Инфракрасная фотография: что это, как работает и как снять

Погружаемся в инфракрасный мир: основы

Чтобы понять, что такое инфракрасная (ИК) съемка, необходимо немного разобраться в теории. Если вы не забыли школьный курс физики, то знаете, что свет — это форма электромагнитного излучения, состоящая из волн разной длины. Наш глаз способен видеть только ограниченный участок спектра от красного до фиолетового, так как воспринимает частоты в диапазоне от 380 нм до 760 нм. Волны короче или длиннее видимых можно различить только с помощью специального оборудования.

Что такое инфракрасное излучение

Хотя ИК-излучение относится к оптическому типу волн, человеческий глаз не способен их различать. Зато мы можем ощутить его другими органами чувств, например, осязательными рецепторами кожи.

Дело в том, что ИК-волны нагревают поверхности при взаимодействии с ними, поэтому этот вид энергии называется также тепловым. Самым мощным инфракрасным излучателем, с которым мы сталкиваемся ежедневно, является солнце. Более 50% испускаемых им электромагнитных волн лежит в ИК-диапазоне.

Диапазон инфракрасного излучения

Инфракрасные волны находятся за пределами видимого цветового спектра. Их частотный диапазон очень широк — от 740 нм до 1 мм. В зависимости от длины волн выделяют следующие области ИК-излучения:

• ближняя (Near-infrared, NIR): λ = 0,74 — 1,4 мкм;
• коротковолновая (Short-wave, SW): λ = 1,4 — 3 мкм;
• средневолновая (Mid-wave, MW): λ = 3 — 5 мкм;
• длинноволновая (Long-wave, LW): λ = 8 — 14 мкм;
• дальняя (Far infrared, FIR): λ = 14 — 1000 мкм.

Диапазон MW и LW относят к тепловым (thermal infrared) отраженным (reflected infrared), так как при обычных температурах в этих частотах при аппаратных измерениях фиксируются не сами волны, а ИК-излучение, отраженное от объекта. В то время как в MW и LW-диапазоны относятся к тепловым (thermal infrared). В этих областях регистрируется собственное излучение физических тел, связанное с их температурой.

Особенности инфракрасного излучения

Световые волны ИК-спектра имеют ту же природу, поэтому подчиняются тем же оптическим законам, что и видимые. Но их взаимодействие с физическими объектами имеет свои особенности. Эти отличия связаны с тем, что в ИК-областях изменяются такие характеристики, как прозрачность, коэффициенты отражения и преломления. В связи с этим вещества приобретают новые свойства. Например, в дальней ИК-области стекло не пропускает лучи, зато черная бумага становится прозрачной.

Что такое инфракрасная фотография и как она работает

Возможность увидеть невидимое с помощью инфракрасных лучей используют в медицинской аппаратуре, системах видеонаблюдения, дальномерах и локаторах. Но одной из самых интересных областей применения ИК-излучения является фотоискусство.

Благодаря особым свойствам ИК-лучей удается получить нестандартные цветовые решения, увидеть неразличимые ранее детали. Технику используют для съемки пейзажей, портретов, астро- и аэрофотосъемки.

Оборудование для инфракрасной фотографии

Во времена аналогового фото получить подобный снимок было относительно просто — достаточно вставить в камеру специальную пленку, чувствительную к ИК-диапазону. С появлением цифровой техники процесс значительно усложнился. Теоретически, сделать инфракрасный снимок можно любым фотоаппаратом — стандартная матрица воспринимает световые волны ИК-диапазона. Но к видимой части спектра она чувствительна гораздо больше. Поэтому без специальной техники не обойтись. Расскажем, что необходимо сделать для получения инфракрасного изображения.

Фотоаппараты для инфракрасной съемки

Сначала разберемся, почему на обычную камеру не получается снимать ИК-фотографии. Все дело в том, что производители обычно еще при сборке устанавливают на фотоаппараты антиалайзинговый фильтр. Он предотвращает появление на фото и видео муара — искажений, связанных с наложением друг на друга волн различных частот в процессе преобразования аналогового сигнала в цифровой.

Кроме этого, на многих фотоаппаратах стоит дополнительно еще так называемое «тепловое зеркало» (Hot Mirror). Его предназначение — отражать лучи невидимого спектра.

Существуют камеры, с помощью которых можно снимать в ИК-диапазоне без модификации — например, Minolta Dimage 7. Производитель не установил на фотоаппарат АА-фильтр.

Правда, получить ИК-снимок просто так не выйдет даже с такой моделью — необходимо надеть на объектив (или установить перед ним) дополнительный инфракрасный фильтр, поглощающий свет из видимой спектральной области. В остальных случаях для восстановления чувствительности к ИК-излучению нужно внести изменения в сборку. Существует два решения: приобрести уже переделанное устройство (объявления о продаже такой техники можно встретить на Avito) или модифицировать стандартный фотоаппарат.

Конверсия обычной камеры в инфракрасную

Если вы решились на такой шаг, следует понимать — возврат к исходным параметрам в большинстве случаев невозможен. Предстоит замена стандартного фильтра на инфракрасный.

Сделать это можно самостоятельно, воспользовавшись многочисленными инструкциями на специализированных сайтах. Но выполнить работу, не повредив технику, довольно сложно. Более безопасный вариант — воспользоваться услугами профессионалов. К сожалению, большинство компаний, выполняющих конверсию стандартных камер в infrared — зарубежные. Так что придется искать помощь у специалистов из сервисных центров. Имейте в виду, что после модификации гарантия аннулируется, так что не стоит экспериментировать с новыми устройствами.

Удаление и замена АА-фильтра: 1 — камера в разборе, 2 — снятый оригинальный сенсор и разобранный корпус,
3 — сенсор с фильтром Color IR (590 нм)

Преобразование фотоаппарата в мультиспектральный

С одной стороны, этот способ кажется оптимальным. После модификации в зависимости от установленных на объектив фильтров вы сможете снимать в любых диапазонах — от ультрафиолетового до инфракрасного. Но преобразование камеры из обычной в мультиспектральную — более сложный процесс.

Вам потребуется изменить оптическое расстояние между предустановленными фильтрами и матрицей, чтобы вернуть сенсору способность пропускать невидимые лучи. Для этого потребуется разобрать камеру, измерить штангенциркулем толщину склейки фильтров и после этого сточить крепления примерно на треть стандартного расстояния. Работа требует ювелирной точности, так как нужно строго выдержать размеры и не повредить саму матрицу и окружающие элементы.

Этапы преобразования фотоаппарата в мультиспектральный

Какие фотоаппараты лучше модифицировать

Конвертировать в infrared можно любые камеры. Но для инфракрасной фотосъемки лучше подходят беззеркальные фотоаппараты. Вот почему:

• В зеркалках фокусировка производится по фазовым датчикам, расположенным перед зеркалом перпендикулярно матрице. В беззеркальных моделях автофокус работает по всей площади сенсора — не требуется дополнительная подстройка датчиков.
• Вы сможете просматривать кадр не только в видоискатель, но и через сенсорный дисплей — так лучше видно цветовые оттенки, поэтому легче скорректировать настройки.

Следующий момент — использовать полноматричный фотоаппарат или кроп. Выбор однозначен — чем больше размер сенсора, тем выше вероятность получить четкую картинку. К тому же, если вы пользуетесь камерой с обрезанной матрицей, приходится при вычислении фокусного расстояния учитывать кроп-фактор.

Инфракрасные фильтры

Даже если вы снимаете камерой, пропускающей ИК-излучение или модифицированной аппаратурой, без дополнительных приспособлений ИК-изображение не получится. В любом случае потребуется устанавливать на объективы дополнительные фильтры — Infrared passing filter. Они не пропускают спектральные частоты видимые глазу, но прозрачны для ИК-лучей.

Пример съемки на камеру Minolta с инфраред-фильтром и без него (источник amazon.com)

Оптимальное решение — фильтры промышленного производства. Например, Hoya 72mm RM-72, Deep BW IR 830nm или Super Blue IR Infrared Filter. Плюс этого варианта — можно получить ИК-фото даже с помощью немодифицированного устройства. Правда, в этом случае вам придется работать на сверхдлинных выдержках, чтобы через объектив на матрицу попало достаточное количество ИК-лучей. Минус — стоимость таких аксессуаров довольно высока (от 9 тыс. рублей и более).

Виды изображения зависят от захватываемых спектральных частот. Например, если снимать в дальнем диапазоне, фото получатся монохромными. При работе с ближними видна разница цветов.

Варианты снимков, сделанных с помощью ИК-фильтров разных моделей. Источник — LifePixel.com

В случае, если вы выполнили конверсию камеры, существуют более бюджетные решения.

• Проявленная фотопленка — можно использовать позитивную (для слайдов) или негативную. Во втором случае перед проявкой пленку нужно засветить. Тогда она становится непрозрачной для видимого диапазона, но сохраняет способность пропускать ИК-лучи. Просто вырежьте кружочек нужного размера и поместите его между стеклом объектива и защитным фильтром. Для лучшего эффекта рекомендуется сложить пленку в несколько слоев.
• CD-R диски — без покрытия или обычные, но со смытым напылением. Материал, из которых они изготовлены, пропускает ИК-диапазон, но непрозрачен для видимого спектра.

Оптика

Для инфракрасного фото подходят не все объективы. Проблема в том, что оптическая система будет использоваться в непривычных условиях. Длина ИК-волн больше, чем у видимых, поэтому они имеют меньший угол преломления. Соответственно, изменится и масштаб картинки, и фокусное расстояние. Объектив, по сравнению с обычной съемкой, будет работать как более длиннофокусный.

Еще одна проблема — невосприимчивость просветляющего покрытия на оптическом стекле к ИК-волнам. Объектив не отражает невидимые лучи, поэтому есть возможность, что на изображении могут появиться паразитные блики и потеряется микрорезкость. Некоторые модели (в основном широкоугольные зум-объективы) могут давать эффект Hot-Spot — на длинных выдержках в центре кадра возникают «горячие пиксели», проявляющиеся в виде белых точек.

Пример Hot-Spot

В таблице собрали модели объективов, оптимально подходящих для ИК-фотосъемки.

Дополнительные аксессуары

Необходимость вспомогательного оборудования объясняется особенностью ИК-съемки. Снимать придется на максимальных выдержках. Вам потребуется стабилизация камеры и дополнительные источники света, увеличивающие количество излучения в зоне захвата. Отправляясь на фотосессию не забудьте взять с собой:

• штатив — выбирайте устойчивые модели, лучше всего — трипод (с опорой на три точки), но в крайнем случае подойдет и монопод;
• пузырьковый уровень — специальный аксессуар, позволяющий выровнять фотокамеру (иногда может быть сразу встроен в штатив);
• пульт дистанционного спуска затвора — устройство позволяет избежать случайного сдвига камеры, в продаже можно найти различные модели: проводные, с ИК-портом, радиоуправляемые, комбинированные;
• инфракрасная подсветка — можно приобрести специальные устройства для систем видеонаблюдения, главное — обращайте внимание на длину волны и угол излучения.

Кроме этого, обязательно возьмите с собой резервные аккумуляторы для камеры или дополнительный батарейный блок. Не забудьте о чистящих салфетках для оптики.

Настройка фотоаппарата для инфракрасной съемки

Поскольку вам придется снимать невидимое, поначалу возможны трудности с настройками камеры. Точные значения будут зависеть от условий съемки, но общие рекомендации помогут избежать больших ошибок.

Баланс белого

Если вы собираетесь снимать не монохромные картинки, а цвет, придется научиться выставлять значение вручную. При работе с ИК-фильтрами все предметы будут казаться окрашенными в различные тона красного. Тем не менее разница между цветом отдельных объектов бывает заметна. Как правило, параметр выстраивают по небольшой детали, например, листу дерева или пучку травы. Окончательную тональность вы сможете задать на этапе постобработки.

Фокусировка

Из-за разницы свойств видимого и ИК-света даже при использовании автофокуса придется корректировать значение вручную. Хорошо, если на вашем объективе есть специальная шкала с указанием ИК-фокуса. Чаще всего она встречается на фикс-объективах разных производителей и на некоторых зум-моделях Canon. Нужное значение отмечено красным. Если такая шкала отсутствует, величину корректировки приходится искать экспериментальным путем.

Корректировкой можно пренебречь, если вы фотографируете пейзажи. Но при предметной и портретной съемке учитывать поправку очень важно — иначе фокус будет на более дальних предметах.

Наибольшая проблема возникает при использовании зеркалок — различить детали через видоискатель не всегда возможно. Приходится настраиваться в видимом диапазоне, а потом подгонять значения.

Экспозиция, выдержка, ISO

Снимать придется в основном на длинных и сверхдлинных (1/15 — 30 сек. и более) выдержках. Но, как и в случае с настройкой фокуса, подбирать значение придется экспериментально.

Если вы снимаете на Sony, процесс расчета будет легче. Эти камеры неплохо справляются с автоматическим подбором параметров. Техника от Canon, Olympus и Nikon часто ошибается, из-за чего фото получаются недоэкспонированными на 2–3 стопа. А в солнечную погоду разница в экспозиции между обычной и ИК-фотографией может составлять до 9–11 ступеней.

Для выбора значения используют метод приближения:

1. Поднимите ISO до максимального значения.
2. Предварительно сделайте несколько тестовых кадров начиная с выдержки в 1 секунду и постепенно увеличивая значение.
3. Оцените гистограмму — она должна фиксироваться по центру или с легким сдвигом вправо.
4. Произведите вычисления. Например, если при ISO 1600 правильная гистограмма получилась на 3 секундах, то для ISO 100 потребуется выдержка 48 сек.

Иногда выдержку можно уменьшить, повысив чувствительность. Но это чревато появлением шумов. Так, на Canon и Nikon при поднятии ISO даже до 400 единиц на картинке слишком много хроматических аберраций.

Творческие приемы инфракрасной фотографии

В ИК-технике можно снимать самые разные жанры. Необычные цвета позволяют превратить привычные локации в фантастические миры и увидеть любые объекты с новой стороны.

ИК-портреты

Пик расцвета инфракрасной фотографии пришелся на 60-е годы прошлого века. Необычные психоделические цвета оценили такие исполнители, как Джимми Хендрикс и Фрэнк Заппа. А шотландский певец и композитор Донован (Donovan Philips Leitch) использовал инфракрасную фотографию для обложки своего альбома «A Gift from a Flower to a Garden» (1967).

На ИК-портретах люди выглядят или инопланетными существами, или жителями других миров. Посмотрите на работы победителей международного конкурса Life in Another Light в категории Infrared Portrait.

Слева — Pierre-Louis Ferrer, «Без названия». Справа — Florent-Serfat «Марена»

Пейзажная инфракрасная фотография

Наиболее часто ИК-съемку используют в жанре пейзажа. Необычное преломление света создает фантастический колористический рисунок. В зависимости от используемых фильтров можно получить на изображении черное небо и белую листву деревьев, а также есть возможность изменить сезон, превратив зелень лета в богатые краски осени.

Фото David Clapp. Храм литературы в Ханое

Diane Porter «Дорога в Долину Дьявола»

ИК-абстракция

C помощью ИК-фотографии можно превратить самые обыкновенные растения в инопланетную флору или создать абстрактные композиции. Ярким примером служат работы, представленные творческой студией FIELD (Лондон). Для проекта Suprachromacy снимали подводные и надводные растения Карибского бассейна.

Постобработка инфракрасных снимков

Раскрыть магию инфракрасных цветов невозможно без фоторедактора. Только благодаря постобработке можно преобразовать изображения в красно-багровых тонах (так называемые ложные цвета) в сказочные пейзажи или фантастические портреты.

Расскажем, как отредактировать фото в инфракрасном диапазоне с помощью программы ФотоМАСТЕР.

1. Скачайте софт с нашего сайта и установите на ПК с Windows или macOS.
   Скачать бесплатно Для Windows 11, 10, 8, 7 и XP

   Версия для macOS
2. Нажмите «Открыть фото» для загрузки изображения или перетащите миниатюру файла из окна проводника в рабочее окно.
3. В разделе «Инструменты» выберите «Обрезка и поворот», чтобы кадрировать изображение.
4. Теперь перейдите во вкладку «Геометрия». Выровняйте линию горизонта, устраните оптические искажения (дисторсии). Нажмите «Применить». Не забывайте сохранять изменения на каждом этапе обработки.
5. Перейдите в «Улучшения». Инструменты этой вкладки помогут исправить недочеты настроек, допущенных при съемке. В первую очередь скорректируйте баланс белого. После подтяните экспозицию и контраст, отрегулируйте соотношение теней и светлых участков. Настройте тональную температуру, увеличьте или уменьшите насыщенность и сочность оттенков.
6. Для более тонкой цветокоррекции перейдите во вкладку «Цвета». Снизьте интенсивность оттенков красного спектра, одновременно подтянув синие, голубые и пурпурные участки. Дополнительно вы можете поработать с насыщенностью и добавить светлоты.
7. Чтобы изменить цвета не на всем изображении в целом, а только на конкретных участках, перейдите в раздел «Ретушь» и выберите инструмент «Корректор». Настройте размер кисти, степень растушевки и прозрачность. Закрасьте нужную область на фото.

   Перейдите в раздел «Тонирование» и выберите нужный вам цвет. При необходимости повторите действия на другом участке. Для удобства масштабируйте изображение и меняйте размер кисти, чтобы не выходить за контуры. Передвигать холст можно левой кнопкой мыши, одновременно нажав пробел на клавиатуре. Чтобы сменить цвет, вернитесь в основные настройки и выберите «Новый штрих». Если нужно исправить ошибку, воспользуйтесь «Ластиком».

   
8. Теперь вернитесь в раздел «Улучшение» и откройте «Резкость». Здесь вы можете с помощью ползунков повысить или уменьшить детализацию.
9. Чтобы экспортировать результат, нажмите «Файл» на верхней панели. Выберите «Изменить размер и сохранить…». Настройте параметры — для печати, просмотра на мониторе, публикации на сайте. Укажите размер. После этого выберите подходящий формат — JPG, PNG, TIFF или BMP, пропишите путь к папке и сохраните фото.

Создавайте разные варианты изображения с помощью программы ФотоМАСТЕР. Экспериментируйте и сравнивайте результат. Вот что получилось у нас:

До

После

Советы по созданию ИК фотографий для начинающих

У тех, кто только начал заниматься инфракрасной фотографией, возникают десятки вопросов. Постараемся дать ответы на самые частые.

• При каких условиях лучше снимать?

  Погодные условия не имеют значения. Интересные эффекты можно получить и в ясный день, и при низкой облачности. Фотографировать можно на рассвете, в сумерках и даже под дождем или снегом. Особенно увлекательно снимать радугу.

• Какой выбрать формат?

  Ответ будет однозначный — всегда снимайте в RAW. Изображения в сыром формате сохраняют больше информации, не подвергаются такому сжатию, как JPG, поэтому их легче редактировать.

• Можно ли снимать в ИК-диапазоне движущиеся объекты?

  При использовании длинных выдержек подвижные фигуры в кадре размазываются. Однако вы можете использовать размытие движения для добавления художественного эффекта — таким способом можно подчеркнуть динамику сюжета.

Что стоит запомнить

Чтобы в полной мере овладеть магией инфракрасного цвета, вам придется многому научиться.

• Осваивайте теорию. Необходимо хорошо разбираться в принципах получения ИК-изображения, технических характеристиках и настройках камеры.
• Перенимайте опыт мастеров. Смотрите и вдохновляйтесь работами известных фотографов, и на их основе придумывайте собственные сюжеты.
• Изучайте принципы работы в фоторедакторе. В ИК-фотографии сделать эффектные картинки без постобработки не получится. Экспериментируйте, пробуйте разные эффекты, применяйте фильтры, создавайте несколько вариантов одного фото.

Подпишитесь:

Мы в