Denní světlo - 12. Infračervená fotografie - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

3. října 2007, 00.00 | Zvláštním typem filtru, který umožňuje vytvořit netradiční snímky, je infračervený filtr. Posouvá fotografii do výrazně výtvarného pojetí, kdy dokumentační stránka fotografie ztrácí na významu a naopak dává prostor pro fantazii a kreativitu.

::Denní světlo - 1.Základní charakteristika
::Denní světlo - 2.Barva
::Denní světlo - 3. Jasné slunce, modrá obloha
::Denní světlo - 4. Východ a západ slunce
::Denní světlo - 5. Úsvit, soumrak a v noci
::Denní světlo - 6. Ve stínu slunce (skylight)
::Denní světlo - 7. Zamračená obloha (cloudy)
::Denní světlo - 8. Déšť, po dešti, v mlze a v oparu
::Denní světlo - 9. Na horách a na sněhu
::Denní světlo - 10. Denní světlo v místnostech
::Denní světlo - 11. Filtry a jejich užití
::Denní světlo - 12. Infračervená fotografie

Zvláštním typem fotografie je infračervená fotografie, která z denního světla využívá právě infračervené světlo. Proto náš seriál o denním světle dodatečně rozšiřujeme ještě o článek o infračervené fotografii.

Oko nikdy nemůže vidět svět v infračerveném světle. Lze ale infračervené světlo na pro oko viditelné převést. Vznikají tím ale obrázky, kde důležitým prvkem je způsob, jak bylo neviditelné infračervené světlo na viditelné převedeno. Tím převaděčem může být senzor digitálního fotoaparátu a jeho zbytková citlivost na infračervené světlo. Pokud budete vytvářet černobílé infračervené obrázky, potom jejich jas bude určovat citlivost senzoru na infračervené světlo, u barevných obrázků ale vždy vytvoříte falešné barvy určené do značné míry typem fotoaparátu. Různé fotoaparáty jsou totiž na infračervené světlo různě citlivé a generují i různé barvy.

Infračervená fotografie je velké dobrodružství, u kterého předem těžko odhadnete výsledek. Nabídne pohled na svět v barvách a jasech, na které ve viditelném světě nejsme zvyklý. Nekolorované obrázky ale budou barevně poměrně chudé.
Expozice 5 vteřin, f/6.3, ISO 100, filtr Hoya R72

Co je infračervená fotografie
Spektrum okem běžně viditelného záření je jen úzkou částí z celkového spektra světla, které na Zemi posílá Slunce Oko totiž vidí jen světlo v rozsahu od cca 400 do 700 nm. Vlnové délky kratší než 400 nm čili "modřejší" jsou již okem neviditelné a nazývají se ultrafialové neboli UV. UV paprsky způsobují v naší pleti produkci pigmentů čili opalují a když to přeženeme, jsou schopné kůži až poškodit neboli nás spálit. Vlnové délky delší než cca 700 nm čili "červenější" jsou již také okem neviditelné a nazývají se infračervené. Infračervené světlo velmi dlouhých vlnových délek (nad cca 8000 nm) vnímáme potom kůží jako teplo a jeho příliš silná úroveň nás opět dokáže poškodit - popálit.

Oko je citlivé jen na malou část spektra produkovaného Sluncem. Fotografování ve spektru těsně "pod" červenými barvami se nazývá infračervenou fotografií.

Pro fotografické účely je zajímavé tzv. blízké infračervené světlo (Near infrared, NIR, IR-A) o vlnových délkách 700 nm až 1000 nm. To jsou totiž schopné zachytit i senzory běžných digitálních fotoaparátů, není však možné si infračervenou fotografii v blízkém infračerveném světle plést s termofotografií (únik tepla z budov atp.). Termofotografie jsou schopné jen speciální přístroje s chlazenými senzory. Blízké infračervené světlo (NIR) se chová podobně jako světlo běžné a to znamená, že infračerveně se fotí v odraženém světle. Největším zdrojem NIR je naše Slunce, ale též běžné žárovky a i moderní blesky vyzařují NIR. Naopak zářivky a výbojky jsou na tom s vyzařováním NIR špatně. Celkem spolehlivě platí, že to, co již samo viditelně tepelně září (nad cca 500° C), bude vyzařovat též dostatek NIR.

Infračervené světlo a digitální fotoaparáty
Samotný senzor digitálního fotoaparátu je velmi citlivý na infračervené světlo, což je ale pro běžnou fotografii nevýhodné a mohlo by produkovat falešné barvy. Proto je před každým senzorem silný filtr, který infračervené světlo blokuje. Tím ale komplikuje infračervenou fotografii a tak při infračerveném fotografování je třeba počítat s velmi nízkou citlivostí senzoru a tím s dlouhým expozičním časem řádu vteřin a to i na prudkém poledním Slunci.

Běžné dálkové ovládání každého televizoru umožňuje test, zda váš fotoaparát je citlivý na blízké infračervené světlo (NIR).

Infračervený filtr
Důležité upozornění! Nikdy se nedívejte přes infračervený filtr do přímého slunce jakkoliv se vám filtr může zdát zcela černý. Propouštěné infračervené světlo může v několika vteřinách poškodit vaší sítnici!

Nejlepší podmínky pro infračervenou fotografii jsou za jasného slunného dne. Lehké mráčky na obloze jsou jen plus a je-li obloha součástí snímku, tak výrazně obohatí fotografii. Pro infračervenou fotografii je však nutné běžné viditelné světlo odfiltrovat. A k tomu slouží infračervené filtry, kterých je na trhu dostatečné množství. Pohledem skrze něj však zjistíte, že filtr je zcela černý. Je to proto, že filtruje téměř všechno viditelné světlo a je propustný jen pro NIR světlo okem neviditelné avšak použitelné pro fotografii.

Pro infračervenou fotografii jsou nejlepší jednoduché náměty obsahující prvky, které v infrasvětle vyniknou. Je proto třeba náměty hledat a zkoušet.
Expozice 8 vteřin, f/8, ISO 100, filtr Hoya R72

Na trhu je více infračervených filtrů lišících se bodem zlomu a tedy vlnovou délkou, kde se z nepropustného stávají propustnými. Nejdostupnější a snad i nejlevnější je Cokin 89B, který se vkládá do speciálního držáku a je tudíž universální pro většinu průměrů. Vzhledem ke způsobu uchycení filtrů Cokin ale není zajištěno dostatečné stínění filtru a tak je třeba ho dodatečně zařídit černým papírem či látkou. V lepších foto obchodech jsou dostupné šroubovací filtry Hoya R72 či některé filtry B+W. Filtry v tabulce níže jsou seřazeny podle růstu jejich "slepoty" - nepropustnosti na viditelné světlo. Sloupec 0 % udává vlnovou délku světla, kterou filtr už nepropustí vůbec, sloupec 50 % udává vlnovou délku, kterou filtr propouští právě z 50 %.

Infračervený filtr Hoya R72 a jeho propustnost. Filtr R72 je stejně jako podobné filtry ostatních výrobců vhodný pro digitální infračervenou fotografii.

Infračervený svět
Blízké infračervené světlo je často absorbováno nebo odráženo jinak než běžné světlo. Některá zvířata (např. hadi a ještěrky) infračervené světlo pohlcují, jiná naopak odrážejí. Zdravé listy rostlin odrážejí infračervené světlo velmi silně, a proto jsou na fotografiích světlé až bílé. Naopak modrá obloha infračervené světlo absorbuje, a proto bude tmavá až černá. Voda infračervené světlo pohlcuje je-li v klidu, naopak však odráží je-li v pohybu. Mělká voda je pro infračervené světlo průhledná.

Zcela černá obloha, jasné mraky, téměř bílá vegetace - to jsou typické jasy a "barvy" v infračervené oblasti.
Expozice 3,2 vteřiny, f/8, ISO 100, filtr Hoya R72

Nic nebrání ani infračervené fotografii lidí. Jen vzhledem k dlouhým expozičním časům je to náročné pro model. Reportáž proto není bez speciálně upraveného fotoaparátu možná.
Expozice 2,5 vteřiny, f/7.1, ISO 250, filtr Hoya R72

Infračervená fotografie v praxi
Infračerveně se nejlépe fotografuje za jasného slunného dne. V jinou dobu nebo při výrazně zataženém počasí je infračerveného světla málo a ani fotografie nejsou nijak zvláštní. Nejlépe působí jednoduché náměty, kde "prodáte" barevně zvláštní oblohu, vegetaci či vodu. Vzhledem k dlouhým expozicím řádu vteřin je třeba počítat s výraznou pohybovou neostrostí způsobenou větrem, pohybem osob, vody atp. Detailní fotografie květin a květů je proto možné pořizovat jen za úplného bezvětří.

Jako postup při snímání infračervené fotografie je možné doporučit:

1. Najděte vhodnou scénu, postavte fotoaparát pevně na stativ a zarámujte v hledáčku snímek. Expoziční časy budou kolem 3-20 vteřin, takže bez stativu snímat není možné.
2. Pořiďte běžný snímek scény - může se hodit.
3. Nastavte dále uvedené parametry:
   • formát RAW
   • vyvážení bílé na teplotu kolem 2800 až 2000 K, možno použít i volbu
   • manuální režim expozice
   • ISO 100 až 200
   • clona na cca f/8 (pro zvýšení hloubky ostrosti a tím pro korekci případných chyb ostření)
   • expoziční čas na cca 3-20 vteřin
   • samospoušť
4. U většiny fotoaparátů expoziční automatika při infrafotografii absolutně selhává a hodnoty, které vám nabídne, jsou nepoužitelné. Důvodem je, že expoziční automatika měří jiným senzorem s jinou citlivostí na infrasvětlo. U fotoaparátu s touto vlastností musíte fotografovat v plně manuálním režimu a expoziční časy nastavovat z histogramu snímku.
5. Zaostřete objektiv a vypněte automatické ostření. Automatické ostření po našroubování filtru totiž často nefunguje. Vlivem chromatické vady je však zaostření na infračervený obraz mírně posunuto oproti zaostření při denním světle a tak tuto chybu je třeba kompenzovat vyšším zacloněním a tím vyšší hloubkou ostrosti.
6. Našroubujte na objektiv infračervený filtr. Nyní již v hledáčku nic neuvidíte.
7. Zakryjte něčím tmavým hledáček (aby tudy nevniklo do fotoaparátu zbytkové světlo).
8. Vyfotografujte samospouští snímek (abyste ho nerozhýbali) a zkontrolujte expozici na histogramu. Exponujte max. cca 20 % od pravého kraje histogramu. Vzhledem k povaze infrafotografie mají totiž snímky tendenci přepalovat červený (Red) kanál.
9. Opakujte snímky a dolaďujte expoziční čas dokud nejste s expozicí spokojeni.

Vzhledem k tomu, že mnoho z automatiky při infrafotografii selže, je třeba se naučit ovládat fotoaparát zcela manuálně. Proto je infrafotografie skvělou školou.
Expozice 8 vteřin, f/8, ISO 100, filtr Hoya R72

Barevně nebo černobílé
Možná vás překvapí věta, že barvy v infračervené oblasti nejsou definovány. Barvy určuje lidský mozek a pojmenovává tak určité spektrální křivky ve viditelné oblasti spektra. Mimo viditelnou část pokračuje spektrum samozřejmě dál, ale není tam už žádný lidský pozorovatel, který by různým křivkám přiřadil názvy barev. Přesto ale fotoaparáty vyfotí většinou barevné infra obrázky. Je to dáno tím, že jednotlivé RGB pixely senzoru reagují na infračervené světlo s různou citlivostí a tím vlastně vytváří tzv. nepravé neboli falešné barvy.

Kolorování infračervených snímků je poměrně častou technikou. Při správném použití je možné vytvořit velmi dekorativní obrázky.
Expozice 2 vteřiny, f/8, ISO 200, filtr Hoya R72

Většina fotoaparátů vytvoří červené (cihlové) nebo purpurové obrázky. Je to dáno tím, že červený senzor (Red) je infračerveným světlem logicky exponován nejvíc a druhý v pořadí je překvapivě modrý (Blue) senzor. Zelený (Green) bývá většinou nejméně citlivý na infrasvětlo. Co fotoaparát to ale originál protože hodně záleží na konstrukci Bayerovi masky a filtrů před senzorem.

Toto je přirozený vzhled obrázků přímo na kartě při vyvážení bílé nastavené na .
Expozice 5 vteřin, f/6.3, ISO 100, filtr Hoya R72

Vhodným vyvážením bílé je možné silný červenofialový nádech potlačit. Zde vyvážení bílé vyladěno při převodu RAW v Adobe Photoshop nastavením barevné teploty 2000 K a odstínu -80. Nemáte-li možnost RAW formátu pomůže vyvážit bílou přes infračervený filtr na kůru stromů, suchou trávu atp.

Jedna z možných kolorovaných verzí obrázku.

Proto je vhodné nastavit vyvážení bílé na hodně červené zdroje (typicky na nebo na teplotu 2000 až 2800 K), aby se potlačil červený kanál a tím došlo přece jenom k vyrovnání citlivosti alespoň s modrým. Většinou ale zůstane převaha červeného a modrého - tedy typické červené nebo purpurové fotografie. Protože červený kanál bývá nejcitlivější, vede to často k jeho přepálení (přeexponování). Rozhodnete-li se pro černobílou fotografii, nic samozřejmě nebrání převést obrázek později libovolnou technikou do jeho černobílé podoby. Máte-li chuť a možnosti je také možné infračervené obrázky dodatečně kolorovat. Využije se tím netradiční podání infračervených jasů se současným doplněním běžných barev.

Tento snímek byl pořízen přes infračervený filtr Hoya R72. Vznikl falešně barevný obrázek, který byl následně přehozením barevných kanálů kolorován. Barvy jsou tak jen a pouze záměrem tvůrce, nikoliv odrazem reality.
Expozice 2.5 vteřiny, f/6.3, ISO 200