного канала поставить red-0% и blue 100%, а у синего канала red-100% и blue 0%. Можно далее подкрутить "по вкусу" до получения более приятной картины. Данный метод менее трудоемкий, чем ручное раскрашивание, но все-таки займет какое-то время. Хорошего результата добиться можно, но не просто.

Баланс белого	На листья	На небо	На белый лист
БАЗА (базовый кадр без обработки)
RED: red 0%, blue 100% BLUE: red 100%, blue 0%
То же, плюс подкрутка каналов «на вкус»

Фото 21. Раскраска изображения с помощью channel-mixer

4) Золотая формула цветного ИК

И, наконец, последний способ получения цветного ИК. Я называю его «золотой формулой» Потому, что в три клика мы получаем цвет из самого фото, без колдовства в графическом редакторе, без затрат времени. И при этом результат- это чистая цветная инфракрасная фотография, без лишней компьютерности. Волшебная формула проста и тем она сильна : « Копируем в синий канал красный, а в красный - инфракрасный!» Слова излишни, смотрите сами:

Баланс белого	На листья	На небо	На белый лист
БАЗА (базовый кадр без обработки)
БАЗА плюс ФОРМУЛА
БАЗА плюс ФОРМУЛА плюс стандартная обработка (уровни+контраст)

Фото 22. Получение цветного ИК по методу «золотой формулы»

В качестве замечания - наиболее живой цвет выходит у фото с балансом белого на белом листе бумаге.

Таким образом:
1. Для цветной инфракрасной съемки лучше всего подходит съемка с ручной настройкой баланса белого на белом листе бумаге (или на небе, разница есть, но невелика)
2. Для экономии времени и сил, лучше использовать "золотую формулу" цветной ИК-съемки (повторю ее- "в синий- красный, в красный- инфракрасный")
3. А дальше - открываются просторы для творчества!!!


Сводная таблица приемов цветной ИК-съемки

	1. Раскраска вручную с помощью режима color и нескольких цветных слоев	2. Смесь ИК и обычного кадра	3. Раскраска изображения с помощью chanel-mixer	4.«Золотая Формула»
Занимаемое время, особенности	От 30 мин до нескольких часов. Очень много ручной работы, требует аккуратности и терпения	От 5 минут и больше в зависимости от степени отличия ИК кадра от обычного кадра (сдвиг листвы, облаков)	От 5 минут в зависимости от того, как удачно удастся «покрутить каналы»	Минуты
Авто ББ	+ единственное решение	+	-	-
ББ на листья	+	+	+	+/-
ББ на небо	+	+	+	+
ББ на белый лист	+	+	+	+
Положительные стороны	Если у вас снят один кадр на автомате и все - это единственный способ получить цветное ИК.	Получение полноцветного изображения, всех оттенков.	Можно накрутить фиолетовое небо и желтую траву и назвать "космическая осень", достаточно простой метод, простор для творчества.	Цветная инфракрасная съемка. В самом прямом смысле слова.

7. Заблуждение "Да зачем ИК-фильтр, плагин фотошопа все сделает!"

Не сделает! Да я и отвечала уже на данный вопрос, в самом начале, когда приводила спектральные характеристики. Без инфракрасного фильтра у нас поступает на матрицу весь видимый диапазон.

Он массивен и могущественнен, а маленький сигнальчик, пропущенный через "конец полосы пропускания" встроенного фильтра фотоаппарата- ничтожен. И он заглушен Видимым Диапазоном. Вычислить его и усилить теоретически возможно, но практически - получится максимум - это картинка-шумелка. Или очень дальняя от оригинала итерация. ;)))) А еще… читайте ниже!

8. В итоге...

Как видно, инфракрасная съемка не ограничивается "белыми листьями и черным небом", которые получаются банальным способом стандартной обработки. Инфракрасная съемка- это сказка, окружающий мир, который мы не видим. (точнее видим, но совсем немного, поэтому не замечаем! ;))) ) Фотографии могут быть не только с причудливыми фиолетовыми листьями и коричневым небом, но и с натуральными красками. В конце, отвечу на вопрос "зачем цветное ик, если есть обычная съемка" (хотя…. Все ведь итак очевидно! :)) ) :
1. "Монохромность" цвета. В итоге мы получаем цветовую картину, где замешаны всего лишь несколько оттенков. При этом возникает эффект "чистоты" цвета.
2. Размер файла в JPEG, соответственно, тоже уменьшается. Можно сохранить кадр размером 520*559 пикс с 90% сжатия в 200 кб.
3. Полная очистка от мусора окружающей среды! Любые банки, стекляшки, бумажки теряются на ИК-картине. Идеально для съемки городских парков (эх…)
4. Всегда прорабатывается небо, оно не будет засвеченным, можно быть спокойным. А там, где даже глаза видят пересвет или просто чистое небо, ИК выявит художественные облачка на темном фоне.
5. Эффект 3D. Дымка, пар, туман, смог- не отражаются в ИК-съемке. Поэтому воздух прозрачен. При этом деревья, небо, вода, люди- становятся отдельными сущностями, которые как будто бы друг на друга не влияют, а существуют отдельно...

... Мы живем в сказке. Мы ее можем увидеть!!! ...

2006 © Татьяна Кузьмина, фото автора

Что ещё можно сделать:
Обсудить статью на Форуме >>>
Написать письмо Автору >>>
Посетить сайт автора >>>
Посмотреть другие фотографии автора >>>
Прочитать статьи ХЭ:
Про инфракрасную цифровую фотосъёмку с инфракрасным светофильтром >>>
Про инфракрасную съёмку на цифровую фотокамеру с использованием самодельного светофильтра >>>
Про инфракрасную фотосъёмку на чёрно-белую инфракрасную фотоплёнку >>>
Про инфракрасную фотосъёмку на специальную цветную фотоплёнку >>>
Про ультрафиолетовую цифровую фотосъёмку с использованием специального светофильтра >>>
Про цифровую съёмку в комбинированном УФ/ИК диапазоне без специального светофильтра >>>



9. ГАЛЕРЕЯ ЦВЕТНЫХ ИНФРАКРАСНЫХ ФОТОГРАФИЙ

*** (Nature-InfraRed) © Татьяна Кузьмина

Маленькая речушка © Татьяна Кузьмина

Тревожное мраморное © Татьяна Кузьмина

Быть грозе в тридесятом королевстве! © Татьяна Кузьмина

Космические луга © Татьяна Кузьмина

Хокку про вдвоем навеки © Татьяна Кузьмина