Если я сделаю снимок света вне видимого спектра, как он будет выглядеть после печати?

Question

Когда я читал эту статью, был раздел, который привлек мое внимание к ней:

Спектр цветов, видимых насекомым, немного выше частота, чем то, что мы, люди, можем видеть. Самая низкая частота цвета мы видим, красный, невидим для насекомых.

И наоборот, в то время как фиолетовый свет - самая высокая частота цвета люди могут обнаружить по электромагнитному спектру, многие насекомые могут увидеть более высокую частоту света, невидимого для нас, ультрафиолетового света.

Итак, предполагая, что насекомые могут видеть ультрафиолетовое излучение, оно, вероятно, имеет какой-то цвет для них. Можно ли распечатать цвет?

Если да, то как люди увидят цвет? Мы видим это фиолетовым или вообще не видим?

Если нет, то не потому ли, что наши принтеры или цветовые схемы (RGB, CMYK и т. Д.) Не могут покрыть это?

Мы все видели, что происходит, когда вы направляете пульт дистанционного управления на камеру и смотрите его на ЖК-дисплее камеры (не в видоискателе). Вы увидите свет, но он вроде белый, хотя он должен быть больше похож на красный, так как он инфракрасный.

Допустим, мы печатаем фотографию, снятую этой камерой с пульта дистанционного управления. Можем ли мы распечатать его, используя реальный цвет контроллера? Как будет выглядеть цвет?

Answer 1

Если люди не могут видеть это, они не могут видеть это.

Но этот вид фотографии происходит постоянно с использованием устройства, чувствительного к этой длине волны. Например, астрофотография или инфракрасная фотография.

Что сделано, так это полученные данные переосмыслены и перекрашены .

Не существует «официальных» цветов для переосмысления изображения, они могут быть просто случайными или настраиваться для конкретного использования.

Давайте рассмотрим несколько примеров.

1. Это тепловое изображение кошки. Очевидно, это все инфракрасное излучение, и ни одна из показанных температур не видна человеческому глазу. Но было бы бессмысленно иметь фотографию с плоским красным изображением. То, что нам нужно увидеть, - это разность температур, поэтому эта разность температур показана разными видимыми цветами. У нас есть шкала справа, чтобы понять, что означают эти цвета.

2. Вот изображение радиотелескопа радиоизлучений галактики. Чтобы увидеть его, нам нужен «глаз» шириной в несколько десятков метров ... Вот почему мы используем большую антенну. Нет никаких шансов, что любое известное живое существо сможет «увидеть» этот образ. Вот почему устройство просто заново интерпретирует цвета, чтобы мы могли что-то увидеть и извлечь полезную информацию.

3. Помните типичные ночные видения? Их изображения обычно зеленые, потому что глаз более чувствителен к зеленому. Зеленый цвет легче для пилота или солдата, чтобы переключиться с камеры на нормальный вид в темноте. Но они также могут быть представлены в оттенках серого.

4. Наконец, вот поиск в ближней инфракрасной фотографии. Как вы можете видеть, существует много новых интерпретаций цветов. Некоторые из них черно-белые, некоторые цветные, но выбор только художественный.

https://www.google.com.mx/search?q=near+infrared+photography&rlz=1C1GKLA_enMX664MX664&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwj00vL1s6vUAhUF7yYKHUSXCvUQ_AUICigB&biw=1280&bih=642

---

Конкретный случай, когда инфракрасный контроллер указывает на камеру, является «белым», если он переэкспонирован. Я только что сделал быстрый тест, и я вижу его ... красноватым.

Карманные изображения. Не ожидайте ошеломляющей красоты. Я только что проверил это на фотоаппаратах Canon и Nikon. И оба сделали одинаковые результаты. Если вы переэкспонируете изображение, вы получите белую точку.

Canon. 1/6 сек Вы едва можете увидеть это.

1 сек. Redish.

10 сек. Беловатый ... переэкспонированный.

Nikon.

---

И, возможно, здесь оффтопный ответ. Можно ли печатать цвета, которые мы не видим?

Если мы не можем видеть это, это не цвет. Цвет - это интерпретация нашего мозга определенной длины волны. Если мы не можем видеть его, цвет не существует как цвет, только как другая длина волны.

И да, мы можем печатать чернилами, которые не видим. Это используется в счетах в некоторых странах, и чернила можно увидеть, только если они освещены с определенной длиной волны, например, " Black Light ".

Или мы могли бы печатать радиоактивными чернилами, которые можно было прочитать только с помощью счетчика Гейгера.

Answer 2

Почти все (вероятно, все, но все это сильный термин) принтеры, которые отображают фотографии, используют небольшое подмножество определенных цветов чернил. Эти чернила выглядят только как один конкретный цвет, но принтер формирует то, что выглядит как несколько цветов, помещая цвета рядом друг с другом в процессе, называемом дизерингом (некоторые специальные принтеры могут фактически смешивать цвета, но это очень редкий случай). Этот процесс сглаживания в конечном итоге выглядит для нашего глаза как цвет, который был на изображении, даже если он состоит из точек других цветов.

Причина, по которой это работает, заключается в том, что наши глаза не могут видеть достаточно маленькие, чтобы видеть отдельные точки. Мы видим цвет, когда свет отражается от чего-то, и наш свет улавливает определенные длины волн света. Каждый цвет, который мы видим на самом деле, имеет определенную длину волны, но когда мы видим, что красный и синий цвета происходят из одного и того же места, потому что оба они попадают в один и тот же рецептор в нашем глазу, мы видим цвет, который представляет собой смесь двух.

Чернила, матрица или пигмент из принтера работают, потому что они поглощают длины волн света, отличные от цвета, который нам кажется в пределах спектра видимого света (часть электромагнитных волн, которые мы можем видеть) и отражают длину волны света. для цвета чернила. Он также, вероятно, не сможет поглотить определенные длины волн света за пределами видимого спектра, но мы не можем увидеть эти отражения. Бумага выглядит белой, потому что отражает весь спектр видимого света.

С помощью чернил, предназначенных для поглощения длин волн, отличных от инфракрасного, в видимом спектре вашего предполагаемого наблюдателя, вы можете сделать чернила, которые будут отражать только ИК-излучение для зрителя, но то, как это будет выглядеть для нас, зависит от характеристик чернил в нашем видимом спектре. Предполагая, что чернила были "идеальными" чернилами (термин, который я сейчас придумываю) и поглощали все длины волн в спектре ЭМ, кроме ИК, тогда мы увидели бы черный цвет при печати с ним, если он полностью покрыл бумагу. В действительности это, вероятно, не будет полностью покрывать бумагу (особенно потому, что вокруг пульта дистанционного управления есть другой свет, чем просто ИК), поэтому мы, вероятно, увидим его серым, потому что часть бумаги также будет отражать свет обратно к нам.

Если бы это не были «идеальные» чернила (никакие чернила не могут быть действительно идеальными для всего спектра электромагнитного излучения), то мы могли бы рассматривать его как любой цвет, который выходит за пределы видимого спектра предполагаемого зрителя и в пределах нашего, в зависимости от какие длины волны он отражает.

Answer 3

Мы склонны использовать слово «цвет» немного неоднозначно, поэтому позвольте мне дать альтернативный ответ. Если вы хотите напечатать или иным образом создать изображение, которое имеет такую ​​же спектральную отражательную способность в инфракрасном (или ультрафиолетовом) диапазоне, чтобы изображение воспринималось животным, которое может воспринимать эти длины волн, идентично оригиналу, то это, безусловно, возможно. Для этого вам понадобятся специализированные чернила или краски.
В моей профессиональной карьере (адаптивная оптика, гиперспектральная визуализация и многое другое) у меня было много возможностей (извините!) Для целевых конструкций, которые имитируют поглощаемость и отражающую способность объектов реального мира на широком диапазоне длин волн, невидимых для человека.

Теперь, что касается печати «изображения» с камеры: как вы заметили, сенсорный чип реагирует на инфракрасные длины волн. Хитрость заключается в том, чтобы выяснить, как различать электроны в каждом пикселе, хорошо генерируемые ИК-излучением, а не видимые длины волн. У вас действительно нет выбора, кроме как установить фильтр видимого блокирования.

Answer 4

Во-первых, давайте обсудим, почему вы видите белую точку, когда направляете ИК-пульт на камеру

Ключом к пониманию того, почему что-либо, записанное датчиком RGB, является белое в представлении RGB записанного изображения, является понимание того, что, если экспозиция достаточно высока, ЛЮБОЙ цвет света, видимый или другой, приведет к полной емкости для красного, зеленые и синие отфильтрованные пиксели. Это потому, что каждый пиксель на самом деле не записывает какой-либо цвет - он просто записывает значение яркости. Фильтры означают, что свет, который отличается от цвета фильтра, будет отрицательно ослаблен, и намного меньше такого света вне волны будет проходить через фильтр. Но, как показывает любая кривая спектрального отклика для потребительских камер, немного всех длин волн видимого и невидимого (для человека) света может пройти через каждый цветной фильтр и повлияет на полученное изображение, если свет в записанная сцена достаточно яркая на этой длине волны.

На приведенной выше кривой спектрального отклика мы видим, что отклик на свет выше 800 нм относительно равномерен для этого конкретного датчика. Это довольно характерно для большинства датчиков, используемых в бытовых камерах. Любой свет с длиной волны более 800 нм, попадающий на датчик, будет иметь одинаковую реакцию в сенсорах, отфильтрованных по красному, зеленому и синему соответственно. Когда эти значения яркости интерпретируются алгоритмами, которые создают цветовые значения для каждого местоположения пикселя, эти равные значения для R, G и B будут интерпретироваться как белые. Вот почему большинство камер имеют инфракрасные отсечные фильтры перед датчиком - так что ИК-свет не обманывает камеру, заставляя думать, что все более белое или более серого оттенка с равным количеством красного, зеленого и синего цветов, чем мы воспринимаем это.

На другом конце спектра ультрафиолетовый свет - это свет, длина волны которого короче, чем могут воспринимать люди. Большинство камер, используемых для художественной фотографии (в отличие от научных или промышленных применений), также имеют ультрафиолетовый фильтр перед датчиком изображения. Но, как и большинство фотографических фильтров, если источник света достаточно яркий , то некоторый света, отфильтрованного для определенной длины волны, все равно будет проходить.

Это то, что вы видите в этой белой точке.

Достаточное количество инфракрасного (или, более вероятно, ближнего ИК) света, излучаемого пультом дистанционного управления, проходит через стеки фильтров и маску Байера перед вашим датчиком для того, чтобы соответствующие значения яркости регистрировались соответствующими красные, зеленые и синие отфильтрованные сенсоры в области датчика, где падает этот свет.

Теперь поговорим о печати ИК-света, зарегистрированного датчиком камеры

Если камера, такая как ваша рассматриваемая камера, записала ИК-излучение, но неверно истолковала его как видимый свет, то результатом печати этого изображения будут цвета видимого спектра.

Если, с другой стороны, вы используете очень специализированную камеру, которая способна отличить ИК-свет от видимого, есть несколько вещей, которые могут произойти. Две вероятные возможности:

• Ваша система обработки изображений может преобразовывать ИК-свет в цвета видимого света «ложного цвета» и отправлять на принтер инструкции для печати изображения с использованием этих «ложных» цветов в видимом спектре. Вы сможете увидеть изображение «ложного цвета» в видимом спектре. Это то, что делают многие системы ночного видения и тепловидения. Они преобразуют ИК-свет в видимый спектр, либо в виде монохромного изображения, либо в виде изображения, в котором различные длины волн и / или интенсивности в ИК-спектре транслируются в различные цвета в видимом спектре.
• Ваша система формирования изображения может поддерживать правильный цвет инфракрасного света и записывать его, используя цветовое пространство, которое позволяет идентифицировать его как определенную длину волны инфракрасного света. Для печати из такой системы вам понадобится принтер с чернилами, способными поглощать все другие длины волны света , кроме IR, который будут отражать чернила.

Если вы просматривали такое напечатанное изображение из второго сценария выше при свете полного спектра, вы бы увидели либо черный, если чернила полностью покрыли поверхность бумаги, либо серый, если часть видимого света отражалась от белой бумаги. допускается отражение через промежутки между каплями чернил.

Наконец, давайте поговорим о печати UV

Ультрафиолетовый свет, который могут видеть насекомые, но который люди не могут видеть, был бы почти тем же, что и ИК-свет, только на другом конце видимого спектра. Вам понадобится камера, которая может отличать ультрафиолетовый свет от видимого света и записывать его в цветовом пространстве, которое сохраняет эту способность различать различные длины волн ультрафиолетового излучения от видимого света. Затем вам понадобится принтер с чернилами, способными отражать ультрафиолетовый свет и поглощать видимый свет. Чтобы насекомое могло видеть ультрафиолетовые компоненты напечатанного изображения, отпечаток должен быть освещен светом, включающим те длины ультрафиолетовых волн, которые отражают чернила, используемые для печати изображения. Если бы для освещения отпечатка использовался только видимый (для людей) свет, то УФ-чернила не отражали бы ультрафиолетовый свет, и насекомое не могло бы видеть ультрафиолетовые компоненты света со сцены.