Всё началось с того, что мне стали попадаться фотографии с очень специфичной атмосферой: неестественные цвета, чёрное небо и невероятно пышные, почти сказочные деревья.
Я узнал что данные снимки создаться с помощью (модифицированных) чувствительных к ИК диапазону камер.
И для начала я расскажу, что это за излучение.
Инфракрасное излучение
Инфракрасное излучение начинается там, где заканчивается видимый нами красный свет. Если представить радугу, то за её самым крайним красным лучем начинается невидимая человеческому глазу область - это и есть инфракрасный свет. Он не такой, как обычный свет, он длиннее и «мягче».
Глаз человека и матрица фотокамеры устроены по-разному. Наша сетчатка настроена природой на очень узкий диапазон — только на видимый свет, от красного до фиолетового.
А вот матрица цифровой камеры или фотоплёнка изначально чувствительны к более широкому спектру, в том числе и к ближнему инфракрасному свету. Производители обычно ставят перед матрицей специальный фильтр (так называемый hot-mirror или IR-cut), который отсекает инфракрасные лучи, чтобы цвета на обычных снимках получались естественными, как мы их видим. Если же этот фильтр ослабить или убрать (как в камерах ночного видения или в специально модифицированных фотокамерах), камера начинает видеть невидимый для нас мир.
Модификация
Я решил модифицировать свою первую камеру, Sony A58, потому что в последнее время она почти не использовалась. Честно говоря, опыта в разборке фотоаппаратов у меня не было, но было огромное желание попробовать что-то новое.
Открутить болты на корпусе не самая сложная задача. Но когда снимаешь заднюю панель и наконец добираешься до материнской платы, удивляешься от разнообразия всего.
Я сделал несколько снимков расположения шлейфов и разъёмов. И только потом, с дрожью в руках, начал осторожно отсоединять их один за другим.
Сняв плату, я добрался до защитной металлической пластины, а под ней до держателя матрицы. Аккуратно извлёк из него самую главную деталь саму - матрицу.
А вот и сама матрица
Как видите, она имеет красноватый оттенок — это блик от hot-mirror фильтра. Именно он отсекает инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, пропуская к сенсору только видимый свет (примерно 400–700 нм).
Таким фильтром оснащены матрицы практически всех фотокамер и смартфонов. Исключение составляют специальные камеры — например, для видеонаблюдения или астрофотографии, где способность видеть в ИК-диапазоне необходима.
Теперь этот фильтр нужно было снять. В моём случае он держался на специальном клее. Я аккуратно срезал его по краям и снял стекло. Но имейте в виду: конструкция может отличаться. Например, в камерах Sony NEX фильтр крепится на устройстве подавления вибраций (пылетряс), а в других моделях он может быть прочно запаян.
Это ключевой и почти необратимый шаг. После него камера становится мультиспектральной. Без установки специальных светофильтров на объектив она будет давать сильные цветовые искажения в обычных условиях.
После сборки камеры я сразу приступил к тестам. Первый снимок был полностью залит красным цветом.
На самом деле камера теперь видит весь спектр излучения — и видимый, и инфракрасный. Но из-за того, что инфракрасного излучения в окружающем мире очень много, сенсор буквально забивается им. В результате процессор камеры интерпретирует всю эту информацию как доминирующие красные и пурпурные оттенки.
Следующей задачей стало, заставить камеру видеть только инфракрасное излучение.
В качестве светофильтра я использовал необычный материал - магнитную плёнку от 3,5-дюймовой дискеты (floppy disk). Из неё я вырезал аккуратный кружок и встроил его внутрь объектива Helios-44M, перед геликоидом.
Этот импровизированный фильтр оказался идеальным для задачи: он свободно пропускал инфракрасное излучение, но почти полностью блокировал видимый свет.
Теперь камера фиксирует мир в инфракрасном спектре, мой самодельный фильтр пропускает свет с длиной волны примерно 720 нм. Все снимки я делаю исключительно в формате RAW. Это даёт полную свободу при обработке: можно сделать тонкую цветокоррекцию, превратить снимок в классическое чёрно-белое инфракрасное изображение или поэкспериментировать с псевдоцветами, всё зависит от вашего вкуса и задачи.
Ниже цветной пример, обработанный по моему вкусу.
Монохромная ИК съёмка
Начиная с ~850nm мир для камеры предстаёт чёрно-белым без всяких цветов, потому что фильтр Байера (цветная мозаика на матрице) перестает работать — в этом диапазоне нет «цвета» в привычном нам понимании, есть только интенсивность отражённого ИК-излучения. Чувствительность сенсора падает, появляется шум, так как фотонов с такой длиной волны уже мало, и камере приходится усиливать сигнал, поднимая ISO и увеличивая выдержку.
Ниже я хочу показать, какие снимки у меня получились при использовании фильтра 950 nm.
Вода
Вода на снимках становится почти абсолютно чёрной, потому что она чрезвычайно эффективно поглощает инфракрасное излучение этой длины волны, почти не отражая его обратно в камеру.
Дымка
Туман или дымка почти не видна при съёмке на 950 нм, потому что капли тумана слишком малы для рассеяния такой длинной инфракрасной волны. ИК-излучение просто обходит эти частицы, словно радиоволны проходят сквозь стены, в то время как коротковолновый видимый свет от них рассеивается, создавая белую пелену.
Чёрное небо
Небо становится прозрачнее (темнее), потому что в ИК-диапазоне почти не работает рэлеевское рассеяние, ответственное за голубой цвет неба. Атмосфера становится прозрачной для ИК-лучей, и небо выглядит как чёрный бархат, на котором ярко белеют облака.
Сосуды
На ИК-снимках с фильтром 950 нм вены и капилляры становятся видны под кожей, потому что кровь в них (гемоглобин) сильно поглощает инфракрасное излучение, тогда как окружающие ткани и кожа хорошо его отражают. Это создаёт на снимке чёткий тёмный рисунок сосудистой сети на светлом фоне.