“透視”相機原理大曝光紅外線攝影

1、“透視透視”相機原理大曝光相機原理大曝光:紅外線攝影紅外線攝影“知其然，還要知其所以然”，在我們領略了紅外線攝影的無窮魅力后，如果對其成像原理有了全面而深刻的了解，便能幫助我們拍攝出更加美妙的影像來。紅外線的發(fā)現(xiàn)早在1672年人們就發(fā)現(xiàn)了太陽光(俗稱白光)是由各種顏色的光復合而成，隨后牛頓做出了單色光在性質上比白光更簡單的著名結論。無論是當時還是現(xiàn)在，我們都可以利用分光棱鏡把太陽光分解為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等單色光，這也是很多光電

2、試驗中合成白光的原理。1800年英國物理學家赫胥爾從熱的觀點來研究各單色光時發(fā)現(xiàn)了紅外線，并且把光譜中看得見的那部分波稱為“光”(可見光)，而人眼看不到的波則稱為“線”，并習慣地命名為紅外線。顯然這樣來對紅外線進行定義是不科學的，爾后科學家的研究表明，紅外線這種電磁波在實際應用中可劃分為以下三個波段:近紅外:波長為0.77～3.0μm、中紅外:波長為3.0～30μm、遠紅外:波長為30～1000μm。通常情況下的紅外線攝影可以感應的紅外

3、線波長范圍為770～1000nm。紅外線成像設備的特殊之處就是能探測這種物體表面所輻射的不為人眼所見的紅外線，它所反映的是物體表面的紅外輻射場，即溫度場，幫助我們看到肉眼觀察不到的事物，從另一種角度來觀察我們所熟悉的事物。紅外線成像的原理和黑體的紅外輻射規(guī)律所謂黑體，簡單地講就是在任何情況下對一切波長的入射輻射吸收率都等于1的物體，也就是說完全吸收。作為自然界中實際存在的任何物體對不同波長的入射輻射都有一定的反射(吸收率不等于1)，所以

4、黑體只是人們抽象出來的一種理想化的物體模型。但黑體熱輻射的基本規(guī)律是紅外線研究及應用的基礎，它揭示了黑體發(fā)射的紅外熱輻射隨溫度及波線時相應的焦距設定應大于拍攝可見光時的焦距，即使是在使用單消色差或復消色差鏡頭的時候，這一點也適用。此外，由于紅外線波長比可見光的波長要長得多，其焦距不可能與可見光一致。因此須要專門對鏡頭進行紅外區(qū)校正，一些傳統(tǒng)相機鏡頭為了達到對紅外光準確對焦的目的，專門設計了一個紅外聚焦指數(shù)。而對于其它相機，必須通過多次實

5、驗以確定鏡頭所須增加的伸長量，通常是以0.3～0.4%焦距的數(shù)量級進行手工校正。由于紅外線光譜感應范圍較廣，因此無論是傳統(tǒng)紅外線攝影還是數(shù)碼紅外線攝影都需要一個阻擋可見光及紫外線輻射，同時又可以透過紅外線的特殊濾光鏡，即紅外線濾鏡(InfraredFilter)，并且根據(jù)經(jīng)驗和感光材料的光敏范圍來確定和選擇紅外線濾鏡的濾光系數(shù)。紅外線濾鏡在這個過程中起到的作用類似于帶通濾波器的作用，讓所需要波長的紅外線通過，而將其它波長的光線阻斷。在傳

6、統(tǒng)攝影中，目前我們生產(chǎn)的黑白、彩色增感類材料可以滿足絕大多數(shù)普通攝影的要求，并且對于某些特殊的用途，比如紅外線攝影，則可以通過增加膠片乳劑的波長敏感度來增加它對于紅外線的感光度，滿足人們的需求。紅外增感染料在20世紀初被發(fā)現(xiàn)，直到20世紀30年代才得到廣泛的應用?，F(xiàn)在，紅外增感染料所能夠賦予的感光度已經(jīng)被提高到了1200nm的光譜區(qū)域。但是在波長大約為1200nm時，雖然也可以實現(xiàn)材料增感，但是其輻射可以被水吸收，已經(jīng)失去了實際使用意義

7、，這使得記錄波長更長的光譜在傳統(tǒng)膠片領域成為一件比較困難的事情，因此為數(shù)碼相機的感光器件CCDCMOS在這個領域的應用提供了機會。使用數(shù)碼相機的CCD(光電耦合器)CMOS作為感光元器件進行紅外線攝影與傳統(tǒng)紅外線攝影最大不同的是，CCDCMOS自身具備了400～1200nm的感光能力，涵蓋了紅外線的基本波長光譜。只是在一般的狀況下由于可見光的光量遠大于紅外光，因而使用數(shù)碼相機拍攝時并不能看出紅外線效應，另一個原因則是許多數(shù)碼相機的鏡頭都