Не знаю как вам, а мне всегда было интересно: как выглядел бы мир, если бы цветовые каналы RGB в глазу человека были чувствительны к другому диапазону длин волн? Порывшись по сусекам, я обнаружил инфракрасные фонарики (850 и 940нм), комплект ИК фильтров (680-1050нм), черно-белую цифровую камеру (без фильтров вообще), 3 объектива (4мм, 6мм и 50мм) расчитанные на фотография в ИК свете. Что-ж, попробуем посмотреть.
На тему ИК фотографии с удалением ИК фильтра на хабре уже писали — на этот раз у нас будет больше возможностей. Также фотографии с другими длинами волн в каналах RGB (чаще всего с захватом ИК области) — можно увидеть в постах с Марса и о космосе в целом.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/81c/956/aa8/81c956aa81fe1c9d59433c244ca0cbce.jpg)
Это фонарики с ИК диодами: 2 левых на 850нм, правый — на 940нм. Глаз видит слабое свечение на 840нм, правый — только в полной темноте. Для ИК камеры они ослепительны. Глаз похоже сохраняет микроскопическую чувствительность к ближнему ИК + излучение светодиода идет с меньшей интенсивностью и на более коротких (=более видимых) длинах волн. Естественно, с мощными ИК светодиодами нужно быть аккуратным — при везении можно незаметно получить ожег сетчатки (как и от ИК лазеров) — спасает лишь то, что глаз не может излучение в точку сфокусировать.
Черно-белая 5-и мегапиксельная noname USB камера — на сенсоре Aptina Mt9p031. Долго тряс китайцев на тему черно-белых камер — и один продавец наконец нашел то, что мне было нужно. В камере нет никаких фильтров вообще — можно видеть от 350нм до ~1050нм.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/bb1/afd/4e3/bb1afd4e34954c9bf106cbae698866bd.jpg)
Объективы: этот на 4мм, еще есть на 6 и 50мм. На 4 и 6мм — рассчитанные на работу в ИК диапазоне — без этого для ИК диапазона без перефокусировки снимки получались бы не в фокусе (пример будет ниже, с обычным фотоаппаратом и ИК излучением 940нм). Оказалось, байонет C (и CS с отличающимся на 5мм рабочим отрезком) — достался нам еще от 16мм кинокамер начала века. Объективы до сих пор активно производятся — но уже для систем видеонаблюдения, в том числе и известными компаниями вроде Tamron (объектив на 4мм как раз от них: 13FM04IR).
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/db8/6fb/d7d/db86fbd7d37e36968f8591321c9074b2.jpg)
Фильтры: нашел опять у китайцев комплект ИК фильтров от 680 до 1050нм. Однако тест на пропускание ИК излучения дал неожиданные результаты — это похоже не полосовые фильтры (как я себе это представлял), а похоже разная «плотность» окраски — что изменяет минимальную длину волны пропускаемого света. Фильтры после 850нм оказались очень плотными, и требуют длинных выдержек. IR-Cut фильтр — наоборот, пропускает только видимый свет, понадобится нам при съемке денег.
Фильтры в видимом свете:
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/0c6/cd3/ad0/0c6cd3ad0150901328e6f68ce9cbf649.jpg)
Фильтры в ИК: красный и зеленый каналы — в свете 940нм фонарика, синий — 850нм. IR-Cut фильтр — отражает ИК излучение, потому у него такой веселенький цвет.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/d29/6eb/7b0/d296eb7b0023c60fe26ff2ec25a127e9.jpg)
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/e71/8b6/fa2/e718b6fa26b9ba1dc91f9a78437e538a.jpg)
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/520/ed3/324/520ed3324460e5cb8b702484ac7867ed.jpg)
Панорама ночью: видно отличие по цвету разных источников света: «энергоэффективные» — синие, видны только в самом ближнем ИК. Лампы накаливания — белые, светят во всем диапазоне.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/ada/e9f/855/adae9f85508da4dc6c33284cb5290653.jpg)
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/c56/6cd/4f5/c566cd4f5000f221532f658b1bae0761.jpg)
Книжная полка: практически все обычные объекты практически бесцветны в ИК. Либо черные, либо белые. Лишь некоторые краски имеют выраженный «синий» (коротковолновый ИК — 760нм) оттенок. ЖК экран игры «Ну погоди!» — в ИК диапазоне ничего не показывает (хотя работает на отражение).
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/e1b/2e7/f8e/e1b2e7f8e1a996a7235337fca5150deb.jpg)
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/a90/813/44d/a9081344d24949af21837bce4d07f8e1.jpg)
Сотовый телефон с AMOLED экраном: совершенно ничего не видно на нем в ИК, равно как и синего индикаторного светодиода на подставке. На заднем фоне — на ЖК экране также ничего не видно. Синяя краска на билете метро прозрачна в ИК — и видна антенна для RFID чипа внутри билета.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/db5/65a/5f9/db565a5f9611a041255065a43e488f96.jpg)
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/239/2bd/870/2392bd8704f8df0b51da219171340e99.jpg)
На 400 градусах паяльник и фен — довольно ярко светятся:
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/609/9d8/fa4/6099d8fa4c29bc4727eacecb72241dd8.jpg)
Фотография первой звезды вечером обычным фотоаппаратом:
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/034/85b/cd5/03485bcd565721da2cb44e8e0efa9814.jpg)
ИК камерой без фильтра:
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/7d2/b37/b30/7d2b37b30a407d3eaf8ca4ab9aeb3f42.jpg)
ИК камерой с ИК фильтром: похоже соотношение сигнал/шум по меньшей мере на порядок лучше, при статистической обработке сотен и тысяч кадров найти звезды днем может быть возможно. Съемка в ИК может быть спасением для «городской астрономии» — паразитная засветка неба городом также намного меньше.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/945/551/a63/945551a63463dfd5bff6a76e2b880018.jpg)
Еще один пример первой звезды на фоне города:
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/8eb/205/e40/8eb205e40a0f5379d5ef586897c9ac94.jpg)
1000 рублей с фильтрами 760, 850 и 1050нм: лишь отдельные элементы напечатаны краской, поглощающей ИК излучение:
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/ede/cbe/fe9/edecbefe91dcc49940ce4d3ddd8cdf5b.jpg)
5000 рублей:
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/5a4/a1f/123/5a4a1f1231c50fec82f74e44d4bd9426.jpg)
5000 рублей без фильтров, но с освещением разными длинами волн:
красный = 940нм, зеленый — 850нм, синий — 625нм (=красный свет):
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/b8c/4e6/fbf/b8c4e6fbf4a97c9aa7b67cabfff63805.jpg)
Однако инфракрасные хитрости денег на этом не заканчиваются. На купюрах есть антистоксовские метки — при освещении ИК светом 940нм они светятся в видимом диапазоне. Фотография обычным фотоаппаратом — как видим, ИК свет немного проходит через встроенный IR-Cut фильтр — но т.к. объектив не оптимизирован под ИК — изображение в фокус не попадает. Инфракрасный свет выглядит светло-сиреневым потому, что RGB фильтры Байера — прозрачны для ИК.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/aa4/06a/df7/aa406adf7e26ea4f8e0a3eaf8ee41299.jpg)
Теперь, если добавить IR-Cut фильтр — мы увидим только светящиеся антистоксовские метки. Элемент выше «5000» — светится ярче всего, его видно даже при не ярком комнатном освещении и подсветке 4Вт 940нм диодом/фонариком. В этом элементе также красный люминофор — светится несколько секунд после облучения белым светом (или ИК->зеленого от антистоксовского люминофора этой же метки).
Элемент чуть правее «5000» — люминофор, светящийся зеленым некоторое время после облучения белым светом (он ИК излучения не требует).
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/1f3/887/269/1f38872694039b061640aaf51211fae9.jpg)
На тему ИК фотографии с удалением ИК фильтра на хабре уже писали — на этот раз у нас будет больше возможностей. Также фотографии с другими длинами волн в каналах RGB (чаще всего с захватом ИК области) — можно увидеть в постах с Марса и о космосе в целом.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/81c/956/aa8/81c956aa81fe1c9d59433c244ca0cbce.jpg)
Это фонарики с ИК диодами: 2 левых на 850нм, правый — на 940нм. Глаз видит слабое свечение на 840нм, правый — только в полной темноте. Для ИК камеры они ослепительны. Глаз похоже сохраняет микроскопическую чувствительность к ближнему ИК + излучение светодиода идет с меньшей интенсивностью и на более коротких (=более видимых) длинах волн. Естественно, с мощными ИК светодиодами нужно быть аккуратным — при везении можно незаметно получить ожег сетчатки (как и от ИК лазеров) — спасает лишь то, что глаз не может излучение в точку сфокусировать.
Черно-белая 5-и мегапиксельная noname USB камера — на сенсоре Aptina Mt9p031. Долго тряс китайцев на тему черно-белых камер — и один продавец наконец нашел то, что мне было нужно. В камере нет никаких фильтров вообще — можно видеть от 350нм до ~1050нм.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/bb1/afd/4e3/bb1afd4e34954c9bf106cbae698866bd.jpg)
Объективы: этот на 4мм, еще есть на 6 и 50мм. На 4 и 6мм — рассчитанные на работу в ИК диапазоне — без этого для ИК диапазона без перефокусировки снимки получались бы не в фокусе (пример будет ниже, с обычным фотоаппаратом и ИК излучением 940нм). Оказалось, байонет C (и CS с отличающимся на 5мм рабочим отрезком) — достался нам еще от 16мм кинокамер начала века. Объективы до сих пор активно производятся — но уже для систем видеонаблюдения, в том числе и известными компаниями вроде Tamron (объектив на 4мм как раз от них: 13FM04IR).
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/db8/6fb/d7d/db86fbd7d37e36968f8591321c9074b2.jpg)
Фильтры: нашел опять у китайцев комплект ИК фильтров от 680 до 1050нм. Однако тест на пропускание ИК излучения дал неожиданные результаты — это похоже не полосовые фильтры (как я себе это представлял), а похоже разная «плотность» окраски — что изменяет минимальную длину волны пропускаемого света. Фильтры после 850нм оказались очень плотными, и требуют длинных выдержек. IR-Cut фильтр — наоборот, пропускает только видимый свет, понадобится нам при съемке денег.
Фильтры в видимом свете:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/0c6/cd3/ad0/0c6cd3ad0150901328e6f68ce9cbf649.jpg)
Фильтры в ИК: красный и зеленый каналы — в свете 940нм фонарика, синий — 850нм. IR-Cut фильтр — отражает ИК излучение, потому у него такой веселенький цвет.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/d29/6eb/7b0/d296eb7b0023c60fe26ff2ec25a127e9.jpg)
Приступим к съемке
Панорама днем в ИК: красный канал — с фильтром на 1050нм, зеленый — 850нм, синий — 760нм. Видим, что деревья особенно хорошо отражают именно самый ближний ИК. Цветные облака и цветные пятна на земле — получились из-за движения облаков между кадрами. Отдельные кадры совмещались (если мог быть случайный сдвиг камеры) и сшивались в 1 цветную картинку в CCDStack2 — программа для обработки астрономических фотографий, где цветные снимки часто делают из нескольких кадров с различными фильтрами.![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/e71/8b6/fa2/e718b6fa26b9ba1dc91f9a78437e538a.jpg)
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/520/ed3/324/520ed3324460e5cb8b702484ac7867ed.jpg)
Панорама ночью: видно отличие по цвету разных источников света: «энергоэффективные» — синие, видны только в самом ближнем ИК. Лампы накаливания — белые, светят во всем диапазоне.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/ada/e9f/855/adae9f85508da4dc6c33284cb5290653.jpg)
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/c56/6cd/4f5/c566cd4f5000f221532f658b1bae0761.jpg)
Книжная полка: практически все обычные объекты практически бесцветны в ИК. Либо черные, либо белые. Лишь некоторые краски имеют выраженный «синий» (коротковолновый ИК — 760нм) оттенок. ЖК экран игры «Ну погоди!» — в ИК диапазоне ничего не показывает (хотя работает на отражение).
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/e1b/2e7/f8e/e1b2e7f8e1a996a7235337fca5150deb.jpg)
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/a90/813/44d/a9081344d24949af21837bce4d07f8e1.jpg)
Сотовый телефон с AMOLED экраном: совершенно ничего не видно на нем в ИК, равно как и синего индикаторного светодиода на подставке. На заднем фоне — на ЖК экране также ничего не видно. Синяя краска на билете метро прозрачна в ИК — и видна антенна для RFID чипа внутри билета.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/db5/65a/5f9/db565a5f9611a041255065a43e488f96.jpg)
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/239/2bd/870/2392bd8704f8df0b51da219171340e99.jpg)
На 400 градусах паяльник и фен — довольно ярко светятся:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/609/9d8/fa4/6099d8fa4c29bc4727eacecb72241dd8.jpg)
Звезды
Известно, что небо голубое из-за Рэлеевского рассеяния — соответственно в ИК диапазоне оно имеет намного мЕньшую яркость. Возможно ли увидеть звезды вечером или даже днем на фоне неба?Фотография первой звезды вечером обычным фотоаппаратом:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/034/85b/cd5/03485bcd565721da2cb44e8e0efa9814.jpg)
ИК камерой без фильтра:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/7d2/b37/b30/7d2b37b30a407d3eaf8ca4ab9aeb3f42.jpg)
ИК камерой с ИК фильтром: похоже соотношение сигнал/шум по меньшей мере на порядок лучше, при статистической обработке сотен и тысяч кадров найти звезды днем может быть возможно. Съемка в ИК может быть спасением для «городской астрономии» — паразитная засветка неба городом также намного меньше.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/945/551/a63/945551a63463dfd5bff6a76e2b880018.jpg)
Еще один пример первой звезды на фоне города:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/8eb/205/e40/8eb205e40a0f5379d5ef586897c9ac94.jpg)
Деньги
Первое, что приходит на ум для проверки подлинности денег — это УФ излучение. Однако купюры имеют массу спец.элементов, проявляющихся в ИК диапазоне, в том числе и видимых глазом. Об этом на хабре уже кратко писали — теперь посмотрим сами:1000 рублей с фильтрами 760, 850 и 1050нм: лишь отдельные элементы напечатаны краской, поглощающей ИК излучение:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/ede/cbe/fe9/edecbefe91dcc49940ce4d3ddd8cdf5b.jpg)
5000 рублей:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/5a4/a1f/123/5a4a1f1231c50fec82f74e44d4bd9426.jpg)
5000 рублей без фильтров, но с освещением разными длинами волн:
красный = 940нм, зеленый — 850нм, синий — 625нм (=красный свет):
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/b8c/4e6/fbf/b8c4e6fbf4a97c9aa7b67cabfff63805.jpg)
Однако инфракрасные хитрости денег на этом не заканчиваются. На купюрах есть антистоксовские метки — при освещении ИК светом 940нм они светятся в видимом диапазоне. Фотография обычным фотоаппаратом — как видим, ИК свет немного проходит через встроенный IR-Cut фильтр — но т.к. объектив не оптимизирован под ИК — изображение в фокус не попадает. Инфракрасный свет выглядит светло-сиреневым потому, что RGB фильтры Байера — прозрачны для ИК.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/aa4/06a/df7/aa406adf7e26ea4f8e0a3eaf8ee41299.jpg)
Теперь, если добавить IR-Cut фильтр — мы увидим только светящиеся антистоксовские метки. Элемент выше «5000» — светится ярче всего, его видно даже при не ярком комнатном освещении и подсветке 4Вт 940нм диодом/фонариком. В этом элементе также красный люминофор — светится несколько секунд после облучения белым светом (или ИК->зеленого от антистоксовского люминофора этой же метки).
Элемент чуть правее «5000» — люминофор, светящийся зеленым некоторое время после облучения белым светом (он ИК излучения не требует).
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/1f3/887/269/1f38872694039b061640aaf51211fae9.jpg)