全彩色/全红外”照相机（原理）

朝阳公 · 发表于 2012-3-26 12:03:44

引用第8楼一尘于2012-03-25 21:04发表的 :
+ S8 y% r8 u) a7 e2 h5 q还没研究明白。双目镜分光没问题，但目镜有可能影响成象质量。感觉与改透明玻璃的机子（或M9、D800E等外置低通的机子）上外挂红外滤镜/ICF的原理类似：& F( z9 w) `0 j$ ~' y
*外挂红外滤镜时拍红外片. d$ L% s8 V) q- A/ ~" K4 x
*外挂ICF时拍彩色片6 O5 n0 s# c) }; w) J$ R

一尘大师：请允许我回复您的问题，并请您指导！
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1可见光波长范围为400—700nm ，取其平均波长550 nm，则d=270 nm，约等于照明光线波长一半。一般地，用可见光照明的显微镜分辨力的极限是0.2μm。普遍光学显微镜的最高达3000倍。0.2μm分辨力应该能保证图象细节。如果您说的“成象质量”是指畸变色差等等，自有各种校正镜头。

2 好在我们只用了棱镜的分（合）光系统，可把它简单看作平面镜的多次反射（与原来的接目镜无关了），它应该不会影响成象质量。我想，应该是上面入射光端和下面的摄影端镜头决定成象的质量。另外。两条光路中介质不同，光程会有差别，还有棱镜系统调整不精细等，需要精心调整，否则会造成二幅画面大小不一，难以重合。

3本结构中红外滤镜用1000nm，意思是（一定）要用纯红外的黑白（灰度）照片，再用它与色彩端的真彩照片透明重合。最终获得由全红外线/全可见光二者合一构成的真正的红外片，或者说是CCD/CMOS帮助人类看到的红外景象，它和真彩片很相似，最大特点是对红外线敏感的绿色植物变白，这就是我想表达的主题！很明显，如果用低波段红外滤镜，例如590，那么590滤镜在放过近红外的同时，又起到有色眼镜一样的作用，它滤除了可见光的冷色调光，使最终图象变“红”，有人说红外摄影能使世界“颠覆”。实际上，如果带上590红玻璃做的眼镜，就和590拍摄的照片一样的红色世界，530是黄色世界，蓝镜是蓝色世界，难道你能说有色眼镜“颠覆”了什么什么吗？

  那么530拍摄的真实红外照片应该是如何模样，如何获得呢？理论上是把530 改机拍摄的照片，去除可见光高波段（红）造成的色彩，只留下530的黑白（灰度）照片，再与真彩照片合一即得。看来很麻烦呢！简单办法是把它转成黑白片再与真彩照片合一，也可对付用了。所谓“对付用”，是因为转成黑白片时，可见光造成的色彩深浅也同时转变到灰度里了。

4这么说来，530和1000的真红外线/真彩片合成后是非常相似的，只是红外线造成的灰度有不同。

5上面从不同角度来说明我的想法，现在，我把胶卷照相机拿来，分别装上630。590。530滤镜拍摄，由于胶卷不记录红外，因此，胶卷机获得的照片比之CCD/CMOS照相机的照片初看差不多的发红或发黄，只是少了红外的灰度影响，绿叶不白。。。。，这时，滤镜只起到滤色的作用，即滤除比滤镜波段低的可见光的作用。谁都不会说这些滤镜“颠覆”了什么。。。。我想，同一滤镜在胶卷机和数码机上应该有同一的作用和评价，只不过在上数码机在滤镜作用同时，通过滤镜的红外被敏感的CCD/CMOS捕获罢了，胶卷照相机和人眼一样，只能看到有色眼镜一样的片片。

另外，改机时拿走的淡蓝色ICF，这种可见光中的低波段光线有着很重要的作用，红外原片一旦加上它这淡蓝色，照片就会恢复成彩色照片，因此，半红外的色彩不是红外线造成的，它是在用低波段红外滤镜时，无奈产生的滤色作用和缺少淡蓝色ICF的正色作用造成的，人们巧妙的利用了这种异色！

小结：A 半红外彩色摄影中，除了真实记录了红外线对黑白（或单色）的灰度信号外，所产生的色彩是滤镜的滤色作用及去除ICF等原因所致，如果再考虑人为的自定义白平衡，色彩更显异色，但这不是红外线的直接产物。所以，半红外彩色摄影中色彩应该允许任意变换，以服从作者的创作意图。

         B 人们为克服CCD/CMOS对红外线过于敏感而造成照片严重偏色，研究增加了红外线截止滤镜，能在阻止红外线同时还起到正色作用。改机必然使照相机回到“病态”。本实验装置，利用右侧光路中外挂ICF，以获得彩色照片。左侧光路中外挂1000nm高波段纯红外滤镜，以便获得纯红外黑白照片，左右光路的图象同时被CCD/CMOS记录，这就是红外线和可见光同时照射下的真实世界记录，绿叶呈现白色是红外片第一标志。本实验装置不能用低波段非纯红外滤镜进行验证，其理由前面已说过了。

   C可以用改机白玻璃的照相机按照上面原理进行实验，先后用外挂ICF及高波段纯红外滤镜获得的二张照片，用“透明合并”法合二为一即可。（要保持二次拍摄照相机纹丝不动。如果用低波段非纯红外滤镜，照片要转变成黑白片再进行与彩色片合成。合成操作时，可调整二照片的权重，以获得好的效果）

朝阳公 · 发表于 2012-3-26 15:22:46

引用第8楼一尘于2012-03-25 21:04发表的 :& O$ p1 S, a% D" X" @( I1 _
还没研究明白。双目镜分光没问题，但目镜有可能影响成象质量。感觉与改透明玻璃的机子（或M9、D800E等外置低通的机子）上外挂红外滤镜/ICF的原理类似：' f0 K; W. m, L5 Q( i3 D: e7 }
*外挂红外滤镜时拍红外片+ ]2 o; R; K8 D, `# t! A) V
*外挂D800EICF时拍彩色片
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一尘老师，我不久前刚好看到对尼康D800E不要ICF的误解和说明，文章说尼康D800E只是去掉了ICF中二种功能中的一种，因为尼康D800E有3630万的高象素，自身CMOS分辨率很高，大大降低了阻止高分辨率信号进入的要求，这样可明显提高画质，而发生莫尔纹的机会很少。红外线的截止功能依旧保留，它不能直接拍红外照片的。

一尘 · 发表于 2012-3-26 19:17:16

谢谢朝阳公老师的详细解释与指点！明白一些了，但还是似懂非懂，还需要深入学习老师的设计。
看了Nikon的一个关于低通开关的专利（http://nikonrumors.com/2011/05/2 ... s-filter-olpf.aspx/)，其设计的D800和D800E可能用了此专利。
Nikon filed a patent application in Japan (2011-97288) for an optical low-pass filter OLPF (aka as anti-aliasing filter) that can be turned ON or OFF depending on the need of the photographer:

"The imaging device by the invention according to claim 1 receives object light via a photographing optical system, The low pass filter component which is arranged in the optical path between the imaging means which outputs image data, and a photographing optical system and an imaging means, and contains the birefringence optical member of a couple."

Nikonpatent optical low pass filter OLPF 2 Nikon patent for ON/OFF optical low pass filter (OLPF)

"The figure showing the important section composition of the electronic camera by an embodiment of the invention"

"The switching means which carries out relative rotating of the birefringence optical member of a couple, and changes the low pass filter characteristic of a low pass filter component between the 1st characteristic and the 2nd characteristic."

Nikonpatent optical low pass filter OLPF Nikon patent for ON/OFF optical low pass filter (OLPF)

"The figure explaining the details of the optical low pass filter in an embodiment and an actuator"

The ON/OFF implementation is mechanical - here is the detailed description of the above drawing:

"The actuator 103 is constituted including the motor 103a, the base 103b, and the transmitting part 103c. The motor 103a is driven according to the driving signal from the control circuit 111. Rear filter 102AFT mentioned above was provided, for example, the base 103b is a disc-like plate. The opening is provided in the center section of the base 103b at the form which is mostly in agreement with the rectangular shape of rear filter 102AFT. And rear filter 102AFT is embedded at this opening, and it is made and joined. The transmitting part 103c is a disc-like plate, and tells rotation of the motor 103a to the base 103b. In accordance with each circumference, the gear etc. are formed so that engagement of the base 103b and the transmitting part 103c may become possible mutually. As a result, if the transmitting part 103c rotates according to rotation of the motor 103a, it will interlock and the base 103b will rotate."

Read more on NikonRumors.com: http://nikonrumors.com/2011/05/2 ... aspx/#ixzz1qDjWMF2B

朝阳公 · 发表于 2012-3-26 19:46:40

一尘老师您好！
D800E的低通滤波器进行了无效化的情况供您参考。

原：中幅数码相机和数码机背都没有低通滤波器。我们尼康听到了使用这样器材的职业用户追求犀利锐度感觉的呼声，对于他们来说、根本不存在“加上低通滤波器”的选项！他们也习惯于对摩尔纹进行后处理减轻的图像处理流程。D800E就是面向这样用户的。
记者：D800E的低通滤波器进行了无效化，这是怎样的机制呢？
武下：D800上，光线要到达传感器像素、需要经过将光线水平分离的低通滤波器和将光线垂直分离的低通滤波器，因此是把一个点分离成为四个点的感觉。而D800E则不同、它是先通过第一个低通滤波器把光线二分、然后再通过第二个低通滤波器将分离的光线归回成一点、然后进行拍摄。这样一来，D800E就能实现与没有低通滤波器一样的拍摄效果了
记者：D800与D800E的画质有多大的差别？
武下：普通有低通滤波器的相机，都是通过把高频成分虚化来实现抑制摩尔纹的效果；D800E不对高频成分进行虚化、所以就能得到锐度很高的图像了。不过，摩尔纹也会比较显眼。

D800与D800E的低通滤波器工作方式的差异

朝阳公 · 发表于 2012-3-26 20:15:55

关于我的想法，可以从容研究。
如有兴趣，可用低波段红外镜片在数码机和胶片机上试拍并对比，建议用日光做白平衡。

另外，白玻璃改机拍摄的照片的原片，也请您检验一下与淡蓝用Isee“透明合并”的效果，谢谢

朝阳公 · 发表于 2012-3-27 02:30:03

关于半彩色红外摄影09年疯子李大师的转帖有很科学的简明的解释，彩色红外线影像的产生主要来自ir+部份可见光的摄影，色彩的来源仍然是由可见光导入，而不是ir本身。
本人的探索和试验，只是从几某几个角度，用比较简单的办法进行验证。在相当程度上，一些艺术性的提法使许多人误把半彩色红外照片的色彩当成是红外线作用所致，是红外下的世界再现！甚至引出
红蓝通道转换是错误的话题，并主张唯原片色调是“真”等等，事实上其中红外造成的灰度信号是真的。如此而已。

我们可以这样理解，在胶片机上“滤色”用的各种彩色滤（色）镜完全可以用到数码机上，并起到同样的滤色作用。在使用它们时，都有红外线的穿透，但只有 CCD/CMOS记录了红外线的信息，并能在数码机上获得带（不完全）彩的红外照片，一般称它为“半彩的红外”

请读原文：
疯子李红军贵宾,中将
转帖分类另类玩法!DSLR彩色红外线摄影攻略！
红外线ir摄影本来应该是单色的，这一点玩过索尼f707/f717的朋友应该印象深刻。而彩色红外线影像的产生主要来自ir+部份可见光的摄影，然后再以ps进行色彩还原。换言之，色彩的来源仍然是由可见光导入，而不是ir本身。

鹰渡寒潭 · 发表于 2012-3-27 10:53:33

这种拍出来应该和取消了ICF后拍出来是一样的,就是可见光+近红外光曝光,这种东西,以前拍的太多了,因为刚开始ICF效果不好,因此拍出来的照片,彩色还原不好.随著技术的进步,ICF很强大了(红外能进入的很少了),拍出来彩色还原好..................

现在也有人玩全彩+近红外拍摄的,只要将相机ICF换成透明玻璃就行了,没有必要搞两个镜头,所有的发明必须遵守一个原则: 能简单获得的,绝对不要搞复杂的.......................

当然,我对老先生的发明冲动是很赞赏的

朝阳公 · 发表于 2012-3-27 12:03:32

引用第16楼鹰渡寒潭于2012-03-27 10:53发表的 :/ A8 V+ [' N9 a' u- Q# `, b7 {4 {
这种拍出来应该和取消了ICF后拍出来是一样的,就是可见光+近红外光曝光,这种东西,以前拍的太多了,因为刚开始ICF效果不好,因此拍出来的照片,彩色还原不好.随著技术的进步,ICF很强大了(红外能进入的很少了),拍出来彩色还原好..................
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当然,我对老先生的发明冲动是很赞赏的

谢谢站长的关注！

不过您好象还是没有看明白，您只注意到取消了ICF的相机和我这个二光路相机都是可见光+近红外光曝光，对！现在，我这里用的就是取消了ICF的相机，
我手里有三只取消了ICF的相机，而且也用它们拍摄了许多照片，有那了么多对它们的了解和实践，我应该不会如此糊涂，更不会犯如此低级错误！“挖空心思“搞出这个”怪物“。。。。。。

我先提示您一下吧：1 请您检查一下可见光和近红外光在达到二种（ICF的相机和我这个二光路相机）相机的CCD/CMOS平面时，他们的经历有何不同，谁多了什么？谁少了什么？（光学元件）您也可以从我的其他帖子中找到答案！

2我提出这种二光路相机的主要目的是想更好的证实一些问题，首先，它要同时完成拍摄一张传统彩色照片和一张纯红外线（黑白）照片，在取消了ICF的相机上我也实践过，不过必须用同一台照相机分先后两次完成，请问站长，您是怎样在取消了ICF的相机上拍摄传统彩色照片的？

一尘 · 发表于 2012-3-27 20:09:14

引文：
”多光谱照相机（multispectral camera）是一种在近紫外、可见光及近红外波段，对同一景物于同一瞬间拍摄多幅不同波段影像的照相机。按照结构原理，多光谱照相机可分为3类:
①相机组合型。由多部相机多种滤光镜组合而成。
②多镜头型。即在同一相机上装有多个镜头和多种滤光镜。
③光束分离型。在一部相机的单一镜头后面，用分光镜将同一光束分为数束，再通过滤光片获得不同波段的影像。
将多光谱照相机所得到的一组黑白图像，用投影系统按三原色叠加原理，使各波段的单色影像彼此叠加，完全重合成一幅彩色影像。这种图像处理的方法称为多光谱图像的假彩色合成。经过处理的多光谱图像，比通常的黑白或彩色图像能提取更多的有用信息。”

感觉朝阳公老师的设计类似于“光束分离型”的多光谱照相机。目前这类相机已发展到高光谱成像仪，成像波段数已达到几百个波段。但还没有供个人使用的型号，期待有远见的厂商将朝阳公老师的设计商品化，使广大的红友早日用上彩色/红外多光谱相机

鹰渡寒潭 · 发表于 2012-3-27 20:55:35

高光谱成像仪,我买了一台,340-2000nm的, 50万元

全彩色/全红外”照相机（原理）

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