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数码红外摄影原理
大家都知道,CCD/CMOS感光元件都能感应包括可见光、紫外和近红外在内的光线,只不过对各个波长的光线敏感的程度不同。一般认为,波长大于780nm(纳米)的光线称为红外线,由下图可以看出,对波长在780-1000nm 之间的红外线,感光元件能有较高的敏感度,对波长大于1000nm以上的红外线,则敏感度很低,基本已经失去实际意义。于是我们可以利用感光元件对780-1000nm间红外线的敏感性来进行红外摄影。从780nm至几十微米的红外范畴虽然太窄,但是对于红外摄影来说却足够了。同时,另一方面对400nm以下的紫外线,感光元件也有一定的感应能力,使用适当的滤镜也可以进行紫外摄影.
但是我们手头的相机除了徕卡M8、佳能EOS20Dα(针对天文爱好者以及富士 FinePix IS-1 (针对刑侦用途),还有索尼的一些消费级相机能将内置红外截止滤镜移开(717、828、H50等)之外,其他无论是单反相机还是消费数码相机都在CCD/CMOS之前安装了红外截止/低通滤镜复合镜片。红外截止镜片是为了消除红外线对正常拍摄成像的影响,但是这薄薄的0.3-2mm 厚度的红外截止镜片也就给我们拍摄红外照片带来了很大的麻烦.
普通摄影确实为避免红外线的干扰,需要尽可能多地隔离红外线,而我们拍摄红外照片则需要更多地感光红外线,但是CCD/CMOS前的红外截止镜片却阻挡了90%至95%以上的红外线。如果外置红外滤镜,就只能通过延长曝光时间来解决,导致快门速度非常慢才能获得足够的红外曝光。按以往的经验,在夏日晴天中午时分,使用佳能350D相机,镜头前安装760nm滤镜,光圈F8、感光度ISO100的情况下,快门速度需要达到10-30秒才能获得较为充分的红外曝光,那么使用三脚架稳定相机是必须的,同时,长时间曝光会产生较多噪点,树木等景物的晃动也导致画面模糊。只有尼康早期的D100、D50、D70等相机的内置红外截止镜片滤除红外线能力较弱,在夏日正午时分,能达到几分之一秒的曝光速度,是当时不改装拍摄红外较为理想的单反相机。
此外,镜头前置红外滤镜造成取景困难,外置630nm或680nm的滤镜尚能取景,如果安装720nm以上的滤镜就几乎不能取景了。消费数码相机使用反差对焦,外置滤镜后相机取景会很暗,对焦也较为困难。再有,红外对焦同可见光下不同,外置滤镜拍摄时需要矫正对焦,一些镜头上有红外对焦标志,就是用于红外摄影焦点矫正的。如果不进行矫正就会导致画面脱焦。
最后,还有白平衡设定问题。外置红外滤镜后,色温远远低于相机的内置白平衡,只能使用自定义白平衡,但是外置滤镜后设定白平衡通常会失败,虽然可以使用RAW格式拍摄再后期调整,但是调整的空间毕竟有限,很难达到理想效果。
所以,想要得到一张比较完美的红外照片,一台经过专门改装的红外相机是有必要的。
数码红外摄影方法
镜头前加装红外滤镜法:在镜头前加装红外线滤镜,滤除可见光。但是红外线到达CCD/CMOS之前被低通滤镜滤除了绝大部分,如果想要获得足够的曝光量,则CCD/COMS需要长时间感光。各个厂商的低通滤镜的特性不同,最终可能需要10-30秒曝光。此法虽然简单但缺点是显而易见的:长时间曝光,无法手持,需要固定相机(三脚架),效率低,机动性差,长时间曝光也导致照片图片噪点较多。而使用截止波长为720nm以下的滤镜,部分可见光参与成像,可见光曝光量较多,快门速度大大缩短,但是无法获得足够的红外曝光量,红外效果差。镜头前放置的红外滤镜透光率低还会导致安装滤镜后取景器一片漆黑,要取景后再安装红外滤镜,需要手动校正红外焦点,但现在的绝大部分镜头没有红外对焦标志,使校正困难。唯一的优点就是无需改动相机,相机还可以作为正常拍摄使用。
低通滤镜替换:将相机CCD/COMS前的低通滤镜摘除,并替换为红外滤镜。这样就能使CCD/COMS获得足够的感光,并滤除部分或者全部可见光,红外摄影不再受限,完全可以手持,日光环境下,一般可以达到1/100秒 (光圈F8ISO100),阴天 1/20秒 (光圈F8 ISO200),取景和正常相机取景相同,经过调整后可以自动对焦。但是自行改造风险较大,专业改造需要一定的费用,相机改后也无法作为正常相机使用。另外,对红外滤镜的要求较高,红外滤镜内部的一点点瑕疵都会在拍摄的图片上原形毕露,且无法随时换装不同波长的红外滤镜。虽然这种方法有以上不少缺点,但是这仍是目前红外拍摄的最佳方案,光是可以手持这一点就值得冒上面所说的那些风险。现在的入门相机已经非常便宜,二手的600万-800万像素机型价格更为低廉,不到2000元就能买到一个成色不错的,配上手上的现有镜头,就可以尽情拍摄了。
滤镜的选择:红外滤镜的种类比较多,一般有截止波长为630nm、680nm、720nm、760nm、850nm、950nm几种,630nm、680nm、720nm属于半红外滤镜,有可见光参与成像,可以拍摄彩色红外的效果,截止波长越短色彩越多。760nm滤镜透光率情况带极少色彩,850以上的滤镜就完全是黑白效果,追求纯红外效果的朋友可以选择,但是CMOS的感光能力进一步降低。高截止波长的滤镜,感光度低手持拍摄困难,一般拍摄风光类红外照片选用680或者720即可。如果选用较短波长的滤镜还可以在镜头前再加装更长波长的红外滤镜进行拍摄,如改装成680nm的红外相机可以在镜头前加装720以上波长的红外滤镜进行拍摄,但是取景困难。
对于有电子电路基础的朋友来说,改制一台红外相机也不是一件十分困难的事情,还能享受自己动手的乐趣。而多数不具备这方面技术的朋友则可以花点钱请提供改造服务的技师来完成,现在网络或一些摄影器材城都能较方便地找到他们。
大家都知道,CCD/CMOS感光元件都能感应包括可见光、紫外和近红外在内的光线,只不过对各个波长的光线敏感的程度不同。一般认为,波长大于780nm(纳米)的光线称为红外线,由下图可以看出,对波长在780-1000nm 之间的红外线,感光元件能有较高的敏感度,对波长大于1000nm以上的红外线,则敏感度很低,基本已经失去实际意义。于是我们可以利用感光元件对780-1000nm间红外线的敏感性来进行红外摄影。从780nm至几十微米的红外范畴虽然太窄,但是对于红外摄影来说却足够了。同时,另一方面对400nm以下的紫外线,感光元件也有一定的感应能力,使用适当的滤镜也可以进行紫外摄影.
但是我们手头的相机除了徕卡M8、佳能EOS20Dα(针对天文爱好者以及富士 FinePix IS-1 (针对刑侦用途),还有索尼的一些消费级相机能将内置红外截止滤镜移开(717、828、H50等)之外,其他无论是单反相机还是消费数码相机都在CCD/CMOS之前安装了红外截止/低通滤镜复合镜片。红外截止镜片是为了消除红外线对正常拍摄成像的影响,但是这薄薄的0.3-2mm 厚度的红外截止镜片也就给我们拍摄红外照片带来了很大的麻烦.
普通摄影确实为避免红外线的干扰,需要尽可能多地隔离红外线,而我们拍摄红外照片则需要更多地感光红外线,但是CCD/CMOS前的红外截止镜片却阻挡了90%至95%以上的红外线。如果外置红外滤镜,就只能通过延长曝光时间来解决,导致快门速度非常慢才能获得足够的红外曝光。按以往的经验,在夏日晴天中午时分,使用佳能350D相机,镜头前安装760nm滤镜,光圈F8、感光度ISO100的情况下,快门速度需要达到10-30秒才能获得较为充分的红外曝光,那么使用三脚架稳定相机是必须的,同时,长时间曝光会产生较多噪点,树木等景物的晃动也导致画面模糊。只有尼康早期的D100、D50、D70等相机的内置红外截止镜片滤除红外线能力较弱,在夏日正午时分,能达到几分之一秒的曝光速度,是当时不改装拍摄红外较为理想的单反相机。
此外,镜头前置红外滤镜造成取景困难,外置630nm或680nm的滤镜尚能取景,如果安装720nm以上的滤镜就几乎不能取景了。消费数码相机使用反差对焦,外置滤镜后相机取景会很暗,对焦也较为困难。再有,红外对焦同可见光下不同,外置滤镜拍摄时需要矫正对焦,一些镜头上有红外对焦标志,就是用于红外摄影焦点矫正的。如果不进行矫正就会导致画面脱焦。
最后,还有白平衡设定问题。外置红外滤镜后,色温远远低于相机的内置白平衡,只能使用自定义白平衡,但是外置滤镜后设定白平衡通常会失败,虽然可以使用RAW格式拍摄再后期调整,但是调整的空间毕竟有限,很难达到理想效果。
所以,想要得到一张比较完美的红外照片,一台经过专门改装的红外相机是有必要的。
数码红外摄影方法
镜头前加装红外滤镜法:在镜头前加装红外线滤镜,滤除可见光。但是红外线到达CCD/CMOS之前被低通滤镜滤除了绝大部分,如果想要获得足够的曝光量,则CCD/COMS需要长时间感光。各个厂商的低通滤镜的特性不同,最终可能需要10-30秒曝光。此法虽然简单但缺点是显而易见的:长时间曝光,无法手持,需要固定相机(三脚架),效率低,机动性差,长时间曝光也导致照片图片噪点较多。而使用截止波长为720nm以下的滤镜,部分可见光参与成像,可见光曝光量较多,快门速度大大缩短,但是无法获得足够的红外曝光量,红外效果差。镜头前放置的红外滤镜透光率低还会导致安装滤镜后取景器一片漆黑,要取景后再安装红外滤镜,需要手动校正红外焦点,但现在的绝大部分镜头没有红外对焦标志,使校正困难。唯一的优点就是无需改动相机,相机还可以作为正常拍摄使用。
低通滤镜替换:将相机CCD/COMS前的低通滤镜摘除,并替换为红外滤镜。这样就能使CCD/COMS获得足够的感光,并滤除部分或者全部可见光,红外摄影不再受限,完全可以手持,日光环境下,一般可以达到1/100秒 (光圈F8ISO100),阴天 1/20秒 (光圈F8 ISO200),取景和正常相机取景相同,经过调整后可以自动对焦。但是自行改造风险较大,专业改造需要一定的费用,相机改后也无法作为正常相机使用。另外,对红外滤镜的要求较高,红外滤镜内部的一点点瑕疵都会在拍摄的图片上原形毕露,且无法随时换装不同波长的红外滤镜。虽然这种方法有以上不少缺点,但是这仍是目前红外拍摄的最佳方案,光是可以手持这一点就值得冒上面所说的那些风险。现在的入门相机已经非常便宜,二手的600万-800万像素机型价格更为低廉,不到2000元就能买到一个成色不错的,配上手上的现有镜头,就可以尽情拍摄了。
滤镜的选择:红外滤镜的种类比较多,一般有截止波长为630nm、680nm、720nm、760nm、850nm、950nm几种,630nm、680nm、720nm属于半红外滤镜,有可见光参与成像,可以拍摄彩色红外的效果,截止波长越短色彩越多。760nm滤镜透光率情况带极少色彩,850以上的滤镜就完全是黑白效果,追求纯红外效果的朋友可以选择,但是CMOS的感光能力进一步降低。高截止波长的滤镜,感光度低手持拍摄困难,一般拍摄风光类红外照片选用680或者720即可。如果选用较短波长的滤镜还可以在镜头前再加装更长波长的红外滤镜进行拍摄,如改装成680nm的红外相机可以在镜头前加装720以上波长的红外滤镜进行拍摄,但是取景困难。
对于有电子电路基础的朋友来说,改制一台红外相机也不是一件十分困难的事情,还能享受自己动手的乐趣。而多数不具备这方面技术的朋友则可以花点钱请提供改造服务的技师来完成,现在网络或一些摄影器材城都能较方便地找到他们。