Tajemství infračervené fotografie

23. května 2014
TWEET SDÍLET
Tajemství infračervené fotografie
Infračervená fotografie je velmi zvláštním a zároveň efektním způsobem zachycení reality. Snímky pořizované v tomto světelném spektru mají specifickou barevnost a s ní související atmosféru. Pojďme se tedy podívat blíž, jak na to.

Existuje několik možností jak infračervenou fotografii digitálním fotoaparátem pořídit, a to ať už s filtrem u snímače nebo na objektivu, pojďme se tedy na tyto možnosti podívat podrobněji, včetně jejich specifik:

  1. běžný fotoaparát bez jakýchkoliv úprav
  2. modifikovaný fotoaparát s IR filtrem na objektivu
  3. modifikovaný fotoaparát s IR filtrem na čipu
  4. starý fotoaparát s IR filtrem na objektivu
Klepněte pro větší obrázek
Infračervený snímek s mým typickým rukopisem

Běžný fotoaparát bez jakýchkoliv úprav

Vhledem k tomu, že by IR světlo dopadající na čip degradovalo běžné fotografie, všechny digitální foťáky, zhruba od éry 3Mpx, obsahují takzvaný IR cut filtr, který blokuje IR a UV záření, aby na čip dopadalo pouze viditelné světlo.

Údajně to však není jediný důvod – z části je to prý zásluha starší aféry, zejména u kamer Sony, kdy se ukázalo, že infračervené záření proniká některými druhy látek (především červenými) a za velmi specifických podmínek se tedy může stát, že takto oděný jedinec bude na snímku téměř nahý.

Tyto filtry se liší a jejich kvalita i síla filtrace záleží na typu konkrétního přístroje. Přes některé neproniká IR záření žádné, ve většině případů ale jeho malá část ano. Ovšem, obvykle jsou nutné několikavteřinové až minutové časy expozice, což omezuje focení pouze na statické objekty a použití stativu je nezbytné. Např. focení živých bytostí je tímto tedy téměř vyloučeno.

Na druhou stranu ale mohou být dlouhé časy výhodou a to především z výtvarného hlediska. Například při focení tekoucí vody, trávy, nebo větví stromu při větru, tak vznikají úchvatné malebné obrazy. Viditelné světlo je v takovém případě samozřejmě nezbytné odfiltrovat IR filtrem umístěným na objektivu fotoaparátu.

Klepněte pro větší obrázek
Fotografie pořízená za optimálních světlených podmínek.

Infračervených filtrů existuje několik druhů, lišících se podle vlnových délek, které propouštějí. Osobně preferuji filtry s vlnovou délkou okolo 720 nm, které propouští i malou část viditelného spektra a především barevnou informaci, díky čemuž lze fotit v nepravých barvách. Výhodou je, že tolik neprodlužují délku expozice.

Na černobílé snímky jsou naopak lepší filtry propouštějící vlnové délky až okolo 850 nm či více. Zde je však nutné počítat s obzvlášť dlouhými expozicemi, důsledkem čeho dochází k zahřívání snímače a ten následně produkuje velké množství šumu.

S některými fotoaparáty s extrémně silným IR cut filtrem tímto způsobem fotit nelze, neboť filtr je natolik kvalitní, že nepropouští žádné infračervené světlo a ani při velmi dlouhých expozicích by tedy na čip nedopadlo dostatek světelných informací. Ale to jsou spíše výjimečné případy.

Modifikovaný fotoaparát s IR filtrem na objektivu

Tato metoda spočívá v odstranění hot mirror filtru, který se nachází před snímačem. Spolu s filtrem blokujícím infračervené záření je v takovém případě odstraněn i low-pass, který snižuje ostrost fotek. Po jeho odstranění jsou tedy fotky ostřejší, ovšem ve specifických případech se mohou projevit některé případy, kvůli kterým jsou ním fotoaparáty vybaveny.

Například při fotografování jemných pravidelných struktur může vznikat moiré či třeba v případě, kdy světelný zdroj zasáhne pouze jeden pixel snímače (což se s low-pass filtrem stát nemůže, jelikož obraz z tohoto důvodu lehce rozostřuje) vznikne červený bod, neboť vzhledem k principu Bayerovy masky v takovém případě nelze docílit správné barevné informace.

Postupy odstranění filtru se u jednotlivých modelů fotoaparátů liší, nicméně v převážné většině případů je jeho vyjmutí relativně komplikované a v některých případech je dokonce nutné, za účelem přístupu k filtru, odpájet některé plošné spoje.

Nicméně, u zavedených značek, jako je Canon a Nikon problém obvykle nebývá, protože jsou na internetu k dispozici detailní návody přímo pro jednotlivé fotoaparáty. IR cut filtr se nachází těsně před čipem a jedná se o obdélníkové sklíčko zbarvené do modra, s obvyklou tloušťkou 1–4 mm.

Klepněte pro větší obrázek
Kombinace vody, zeleně, mraků a lidského těla snímkům dodává snový nádech a dotváří výslednou atmosféru a vyznění fotografie. 

Při jeho odstraňování je nutné postupovat velmi opatrně a současně chránit čip před prachem. Po vyjmutí je nutné filtr nahradit čirým sklíčkem totožné tloušťky jako má filtr původní, neboť v opačném případě by nefungoval správně autofokus.

Po opětovném uvedení přístroje do provozu by již pro fotoaparát měly být viditelné frekvence až zhruba do 1000 nm. To je možné ověřit namířením libovolného dálkového ovládače na objektiv a stisknutím některého z tlačítek. IR dioda, jejíž světlo je okem neviditelné, by měla velmi jasně zářit. Viditelné světlo je nutné odfiltrovat umístěním infračerveného filtru na objektiv.

Výhodou této varianty je možnost libovolně měnit filtry a využívat tak různé vlnové délky. Současně lze fotoaparát nadále používat i k fotografování ve viditelném spektru, pouze je lepší na objektiv umístit filtr, jenž IR světlo blokuje (IR cut), neboť v opačném případě může klasické snímky narušovat a to především z hlediska barevného podání. Tato metoda je vhodná pouze pro fotoaparáty disponující živým náhledem !

Po nasazení filtru na objektiv totiž lidské oko, vzhledem k propouštěným vlnovým délkám, v optickém hledáčku nic neuvidí. Výjimka může nastat pouze v případě nekvalitních filtrů, které propouští i malou část viditelného spektra a rozsah viditelný pro oči se tak částečně překrývá s rozsahem propouštěným filtrem. Tato varianta je však spíše krajním řešením...

Klepněte pro větší obrázek
Snímek pořízený přes filtr o vlnové délce 720 nm

Modifikovaný fotoaparát s IR filtrem na čipu

Tato metoda je téměř totožná s předchozí metodou, liší se pouze způsob použití IR filtru, který v tomto případě není upevněn na objektivu, nýbrž je jím přímo nahrazen IR cut filtr (použije se místo čirého skla z bodu dvě).

Výhoda vůči předchozí variantě spočívá v tom, že na čip dopadá o něco větší množství světla a délka expozice je tak téměř totožná, jako je tomu při klasickém focení. Nevýhoda spočívá v tom, že jsou tyto filtry poměrně drahé a navíc je problematické sehnat požadovaný rozměr a především tloušťku – zde v ČR jsou téměř nedostupné a je nutné je objednávat ze zahraničí, či si je vyrábět svépomoci, například z klasických filtrů na objektiv.

Vyříznout požadovaný rozměr až takový problém není, horší je to s tloušťkou, neboť zbrousit filtr způsobem, aby byl i poté opticky čirý, je téměř nemožné. Existuje však několik improvizačních metod jak filtr nahradit. Pokud má náhrada vhodné optické vlastnosti, může se originálnímu filtru téměř vyrovnat.

Klepněte pro větší obrázek
Vzhledem k vlastnostem infračerveného záření je vhodné používat sluneční clonu. V opačném případě mohou vzniknout rušivé artefakty, jako je tomu zde na nohách modelky.

varianta a)

Ve starších dálkových ovladačích se na přední straně nachází černé sklíčko, což je v podstatě IR filtr. Ovladače, u kterých je viditelná dioda, jej neobsahují. Tato sklíčka se liší dle propustnosti vlnových délek, tloušťkou a bohužel i tvarem, což bývá problematické. Pokud je sklíčko například zakulaceno, tak jsou jeho možnosti použití poměrně omezené. Ideální je tedy zcela rovné.

Jeho velikost lze do jisté míry upravit diamantovým řezačem na sklo, a pokud neodpovídá šířkou, tak v případě, že je užší, je nutné použít ještě čiré sklíčko, tak aby součet odpovídal tloušťce původního IR cut filtru. Pokud je tlustší, tak je situace značně komplikovanější a jak jsem již psal výše, zcela optimálního výsledku v takovém případě běžnými postupy dosáhnout nelze.

varianta b)

Dvě vrstvy vyvolaného neexponovaného barevného diafilmu – v tomto případě je opět nutné použít sklíčko pro doplnění tloušťky. Výsledky jsou výhradně černobílé.

varianta c)

Dvě vrstvy vyvolaného exponovaného barevného negativního filmu – stejné jako metoda „b“, liší se pouze typ filmu. Výsledné fotografie mají barevný nádech, stejně jako tomu ve většině případů bývá při použití klasických IR filtrů na objektiv. Respektive v případě nejběžnější varianty, tedy 720 nm.

Starý fotoaparát s IR filtrem na objektivu

Poslední možností je použití fotoaparátu staršího data výroby, neboť tyto přístroje měly velmi slabé IR cut filtry a propouštěly dostatečné množství infračerveného záření k tomu, aby s nimi bylo možné fotit z ruky. Obecně lze říct, že to platí pro většinu přístrojů s rozlišením do cca 3 Mpx.

Z toho však vyplývají jistá omezení. Byť není důvod se hnát za co nejvyšším rozlišením a zhruba 5Mpx lze považovat za hranici rozlišení, jenž je plně dostačující ve všech ohledech, tak 2 Mpx jsou přeci jen dost málo.

Osobně mám v tomto ohledu zkušenosti pouze s přístrojem Olympus C-2020, který disponuje rozlišením právě 2 Mpx ale poměrně kvalitní optikou. V kombinaci s infračerveným filtrem o vlnové délce 720nm, lze při cloně F2 fotografovat s časy okolo 1/30s – 1/100s, které lze, minimálně na širokoúhlém konci zoomu, bez problémů udržet z ruky. Tento fotoaparát lze na serverech jako je Aukro zakoupit za cenu kolem 200,- Kč, takže si myslím, že je to pro začátek velice dobrá volba.

Klepněte pro větší obrázek
Mraky někdy na obloze doslova kreslí 

A vlastně nejen pro začátek, neboť existuje mnoho fotografů, kteří si tento přístroj oblíbili a nemají důvod přecházet na jiný. O tom ostatně svědčí i rozsáhlé komunity například na Flickru, kde naleznete tisíce IR fotek pořízených tímto fotoaparátem a neustále přibývají nové.

Při nákupu je ovšem nutné počítat s tím, že je to přístroj z rané digitální éry a současně byl již roky používán. Důsledkem toho se stává, že čipy mohou obsahovat mrtvé pixely, které je potřeba odstranit buď „přemapováním“ snímače, které lze prostřednictvím originálního COM kabelu provést relativně snadno, nebo softwarově při následném zpracování.

Klepněte pro větší obrázek
Pro lidské tělo je typická bílá barva kůže a výrazné vlasy, obvykle v rozsahu od světle oranžové a až po velice tmavé rudé zabarvení, na základě jejich typu.

Vždy je to však otázka konkrétního kusu a lze narazit i na mnoho těch, které tímto neduhem netrpí. Přesto, že Olympus C-2020 nepodporuje RAW, není důvod k obavám z kvality výstupu, neboť kromě klasického JPEGu lze fotit do TIFFu, který není nijak komprimován a poskytuje velice dobrou obrazovou kvalitu. A nakonec, ani nižší rozlišení nemusí být překážkou. Nechal jsem si několik fotografií pořízených tímto způsobem vytisknout ve formátu 30×40 cm a na jejich základě jsem naznal, že je to rozlišení zcela dostačující.

Pouze je dobré před tiskem, z technických důvodů, rozlišení zvýšit softwarově. To pochopitelně do snímku nepřidá detaily, které tam z důvodu rozlišení nemohou být zachyceny, ale výtisk poté vypadá lépe.

Oproti fotografiím z 10Mpx kompaktu není rozdíl nijak výrazný a jediným větším rozdílem je množství zrna, kterého je v případě Olympusu dost. To však nemusí být vůbec na škodu a naopak to snímkům dodává zajímavou atmosféru a lehce tak připomínají zvětšeniny z kinofilmu.

Klepněte pro větší obrázek
Horší světelné podmínky mají velice negativní vliv na množství barevné informace. Snímek je pak prakticky celý zbarven do jednoho odstínu. V takovém případě je nutné se zaměřit více na obsah fotografie, než vizuální „kouzla“.
 

Témata článku: Technologie

Určitě si přečtěte

Byla jsem v Černobylu a pojedu tam znovu… [cestopis]

Byla jsem v Černobylu a pojedu tam znovu… [cestopis]

Byli jsme celkem čtyři a měli jediný společný cíl – vidět Černobyl a Pripjať.

17 Zuzana Součková

Fotograf požádal teenagery, aby upravili své selfie pro sociální sítě. Výsledek je alarmující!

Fotograf požádal teenagery, aby upravili své selfie pro sociální sítě. Výsledek je alarmující!

Když publikujete selfie snímky na sociální sítě, kolik jim věnujete času na úpravy? A jak moc změníte svou podobu?

52 Adam Kos

Vybrali jsme nejlepší kompaktní fotoaparáty, které se dnes vyplatí koupit

Vybrali jsme nejlepší kompaktní fotoaparáty, které se dnes vyplatí koupit

Malé kompaktní fotoaparáty jsou vhodné i pro pokročilé fotografy. Nabízejí výbornou obrazovou kvalitu a maximální kontrolu nad procesem fotografování. Současně jsou vždy po ruce.

27 Helena Vyplelová