क्या अवरक्त तस्वीरों में वास्तव में अवरक्त रंग हैं?

Question

स्कूल में, हम सभी ने सीखा कि सफेद रोशनी से हम केवल दृश्यमान स्पेक्ट्रम को देख सकते हैं लेकिन हम यूवी या आईआर भागों को नहीं देख सकते हैं ।

अगर ऐसा है, तो हम कैसे इंफ्रारेड फोटोग्राफी कर सकते हैं ? ठीक है, लेंस यह कर सकता है लेकिन हम अंतिम तस्वीर में आईआर रंग कैसे देख सकते हैं? हम वास्तव में कैसे जानते हैं कि यह आईआर लाइट है और न केवल नाटकीय रंग?

Comments

ओह !! मुझे ऐसी प्रतिक्रिया की उम्मीद नहीं थी, लेकिन हाँ यह स्पष्ट किया कि मैं क्या देख रहा था। हालाँकि, कई सही उत्तर हैं, इसलिए मैं अपने लिए एक और समझदारी स्वीकार करूँगा। आप सभी को धन्यवाद!

— अमृत

en.wikipedia.org/wiki/Channel_(digital_image)#RGB_color_sample आप वहां लाल, हरे और नीले चैनल देख सकते हैं। लेकिन आप उन्हें ग्रेस्केल छवियों के रूप में देख रहे हैं, इसलिए आपकी आंख को लाल, हरे या नीले रंग के प्रति संवेदनशील होने की जरूरत नहीं है, बस उन्हें प्रकाश / अंधेरे में देखने के लिए। अब क्या होगा अगर वहां के चैनल IR, या UV के पास IR थे? अभी भी ग्रेस्केल के रूप में दिखाई दे सकता है, फिर भी आपकी आंख को दिखाई दे सकता है।

— टिम एस।

Answer 1

"रंग" अनिवार्य रूप से दृश्यमान प्रकाश (मानव द्वारा माना जाता है) के तरंग दैर्ध्य के वितरण की एक संपत्ति है।

डिजिटल कैमरे केवल प्रत्येक पिक्सेल पर प्रकाश की मात्रा का पता लगाते हैं, वे तरंग दैर्ध्य को माप नहीं सकते हैं और इस तरह सीधे रंग रिकॉर्ड नहीं कर सकते हैं। प्रत्येक पिक्सेल के सामने लाल / हरा / नीला फिल्टर लगाकर रंगीन चित्र बनाए जाते हैं। एक पिक्सेल के सामने एक लाल फ़िल्टर (जो कि हरे और नीले प्रकाश को अवरुद्ध करता है) रखकर आप इस प्रकार उस स्थान पर लाल प्रकाश की मात्रा को माप सकते हैं।

मानक डिजिटल कैमरों के साथ इंफ्रा-रेड फोटोग्राफी में दृश्यमान प्रकाश को फ़िल्टर करना शामिल है (और वैकल्पिक रूप से निर्मित आईआर फ़िल्टरिंग को हटा दिया जाता है) इसलिए केवल इन्फ्रा-रेड लाइट दर्ज की जाती है। बारी-बारी से लाल / हरे / नीले फिल्टर बने रहते हैं।

इन्फ्रा-रेड लाइट के विभिन्न तरंगदैर्ध्य हैं, हालांकि ये तरंगदैर्ध्य "रंग" के अनुरूप नहीं हैं क्योंकि वे मानव आंख के लिए अदृश्य हैं। सही इन्फ्रारेड, 850nm और लंबी रेंज में लाल या हरे / नीले फिल्टर में से प्रत्येक के माध्यम से कम या ज्यादा समान रूप से गुजरता है, इसलिए आप इस तरह से केवल एक तीव्रता (ग्रेस्केल) छवि के साथ समाप्त होते हैं:

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

तरंग दैर्ध्य जो दृश्यमान स्पेक्ट्रम के करीब हैं, इसलिए 665nm रेंज में IR के पास कॉल अलग-अलग मात्रा में RGB फिल्टर से होकर गुजरेगी, इसलिए विभिन्न RGB मानों वाली एक छवि निर्मित होती है और इसलिए जब कंप्यूटर पर प्रदर्शित किया जाता है तो आपको एक रंगीन छवि मिलती है।

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लेकिन रंग "वास्तविक" नहीं हैं, इस अर्थ में कि रंग मानव दृष्टि का एक गुण है और ये तरंग दैर्ध्य हमारी दृष्टि के बाहर हैं, इसलिए मस्तिष्क ने उन्हें हमारे सामने प्रस्तुत करने के तरीके को परिभाषित नहीं किया है। डिजिटल इन्फ्रारेड इमेज (आपके कंप्यूटर मॉनीटर द्वारा दृश्यमान श्रेणी में पुन: प्रस्तुत) में दिखाई देने वाले विभिन्न रंग नीले और हरे रंग के फिल्टर में कमी के कारण उत्पन्न होते हैं।

नीले फिल्टर को कम आवृत्ति लाल और हरे रंग की रोशनी को फ़िल्टर करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, लेकिन दृश्यमान स्पेक्ट्रम रेंज के आसपास (जैसा कि कैमरे का आईआर फिल्टर सामान्य रूप से बाकी सब कुछ निकालता है)। जब दृश्य प्रकाश अवरुद्ध हो जाता है और फ्रीक्वेंसी वास्तव में कम हो जाती है (जैसे कि वुड इफ़ेक्ट के माध्यम से पर्ण द्वारा परावर्तित होती है ) तो वे फिर से नीले और हरे रंग के फिल्टर से गुजरना शुरू कर देते हैं!

तो दृश्यमान स्पेक्ट्रम का बहुत नीचे / आईआर के पास बहुत (जो आकाश में बहुत ही शानदार है) मुख्य रूप से लाल पिक्सल को उत्तेजित करता है क्योंकि नीले और हरे रंग के फिल्टर अभी भी अपना काम कर रहे हैं, आईआर के पास (पत्तियों से परिलक्षित) नीले और हरे रंग को उत्तेजित करना शुरू कर देता है फिल्टर के रूप में पिक्सेल अपने सामान्य सीमा के बाहर काम कर रहे हैं।

परिणाम लाल दिखने वाला आकाश और नीला / फ़िरोज़ा जैसे दिखने वाले पेड़ हैं:

_{(स्रोत: wearejuno.com )}

लेकिन चूंकि ये रंग वास्तविक नहीं होते हैं, इसलिए अक्सर फोटोग्राफर लाल / नीले चैनलों को चारों ओर स्वैप करते हैं, जो सामान्य दिखने वाले नीले आसमान और हरे / पीले पेड़ देता है:

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

Comments

मुझे लगा कि रंग विशुद्ध रूप से अवधारणात्मक संपत्ति है। यह एक स्पेक्ट्रम के लिए कुछ मानचित्रण है , लेकिन एक बहुत अच्छा नहीं है क्योंकि आंख आसानी से metamers, या रंग अंधा किया जा रहा है।

— निक टी

वास्तव में नीला और हरा भी NIR के प्रति संवेदनशील है। वे 850nm तक एक तिरछी निगाह से खुलते हैं और वहां लाल संवेदनशीलता को पार करते हैं। लाल 850nm पर दूसरों को पार करने के लिए समान रूप से गिर जाता है और वे 1100nm तक एक साथ गिरते हैं, वहां काट दिया जाता है। जब तक आप InGaAs कैमरा का उपयोग नहीं करते, उनमें से कोई भी IR के प्रति संवेदनशील नहीं है।

— माइकल नीलसन

@MichaelNielsen इसे सरल रखने की कोशिश कर रहा था, मैंने इसे अपडेट किया है इसलिए मुझे लगता है कि यह अभी सही है।

— मैट गम

सिद्धांत रूप में सच है, लेकिन अभ्यास नहीं: "दृश्यमान प्रकाश को फ़िल्टर करना ... इसलिए केवल इन्फ्रा-रेड लाइट दर्ज की गई है।" व्यवहार में (वैज्ञानिक तरीकों के अलावा), IR फ़ोटोग्राफ़ी में सबसे अधिक दृश्यमान प्रकाश को फ़िल्टर करना शामिल होता है ताकि ज्यादातर IR और निकट-IR प्रकाश रिकॉर्ड किए जा सकें । जिन अंतरों में दृश्यमान प्रकाश के "सबसे" फ़िल्टर को अलग IR फ़िल्में / कैमरे / लेंस उनके अद्वितीय हस्ताक्षर "दिखता है" देते हैं। इसके अलावा, अलग-अलग फिल्मों / कैमरों / लेंसों में अलग-अलग आईआर तरंग दैर्ध्य के प्रति संवेदनशीलता में भिन्नता होती है, जिससे आईआर "रंग" रिकॉर्ड किए जाते हैं, सुसंगत नहीं होते हैं। इन अंतरों को उजागर करना आईआर फोटोग्राफी की कला है।

— जोनाथन वान मैट्रे

अच्छा लगा। वुड इफेक्ट को एक इमेज इंटेन्सिफायर (स्टारलाईट स्कोप) के माध्यम से भी देखा जा सकता है, जो आईआर के पास सबसे अधिक संवेदनशील है। पत्ते काफी चमकीले दिखाई देते हैं।

— डौग

Answer 2

एक इंफ्रारेड कैमरे से जो छवि हम देख सकते हैं, वह झूठी रंगीन छवि के रूप में जानी जाती है । इसका मतलब यह है कि अवरक्त स्पेक्ट्रम में तरंग दैर्ध्य की एक श्रृंखला दृश्यमान प्रकाश की एक समान तरंग दैर्ध्य के साथ प्रदान की जाती है। बस दृश्यमान प्रकाश के साथ, अवरक्त प्रकाश की एक विशेष तरंग दैर्ध्य तीव्रता से ऊपर काले (छाया) से संतृप्ति (हाइलाइट) के निकट भिन्न हो सकती है।

अवरक्त प्रकाश की प्रत्येक तरंग दैर्ध्य और तीव्रता का दृश्य प्रकाश में कैसे अनुवाद किया जाता है, हम देख सकते हैं कि यह अवरक्त छवि के उद्देश्य और इच्छित उपयोग पर बहुत कुछ निर्भर करता है। यह इस बात पर भी निर्भर करता है कि क्या छवि अवरक्त स्पेक्ट्रम में प्रकाश को रिकॉर्ड करने के लिए जमीन से डिज़ाइन किए गए कैमरे के साथ कैप्चर की गई थी या दृश्य प्रकाश पर कब्जा करने के लिए डिज़ाइन किए गए कैमरे के साथ जो कि अधिकांश कैमरों पर पाए गए अवरक्त फिल्टर को हटाकर अवरक्त प्रकाश को पकड़ने के लिए परिवर्तित किया गया है और दृश्यमान प्रकाश को हटाने के लिए एक फिल्टर जोड़ना।

खगोलीय उपकरणों से छवियां जो अवरक्त में रात के आकाश की तस्वीरें खींचती हैं, ताकि वे दिखाई देने वाले रात के आकाश की तरह दिखें, भले ही आकाश में क्या दिखाई दे रहा है और एक दृश्य में दिखाई देने वाले की तुलना में एक अवरक्त छवि में क्या अलग नहीं है प्रकाश छवि। आमतौर पर, अवरक्त प्रकाश की छोटी तरंग दैर्ध्य को दृश्य प्रकाश (नीले) की छोटी तरंग दैर्ध्य के रूप में प्रस्तुत किया जाएगा, अवरक्त प्रकाश के मध्यम तरंगदैर्ध्य को दृश्य प्रकाश (हरे) के मध्यम तरंगदैर्ध्य के रूप में प्रदान किया जाएगा, और अवरक्त स्पेक्ट्रम में लंबे समय तक तरंगदैर्ध्य को लंबे समय तक गाया जाएगा। दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम (लाल) में तरंग दैर्ध्य।

दूसरी ओर, मनुष्यों को अंधेरे में देखने के लिए उपयोग की जाने वाली छवियां ("नाइट विज़न" छवियां) अक्सर एक ही तरंग दैर्ध्य (10µm - तरंग दैर्ध्य जिस पर मनुष्य सबसे अधिक गर्मी विकिरण करते हैं) के विभिन्न रंगों का उपयोग करके अलग-अलग तीव्रता का प्रदर्शन करेंगे। उस स्थिति में सफेद 10 ,m पर उच्चतम तीव्रता को निरूपित कर सकता है, लाल 10µm पर थोड़ा कम तीव्रता, हरे रंग को भी कम तीव्रता, और इसी तरह से निरूपित कर सकता है। अवरक्त प्रकाश के अन्य तरंग दैर्ध्य को बिल्कुल भी प्रस्तुत नहीं किया जा सकता है।

उपरोक्त प्रत्येक परिदृश्य के उदाहरण इन्फ्रारेड पर विकिपीडिया लेख के शीर्ष के पास दिखाई दे रहे हैं ।

Comments

एक असली रंग IR फोटो अत्यधिक उबाऊ होगा ... एक काला क्षेत्र।

— निक टी।

अधिकांश "नाइट विज़न" उपकरण आईआर को मनुष्यों से विकिरणित नहीं देखते हैं, लेकिन छोटी मात्रा में दिखाई देते हैं, और विशेष रूप से, आईआर प्रकाश के पास जो रात में आम है। आईआर को मनुष्यों से देखने के लिए, या किसी भी स्रोत के लिए एक सच्चे, आईआर डिवाइस जैसे कि FLIR या थर्मोग्राफिक कैमरा की आवश्यकता होती है। en.wikipedia.org/wiki/Thermographic_camera ये पानी लीक और दीवारों और छतों में गरीब इन्सुलेशन और विशेष लेंस का उपयोग जैसी चीजों को खोजने के लिए काफी काम कर रहे हैं के बाद से कांच थर्मल आईआर तरंग दैर्ध्य (5 15um करने के लिए) में अपारदर्शी

— डौग

@doug यदि वे अवरक्त छवि नहीं बनाते हैं, तो वे अवरक्त उपकरण नहीं हैं (और उत्तर ऐसे उपकरणों को संबोधित नहीं करता है)। अवरक्त "नाइट विजन" डिवाइस हैं जो 10 .m पर तीव्रता का पता लगाते हैं।

— माइकल सी

नाइट विज़न डिवाइस IR की छवि बनाते हैं क्योंकि वे दृश्य प्रकाश की तुलना में IR के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं, कई ने तो IR LED को पूरी तरह से अंधेरे में या जहां परिवेशी तारों की रोशनी अपर्याप्त है, प्रदान करने के लिए घुड़सवार किया है। नाइट विजन डिवाइस, जैसा कि आमतौर पर कहा जाता है, थर्मल इमेजर्स नहीं हैं। "ठीक है, लेंस यह कर सकता है" प्रश्न थर्मल इमेजर्स को संदर्भित नहीं करता है जो कि बॉयोमीट्रिक का उपयोग करते हैं और ग्लास लेंस का उपयोग नहीं करते हैं। देखें: en.wikipedia.org/wiki/Night-vision_device

— डौग

Answer 3

हां, इंफ्रारेड फोटोग्राफी इंफ्रारेड वेवलेंथ रिकॉर्ड करती है। आमतौर पर, एक फ़िल्टर का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि कोई दृश्य प्रकाश दर्ज न हो। सेंसर और फिल्में मानवीय आंखों पर आधारित नहीं हैं, इसलिए उनकी सीमाएं अलग हैं। हम परिणामस्वरूप तस्वीरों पर अवरक्त प्रकाश देख सकते हैं क्योंकि यह अवरक्त की तुलना में किसी अन्य रंग (नों) में प्रदर्शित होता है।

फोटोग्राफी में, परिणामी तस्वीरों में रंग शायद ही कभी मूल दृश्य के साथ एक सटीक मेल होते हैं; वास्तव में, यह रंगों को पूरे वर्कफ़्लो में बदलने से रोकने के लिए बहुत प्रयास करता है। कम या ज्यादा रंगों को बदलने की कई तकनीकें हैं, जैसे क्रॉस-प्रोसेसिंग, एचडीआर, ब्लैक-एंड-व्हाइट आदि; और आईआर फोटोग्राफी उनमें से सिर्फ एक है। एक्स-रे इमेजिंग अदृश्य तरंग दैर्ध्य को दृश्यमान लोगों में बदलने का एक और उदाहरण है।

Answer 4

कैमरा सेंसर का एक ग्रिड है जो किसी दिए गए रेंज से फोटॉनों की गिनती करता है। वे इन फोटॉनों की गिनती करते हैं, और ग्रिड पर प्रत्येक सेंसर के लिए फोटॉनों की आवृत्ति (कितने ईकॉन प्रति यूनिट समय, उनकी ईएम आवृत्ति नहीं) दिखाते हुए एक तालिका बनाते हैं।

व्यवहार में, कैमरों में लाल, नीले और हरे रंग के फोटॉनों को पकड़ने के लिए सेंसर अनुकूलित होते हैं, लेकिन वे भी इन्फ्रारेड को पकड़ने के लिए होते हैं। फ़िल्टर का उपयोग करके, आप सेंसर पर केवल IR की अनुमति दे सकते हैं। फिर आपको आईआर रेंज में फोटॉनों की आवृत्ति दिखाने वाली संख्याओं की एक तालिका मिलेगी।

अब आप इस तालिका के साथ जो कुछ भी करना चाहते हैं, करने के लिए स्वतंत्र हैं। आप इसे ऊंचाई के रूप में आवृत्ति के साथ 3 डी फ़ंक्शन के रूप में प्लॉट कर सकते हैं। ग्रेस्केल छवि बनाने के लिए, आप कम संख्या में काले और उच्च संख्या में सफेद में मैप कर सकते हैं। लाल-गर्म धातु की चमक की नकल करने के लिए आप कम संख्या में काले, मध्यम संख्या में नारंगी-पीले और उच्च संख्या में मैप कर सकते हैं।

आप आईआर रंग देख सकते हैं इसका कारण यह है कि कैमरा वास्तव में उसी (आईआर) रंगों के साथ एक छवि का उत्पादन नहीं करता है जो उसने देखा था। यह एक परिवर्तित छवि का निर्माण करता है, जहाँ हर IR तरंग दैर्ध्य को एक दृश्यमान तरंगदैर्ध्य पर मैप किया जाता है। यह सॉफ्टवेयर द्वारा नहीं किया जाता है, बल्कि यह अपने आप होता है: सेंसर सामान्य रूप से दृश्यमान और IR दोनों को पकड़ते हैं, लेकिन सॉफ्टवेयर मानता है कि यह सभी दृश्यमान है क्योंकि IR तरंग दैर्ध्य के साथ IR फ़िल्टर अवरोधक फोटॉन है। लेकिन कुछ लोग फ़िल्टर हटा देते हैं।

यह विशेष थर्मल कैमरे बनाना संभव है, जहां सेंसर वास्तव में आईआर को पकड़ने के लिए अनुकूलित होते हैं। ये शायद सॉफ्टवेयर को स्पष्ट रूप से IR को दृश्यमान प्रकाश में परिवर्तित करने वाला होगा।