Границами видимого (глазом) диапазона принято считать ультрафиолетовую УФ (380 нм) и инфракрасную ИК (760 нм). Все что находится за ними, глаз не различает. Сетчатка, на самом деле, чувствительна и к более коротковолновой зоне спектра. Но хрусталик и стекловидное тело защищают ее от относительно «жесткого» излучения. Тем не менее, сетчатка может воспринимать «остатки» ультрафиолета в виде флюоресцентного голубоватого свечения хрусталика (переизлучения в более длинноволновой зоне спектра). В ИК диапазоне мы не видим, так как в противном случае слепили бы себя своим же теплом.
За пределами видимой зоны спектра излучение не кончается. И механизмы и принципы оптики продолжают действовать (там есть и линзы и зеркала). Радиолокаторы видят в невидимой глазу зоне радиодиапазона (еще более длинноволновой, чем ИК), а зеркала-тарелки для радиоволн повсеместно портят архитектурные виды. Источники света светят и в ИК и в УФ диапазоне. А в горах и у моря без УФ фильтра не обойтись, иначе то, что невидимо глазу может существенно испортить снимки (у моря и в горах нет дымки, поглощающей ультрафиолет). Рассеянный свет, дымка создает впечатление глубины пространства, но если вам нужна четкость черно-белого снимка и для далеких предметов — поставьте на камеру оранжевый фильтр.
Зона УФ условно распространяется до 1 нм, а ИК до 1 мм. Атмосфера (озон, пар, пыль) сильно поглощает и рассеивает участок диапазона 10-300 нм, а стекло отсекает и более длинные волны, поэтому для фотографии (без дополнительных источников света и специальных объективов) можно использовать фактически только ближнюю зону УФ — 300-400 нм.
Главное ограничение все же фотоматериалы. Несенсибилизированные светочувствительные материалы чувствительны в диапазоне 350-450 нм, поэтому на заре фотографии ничего кроме «синего» цвета и УФ запечатлеть было нельзя. Зато в фотолаборатории при печати можно использовать красные и зеленые светофильтры и контролировать процесс проявки визуально. Для съемки в ИК диапазоне нужны специальные фотоматериалы. Обычно ИК пленки требуют соблюдения особых условий хранения и эксплуатации, а корпус камеры не должен быть «прозрачным» для лучей, засвечивающих ИК пленку.
Чтобы проиллюстрировать различные аспекты видимой и «невидимой» фотографии рассмотрим следующий флеш-ролик. На нем графически представлены (условно, но близко к действительным значениям): спектр, видимых глазу цветов, спектры источников освещения, спектральная чувствительность глаза и фотоэмульсий, спектральные характеристики фильтров и стекла. По умолчанию включен только видимый спектр. Для того чтобы понять, что можно снять на определенную фотоэмульсию при определенном источнике света и с определенным фильтром нужно «включить» (поставить галочку) нужные элементы. На пересечение останется тот участок спектра, который будет снят или видим.
Отметим следующие важные для фотосъемки моменты:
1) спектральные состав света, когда Солнце находится в зените позволяет снимать и в ИК и в УФ диапазоне и это единственный мощный и универсальный источник света; свет Солнца над горизонтом практически полностью лишен УФ составляющей;
2) лампа накаливания хорошо подойдет только для ИК съемки;
3) свет вспышки содержит как ИК, так и УФ излучение;
4) максимум чувствительности глаза при нормальном освещении лежит около 555 нм, а в сумерках около 510 нм (эффект Пуркинье);
5) практически все фотоматериалы подходят для УФ съемки, а для ИК только инфрахроматические;
6) оптическое стекло с увеличением толщины «отрезает» все больше ультрафиолета; для фотосъемки лучше использовать старые объективы или специальные современные;
7) фильтр на матрице цифровой камеры отрезает значительную часть ИК и УФ излучения;
8) степень пропускания излучения фильтров и оптического стекла зависит от их толщины; некоторые фильтры, непрозрачные для видимого света могут пропускать одновременно и ИК и УФ.Практика
Для фотосъемки в «невидимых» лучах будем использовать цифровые фотокамеры. Известный тест на «чувствительность» к ИК диапазону — снять пульт ДУ (источник ИК направлен в объектив камеры, кнопка на пульте нажата) позволяет определить подходит ли камера для ИК съемки. Если на фотографии или дисплее компактной камеры хорошо видно свечение ИК источника пульта — подходит. На матрице обычно установлен фильтр, существенно отрезающий ИК и УФ излучение, поэтому чтобы снимать в этом диапазоне, потребуются длинные выдержки и фильтры, еще более эффективно отрезающие видимый свет (используются и тонкие эбонитовые пластины). Далее приведена таблица распространенных ИК фильтров различных производителей, в которой указаны границы полного отсечения и 50% пропускания ИК излучения.
Фильтр Kodak | 0% | 50% | |||
WRATTEN 88 A | - | - | 5715 (RG715) | 720 | 750 |
WRATTEN 87 | - | - | 5780 | 740 | 795 |
WRATTEN 87 C | 093 | - | 5830 | 790 | 850 |
WRATTEN 87 B | - | RM90 | 5850 | 820 | 930 |
WRATTEN 87 A | 094 | RM100 | 5100 | 880 | 1050 |
Для фотосъемки использовались отечественные светофильтры УФС 6 (4 мм), ИКС 1 и более контрастный ИКС 3 (2,5 мм), фотокамеры Canon EOS 300D и Canon PowerShot G2, комплекты крепления Cokin. Установить сравнительно толстые фильтры в стандартные держатели для фильтров Cokin оказалось невозможно, поэтому фильтр просто крепился резинками к кольцу Cokin. Если все же вам удастся прикрепить фильтр к держателю Cokin стандартным образом, хорошо закройте все щели фольгой, иначе на длинных выдержках остатки видимого света засветят матрицу сильнее ИК.
 |  |
Фильтры на Canon 300D | Фильтры на Canon G2 |
При фотосъемке в ИК и УФ диапазоне есть две «трудности», в которых эксплуатационные особенности «цифры» оказываются очень полезными. Эти трудности — определение экспозиции и наводка на фокус. Так как «на глаз» не то ни другое в случае «невидимого» света не настроишь, то приходится делать несколько дублей и по снимку на дисплее уже вводить необходимые коррективы. Определить экспозицию проще, чем правильный фокус. Ведь фокус для «зеленых » видимых лучей и ИК или УФ не совпадают (поэтому в хороших современных объективах эти невидимые глазу, но видимые пленкой лучи стараются полностью отрезать, чтобы они не уменьшали видимую на отпечатке резкость и контраст). Приходится устанавливать дистанцию на глаз и диафрагмировать объектив. Компактные цифровые камеры типа Canon G2, обладая маленькой матрицей и большей относительной глубиной резкости при той же диафрагме, удобней для первого метода (фокусировка на глаз). Но при выдержке в 10 секунд и чувствительности 400 картинка у них получается очень шумной. С зеркальной камерой придется сделать больше дублей, пробую различные дистанции фокусировки, но изображение будет более чистым.
Солнечный день
Пасмурный день
УФС 6, Canon EOS 300D, ISO 400, f/8,0, 30 с, обработка в Photoshop — преобразование в монохромное изображение.
Обратите внимание на зелень, отражения на воде и стены домов, а так же на «глубину пространства» на ЧБ вариантах снимков, сделанных с разными фильтрами и без них.
Источники:
- Д.С. Гурлев. Справочник по фотографии (Светотехника и материалы). (Киев, «Техника»).
- Р. Хейман. Светофильтры. (Издательство «МИР»).
Ссылки:
- WJ's Photo Homepage (www.a1.nl/phomepag/markerink/irfilter.htm)
- Sony DSC-V1 (обзор на iXBT.com)
- Sony Cybershot DSC-F828 (обзор на iXBT.com)
- Анатомия цифровой камеры в картинках (статья на iXBT.com)
