紅外攝影

紅外攝影

紅外攝影是一種較為另類的拍攝方式,利用紅外感光設備與紅外濾鏡配合,有別於傳統的黑白彩色照片,拍出的畫面給人以強烈的震撼讓人愛不釋手;同時紅外線相對可見光對一些材料及衣料具有穿透能力(薄化纖、煙霧、水氣。..),能拍出神奇的透視效果,這些特性在軍事、公安、考古、醫學等領域有著廣泛的套用。

  • 中文名稱
    紅外攝影
  • 外文名稱
    infrared photography
  • 使用範圍
    軍事、公安、考古、醫學
  • 原    理
    利用紅外線

簡介

紅外攝影(infraredphotography)利用紅外線透過在氣中和生物體的較大,並具有與可見光線不同的反射系數等,可供拍攝距離的被攝體,生物體的攝影,鑒別森林和植物,以及各種鑒別攝影。攝影時,用可以截止可見光的紅外濾光片與紅外膠片組配。對于一般的照相機,焦點稍有偏差,故需要對焦點作稍許的補償。

我們通常所接觸的攝影,是可見光攝影,是利用可見光來形成影像的一種技術。從圖中可以看出,電磁波的波長從數千米的電磁波,直到隻有十億分之一微米的γ射線,範圍非常廣,而可見光隻是其中很小的一段範圍。既然可見光是電磁波的一種,可見光能夠成像,其他電磁波是否也能夠成像呢?答案是肯定的。幾乎所有波長的電磁波都能夠形成影像,隻是獲得這種影像的手段不同而已,醫療上常用的透視成像就是利用X光成像,工業產品探傷會利用到γ射線成像,天文研究中的射電望遠鏡就是利用無線電波成像。

近年數碼DC/DV的流行,尤其是SONY率先推出紅外夜視機型後人們開始對紅外線及其攝影產生了興趣,因為數碼相機及攝像機所採用的CMOS/CCD感光元件能夠接收到紅外波長,現在我們隻需配以紅外濾鏡即可拍攝紅外照片及動態景象,以所拍即所見的方式更為方便去了解觀察奇異的紅外世界。

由來

(圖)紅外攝影(圖)紅外攝影

單從科學的意義講,傳統的攝影是一個“光-化學”過程,數碼攝影是一個“光-電子”過程,但無論是“光-化學”還是“光-電子”都離不開“光”,可以說“光”是攝影之源。那麽“光”又是什麽呢?光是一種電磁波!

一百多年前,物理學家麥克斯韋提出一個理論,認為所有的輻射都與電磁現象有聯系,而一般可見光隻是這個電磁輻射家族中的一小部分而已。後來的物理學研究證實了麥克斯韋的理論,人們繪製出了從電磁波,到可見光,直到γ射線的完整的電磁波譜。

圖中波長的單位為埃(),1 = 10-10 m.目前人們用得更多的單位是納米(nm),1nm=10-9m.可見光的波長範圍在380-780nm之間,紅外線的波長範圍則介于可見光與無線電波之間,換一種更形象的圖示方式就是:

(圖)紅外攝影(圖)紅外攝影

我們通常所接觸的攝影,是可見光攝影,是利用可見光來形成影像的一種技術。從圖中可以看出,電磁波的波長從數千米的電磁波,直到隻有十億分之一微米的γ射線,範圍非常廣,而可見光隻是其中很小的一段範圍。既然可見光是電磁波的一種,可見光能夠成像,其他電磁波是否也能夠成像呢?答案是肯定的。幾乎所有波長的電磁波都能夠形成影像,隻是獲得這種影像的手段不同而已,醫療上常用的透視成像就是利用X光成像,工業產品探傷會利用到γ射線成像,天文研究中的射電望遠鏡就是利用無線電波成像。

X光照片

(圖)紅外攝影(圖)紅外攝影

這樣說來,紅外攝影就沒有什麽稀奇了,而且,紅外線、紫外線是可見光最近的鄰居,成像效果及方式也與可見光最為接近,即都是通過光學鏡頭聚焦形成清晰的影像。

用途

在數碼攝影誕生之前,拍攝紅外照片需要使用專門的紅外膠片。膠片的感光特徵是可以通過調整其化學成分進行控製的,早期從事過黑白攝影的朋友都知道,黑白膠片有分色膠片與全色膠片之分,分色膠片隻對某一種特定顏色的光線感光,全色膠片則對所有的可見光感光,而紅外膠片就對特定波長範圍的紅外線特別敏感。使用紅外膠片拍攝和沖印的技術難度都較大,成本也高,普通攝影愛好者很少有條件去嘗試,多用于科研、刑偵、軍事等領域。

(圖)紅外攝影(圖)紅外攝影

由于不同物質對于可見光、紅外線的吸收性能不同,所以通過紅外攝影可以發現在可見光下看不到的一些差別,刑偵技術檢驗中常常利用紅外攝影達到以下目的:顯示被苯胺染料、有機染料及紅色污斑掩蓋或浸染的墨汁、石墨鉛筆、炭墨復寫紙和油墨字跡;鑒別紡織物品的結構、污漬斑痕;顯現模糊不清的郵戳標記;顯現褪色或變色的字跡或圖案;拍攝薄霧籠罩的室外現場;呈現被挖掉或刮掉的檔案字跡等。

比如這頂迪派帽子,用普通數碼相機拍攝就是我們肉眼看到的樣子。

(圖)紅外攝影(圖)紅外攝影

但是用紅外相片的效果就大不相同,原來並不顯眼的的線條、氣孔特別突出,這是因為純棉布料與化纖的縫紉線對紅外線的吸收、反射性能大不相同,純棉織物會將紅外線吸收,而化纖的縫紉線會將紅外線幾乎全部反射(純棉的貼身衣服之所以穿著舒適就是因為它吸收身體的紅外輻射,再散熱出去,而不像化纖織物那樣將紅外線又反射回人體)。

除了上述技術套用之外,由于紅外攝影在藝術攝影領域,尤其在風光攝影領域也有非常獨特的表現力,成像效果相當特殊,也使得許多攝影愛好者為之痴迷,以致有愛好者

(圖)紅外攝影(圖)紅外攝影

如此斷言:“一旦你拍下了第一張紅外照片,就會被這種如夢如幻的效果所魅惑。你會迷上它,無法自拔”。

對焦問題

(圖)紅外攝影(圖)紅外攝影

在傳統紅外攝影中,由于膠片本身解決了對光線波長的選擇問題,所以拍攝時並不需要特殊的濾鏡,但,由于紅外線的波長比較長,在光學玻璃中的折射率小于可見光,通過相同的透鏡成像時紅外線的成像位置要比可見光靠後一些,所以相機的對焦系統要進行一些修正。為了方便進行紅外攝影,以前的手動對焦鏡頭,常常帶有一個“R”標記或紅點標記,以方便進行焦距修正。

(圖)紅外攝影(圖)紅外攝影

“R”標記

(圖)紅外攝影(圖)紅外攝影

紅點標記

如果被攝物體較遠時,紅外成像與可見光成像的對焦誤差比較小,基本可以忽略,拍攝距離較近時,就要進行焦距修正了,修正的方法是先按日常可見光的拍攝方法調好焦距,再將對焦線稍轉動向前,對準“R”標記或紅點標記就可以了。

曝光控製

(圖)紅外線攝影濾鏡(圖)紅外線攝影濾鏡

由于自然界中紅外線的變化非常劇烈,紅外攝影的曝光比較難以控製,雖然也有測光設備可以使用,但一般隻能作為參考,通常需要攝影師依據經驗確定曝光量。

小結

由上面的介紹可以看出,在傳統攝影時代,無論在材料還是技術方面,紅外攝影的門檻都是比較高的,幸運的是,隨著數碼攝影技術的成熟,紅外攝影也變得簡單易行,接下來的其他文章,我們將重點圍繞數碼成像技術,介紹紅外攝影的器材與拍攝技巧。

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