¿Las fotografías infrarrojas realmente contienen colores infrarrojos?

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En la escuela, todos aprendimos que de la luz blanca solo podemos percibir el espectro visible, pero no podemos ver los rayos UV o IR .

Si este es el caso, ¿por qué podemos hacer fotografía infrarroja ? Está bien, la lente puede hacerlo, pero ¿cómo podemos ver los colores IR en la imagen final? ¿Cómo sabemos realmente que es la luz IR y no solo los colores dramáticos?

light human-vision-system infrared

— Amrit
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Woah !! No esperaba tal respuesta, pero sí aclaró lo que estaba buscando. Aunque hay múltiples respuestas correctas, aceptaré la que tenga más sentido para mí. ¡Gracias a todos!

— Amrit

en.wikipedia.org/wiki/Channel_(digital_image)#RGB_color_sample puedes ver los canales rojo, verde y azul allí. Pero los está viendo como imágenes en escala de grises, por lo que su ojo no necesita ser sensible al rojo, verde o azul para verlos, solo a claro / oscuro. Ahora, ¿qué pasa si el canal había IR lejano, IR cercano o UV? Todavía podría aparecer como escala de grises, aún visible a la vista.

— Tim S.

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El "color" es esencialmente una propiedad de la distribución de las longitudes de onda de la luz visible (tal como la perciben los humanos).

Las cámaras digitales solo detectan la cantidad de luz en cada píxel, no pueden medir la longitud de onda y, por lo tanto, no pueden grabar los colores directamente. Las imágenes en color se producen colocando filtros alternos rojo / verde / azul delante de cada píxel. Al colocar un filtro rojo (uno que bloquea la luz verde y azul) frente a un píxel, puede medir la cantidad de luz roja en esa ubicación.

La fotografía infrarroja con cámaras digitales estándar implica filtrar la luz visible (y opcionalmente eliminar el filtro IR incorporado) para que solo se grabe la luz infrarroja. Los filtros alternos rojo / verde / azul permanecen en su lugar.

Hay diferentes longitudes de onda de luz infrarroja, sin embargo, estas longitudes de onda no corresponden al "color" porque son invisibles para el ojo humano. El infrarrojo verdadero, en el rango de 850 nm y más largo, pasa más o menos equitativamente a través de cada uno de los filtros rojo / verde / azul para que termines con una imagen de intensidad solamente (escala de grises), como esta:

http://www.mattgrum.com/photo_se/IR_1.jpg

Las longitudes de onda que están más cerca del espectro visible, por lo que la llamada IR cercana en el rango de 665 nm pasará a través de los filtros RGB en diferentes cantidades para que se produzca una imagen con diferentes valores RGB y, por lo tanto, cuando se muestre en la computadora, obtendrá una imagen en color.

Pero los colores no son "reales", en el sentido de que el color es una propiedad de la visión humana y estas longitudes de onda están fuera de nuestra visión, por lo que el cerebro no ha definido una forma de presentárnoslas. Los diferentes colores que ve en una imagen infrarroja digital (reproducida en el rango visible por el monitor de su computadora) surgen debido a una deficiencia en los filtros azul y verde.

Los filtros azules están diseñados para filtrar la luz roja y verde de baja frecuencia, pero alrededor del rango del espectro visible (ya que el filtro IR de la cámara normalmente elimina todo lo demás). Cuando la luz visible está bloqueada y las frecuencias se vuelven realmente bajas (como las reflejadas por el follaje a través del efecto de madera ), ¡comienzan a pasar nuevamente por los filtros azul y verde!

Entonces, la parte inferior del espectro visible / IR muy cercano (que abunda en el cielo) excita principalmente los píxeles rojos, ya que los filtros azul y verde todavía están haciendo su trabajo, el IR cercano (reflejado de las hojas) comienza a excitar el azul y el verde. píxeles ya que los filtros funcionan fuera de su rango normal.

El resultado es un cielo de aspecto rojo y árboles de aspecto azul / turquesa, como este:

_{(fuente: wearejuno.com )}

Pero dado que estos colores no son reales, los fotógrafos a menudo intercambian los canales rojo / azul, lo que da cielos azules de aspecto más normal y árboles verdes / amarillos:

http://www.mattgrum.com/photo_se/IR_2.jpg

— Matt Grum
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Pensé que el color es una propiedad puramente perceptiva. Tiene algo de mapeo a un espectro , pero no es muy bueno ya que los metamers engañan fácilmente al ojo o son daltónicos.

— Nick T

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en realidad, el azul y el verde también son sensibles al NIR. Se abren hasta un pico de 850 nm y cruzan la sensibilidad roja allí. El rojo se cae uniformemente para cruzar a los demás a 850 nm y caen juntos hasta 1100 nm, cortados allí. ninguno de ellos es sensible a IR a menos que use una cámara InGaAs.

— Michael Nielsen

@MichaelNielsen estaba tratando de mantenerlo simple, lo he actualizado, así que creo que ahora es correcto.

— Matt Grum

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Es cierto en teoría, pero no en la práctica: "filtrar la luz visible ... por lo que solo se registra la luz infrarroja". En la práctica (aparte de los métodos científicos), la fotografía IR implica filtrar la mayor parte de la luz visible de modo que se grabe principalmente la luz IR e IR cercana. Las diferencias en las que se filtra "la mayoría" del subconjunto de la luz visible dan a las diferentes películas / cámaras / lentes IR su "aspecto" exclusivo. Además, las diferentes películas / cámaras / lentes varían en sensibilidad a diferentes longitudes de onda IR, por lo que los "colores" IR que se registran no son consistentes. Explotar estas diferencias es gran parte del arte de la fotografía IR.

— Jonathan Van Matre

Agradable. El efecto Wood también se puede ver mirando a través de un intensificador de imagen (alcance de luz estelar) que es más sensible en IR cercano. El follaje parece bastante brillante.

— doug

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La imagen que podemos ver desde una cámara infrarroja es lo que se conoce como imagen de color falso . Lo que esto significa es que un rango de longitudes de onda en el espectro infrarrojo se representa con una longitud de onda correspondiente de luz visible. Al igual que con la luz visible, una longitud de onda particular de luz infrarroja puede variar en intensidad desde justo por encima del negro (sombras) hasta casi la saturación (reflejos).

La forma en que cada longitud de onda e intensidad de la luz infrarroja se traduce en la luz visible que podemos ver depende en gran medida del propósito y el uso previsto de la imagen infrarroja. También depende de si la imagen se capturó con una cámara diseñada desde cero para registrar la luz en el espectro infrarrojo o con una cámara diseñada para capturar la luz visible que se convirtió para capturar la luz infrarroja al quitar el filtro infrarrojo que se encuentra en la mayoría de las cámaras y agregando un filtro para eliminar la luz visible.

Las imágenes de los instrumentos astronómicos que fotografían el cielo nocturno en infrarrojo tienden a procesarse para que se vean como el cielo nocturno visible aunque lo que es visible en el cielo y lo que no sea diferente en una imagen infrarroja sea diferente de lo que es visible en un visible imagen ligera Por lo general, las longitudes de onda más cortas de luz infrarroja se procesarán como longitudes de onda más cortas de luz visible (azul), las longitudes de onda medias de luz infrarroja se procesarán como longitudes de onda medias de luz visible (verde), y las longitudes de onda más largas en el espectro infrarrojo se alargarán como más largas. longitudes de onda en el espectro de luz visible (rojo).

Por otro lado, las imágenes que se usan para ver a los humanos en la oscuridad (imágenes de "visión nocturna") a menudo muestran diferentes intensidades de la misma longitud de onda (10 µm, la longitud de onda a la que los humanos irradian más calor) usando diferentes colores. En ese caso, el blanco podría denotar la intensidad más alta a 10 µm, el rojo podría denotar una intensidad ligeramente más baja a 10 µm, el verde una intensidad aún más baja, y así sucesivamente. Las otras longitudes de onda de luz infrarroja podrían no reproducirse en absoluto.

Los ejemplos de cada uno de los escenarios anteriores son visibles cerca de la parte superior del artículo de Wikipedia sobre infrarrojos .

— Michael C
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Una foto IR de color verdadero sería extremadamente aburrida ... un campo negro.

— Nick T

La mayoría de los dispositivos de "visión nocturna" no ven IR irradiado por humanos, pero amplifican las pequeñas cantidades de luz visible, y especialmente, cerca de IR que es común en la noche. Para ver IR de humanos, o de cualquier fuente, se necesita un dispositivo IR verdadero, como un FLIR o una cámara termográfica. en.wikipedia.org/wiki/Thermographic_camera Estos son bastante útiles para encontrar cosas como fugas de agua y mal aislamiento en paredes y techos y usan lentes especiales ya que el vidrio es opaco en las longitudes de onda IR térmicas (5 a 15 um)

— doug

@doug Si no tienen imágenes infrarrojas, entonces no son dispositivos infrarrojos (y la respuesta no se dirige a dichos dispositivos). Existen dispositivos infrarrojos de "visión nocturna" que detectan intensidades a 10 µm.

— Michael C

Los dispositivos de visión nocturna hacen IR de imagen ya que son más sensibles al IR que la luz visible. Muchos incluso tienen LED IR montados en ellos para proporcionar visión en la oscuridad total o donde la luz de las estrellas es insuficiente. Los dispositivos de visión nocturna, como comúnmente se denominan, no son cámaras termográficas. "Está bien, la lente puede hacerlo" La pregunta no se refiere a cámaras termográficas que utilizan bolometría y no usan lentes de vidrio. Ver: en.wikipedia.org/wiki/Night-vision_device

— doug

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Sí, la fotografía infrarroja registra las longitudes de onda infrarrojas. Por lo general, se usa un filtro para asegurarse de que no se grabe luz visible. Los sensores y las películas no se basan en el ojo humano, por lo que sus limitaciones son diferentes. Podemos ver la luz infrarroja en las fotografías resultantes porque se muestra en otro color que no sea infrarrojo.

En fotografía, los colores en la fotografía resultante rara vez coinciden exactamente con la vista original; de hecho, se necesita un gran esfuerzo para evitar que los colores cambien a lo largo del flujo de trabajo. Existen varias técnicas que aprovechan la mutación de colores más o menos, como el procesamiento cruzado, HDR, blanco y negro, etc. y la fotografía IR es solo una de ellas. Las imágenes de rayos X son otro ejemplo de convertir las longitudes de onda invisibles en visibles.

— Imre
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La cámara es una cuadrícula de sensores que cuentan fotones de un rango determinado. Cuentan estos fotones y producen una tabla que muestra la frecuencia de los fotones (cuántos fotones por unidad de tiempo, no su frecuencia EM) para cada sensor en la red.

En la práctica, las cámaras tienen sensores optimizados para capturar fotones rojos, azules y verdes, pero también captan infrarrojos. Usando filtros, puede permitir solo IR en los sensores. Luego obtendrá una tabla de números que muestra la frecuencia de los fotones en el rango IR.

Ahora eres libre de hacer lo que quieras con esta mesa. Puede trazarlo como una función 3D con la frecuencia como altura. Puede asignar números bajos a negro y números altos a blanco, para producir una imagen en escala de grises. Puede asignar números bajos a negro, números medios a amarillo anaranjado y números altos para imitar la forma en que brilla el metal al rojo vivo.

La razón por la que puede ver los colores IR es porque la cámara no produce una imagen con exactamente los mismos colores (IR) que vio. Produce una imagen transformada, donde cada longitud de onda IR se asigna a una longitud de onda visible. Esto no lo hace el software, sino que ocurre por sí solo: los sensores normalmente captan tanto el visible como el IR, pero el software asume que todo es visible porque hay un filtro IR que bloquea los fotones con longitudes de onda IR. Pero algunas personas quitan los filtros.

Es posible hacer cámaras térmicas especiales, donde los sensores están realmente optimizados para captar IR. Estos probablemente tendrían un software que convierta explícitamente IR a luz visible.

— Superbest
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