Fotografia infravermelha - Infrared photography

Exemplo de árvore IR.jpg Exemplo de árvore VIS.jpg

Em cima: árvore fotografada na faixa do infravermelho próximo . Embaixo: mesma árvore na parte visível do espectro .

Imagem infravermelha do rio Mississippi atravessado por uma ponte e uma represa, entre folhagens vermelhas à esquerda e estacionamentos e edifícios azuis à direita
Visível vs. infravermelho (900 nm LP) Fotografia aérea de Old Hickory Lake , Tennessee . Retirado de um avião de passageiros com segundos de intervalo usando a câmera digital SONY H-9.

Na fotografia infravermelha , o filme ou sensor de imagem usado é sensível à luz infravermelha . A parte do espectro usada é chamada de infravermelho próximo para distingui-la do infravermelho distante, que é o domínio da geração de imagens térmicas . Os comprimentos de onda usados ​​para fotografia variam de cerca de 700 nm a cerca de 900 nm. O filme geralmente é sensível à luz visível também, então um filtro infravermelho é usado; isso permite que a luz infravermelha (IV) passe para a câmera , mas bloqueia todo ou a maior parte do espectro de luz visível (o filtro, portanto, parece preto ou vermelho profundo). ("Filtro infravermelho" pode se referir a este tipo de filtro ou a um que bloqueia o infravermelho, mas passa outros comprimentos de onda.)

Quando esses filtros são usados ​​junto com filmes ou sensores sensíveis ao infravermelho, " efeitos na câmera " podem ser obtidos; imagens em cores falsas ou em preto e branco com uma aparência onírica ou às vezes lúgubre conhecida como "Efeito Madeira", um efeito causado principalmente pela folhagem (como folhas de árvores e grama) refletindo fortemente da mesma forma que a luz visível é refletida de neve . Há uma pequena contribuição da fluorescência da clorofila , mas isso é marginal e não é a causa real do brilho visto nas fotografias infravermelhas. O nome do efeito vem do pioneiro da fotografia infravermelha Robert W. Wood , e não do material madeira, que não reflete fortemente o infravermelho.

Os outros atributos das fotografias infravermelhas incluem céus muito escuros e penetração de neblina atmosférica, causada por espalhamento de Rayleigh reduzido e espalhamento de Mie , respectivamente, em comparação com a luz visível. Os céus escuros, por sua vez, resultam em menos luz infravermelha nas sombras e reflexos escuros desses céus na água, e as nuvens se destacam fortemente. Esses comprimentos de onda também penetram alguns milímetros na pele e dão uma aparência leitosa aos retratos, embora os olhos muitas vezes pareçam pretos.

História

Até o início do século 20, a fotografia infravermelha não era possível porque as emulsões de haleto de prata não são sensíveis a comprimentos de onda maiores do que a luz azul (e em menor medida, a luz verde) sem a adição de um corante para atuar como um sensibilizador de cor. As primeiras fotografias infravermelhas (distintas dos espectrógrafos) a serem publicadas apareceram na edição de fevereiro de 1910 da The Century Magazine e na edição de outubro de 1910 do Royal Photographic Society Journal para ilustrar os artigos de Robert W. Wood , que descobriu os efeitos incomuns que agora leva seu nome. A RPS coordenou eventos para celebrar o centenário deste evento em 2010. As fotografias de Wood foram tiradas em filme experimental que exigia exposições muito longas; assim, a maior parte de seu trabalho se concentrou em paisagens. Um outro conjunto de paisagens infravermelhas tiradas por Wood na Itália em 1911 usou placas fornecidas para ele por CEK Mees na Wratten & Wainwright. Mees também tirou algumas fotos infravermelhas em Portugal em 1910, que agora estão nos arquivos da Kodak.

As placas fotográficas sensíveis ao infravermelho foram desenvolvidas nos Estados Unidos durante a Primeira Guerra Mundial para análise espectroscópica, e os corantes de sensibilização ao infravermelho foram investigados para melhorar a penetração da névoa em fotografia aérea. Depois de 1930, novas emulsões da Kodak e de outros fabricantes tornaram-se úteis para a astronomia infravermelha .

A fotografia infravermelha se tornou popular entre os entusiastas da fotografia na década de 1930, quando o filme adequado foi lançado comercialmente. O Times publicou regularmente fotografias aéreas e de paisagens tiradas pelos fotógrafos de sua equipe usando o filme infravermelho da Ilford . Em 1937, 33 tipos de filme infravermelho estavam disponíveis de cinco fabricantes, incluindo Agfa , Kodak e Ilford. O filme infravermelho também estava disponível e era usado para criar efeitos do dia para a noite em filmes, um exemplo notável sendo as sequências aéreas de pseudo-noite no filme de James Cagney / Bette Davis, The Bride Came COD .

A fotografia infravermelha com cores falsas tornou-se amplamente praticada com a introdução do filme Aero infravermelho Kodak Ektachrome e do EIR infravermelho Ektachrome. A primeira versão disso, conhecida como Kodacolor Aero-Reversal-Film, foi desenvolvida por Clark e outros na Kodak para detecção de camuflagem na década de 1940. O filme EIR tornou-se mais amplamente disponível na forma de 35 mm na década de 1960, mas foi descontinuado desde então.

A fotografia infravermelha se tornou popular entre vários artistas da década de 1960, devido aos resultados incomuns; Jimi Hendrix , Donovan , Frank Zappa e o Grateful Dead, todos lançaram álbuns com fotos de capa infravermelha. As cores e efeitos inesperados que o filme infravermelho pode produzir se encaixam bem com a estética psicodélica que surgiu no final dos anos 1960.

Uma fotografia infravermelha de um trem dos irmãos Ringling parando perto do MIT em Cambridge, Massachusetts
Filtros infravermelhos

A luz infravermelha fica entre as porções visível e de microondas do espectro eletromagnético . A luz infravermelha tem uma variedade de comprimentos de onda, assim como a luz visível tem comprimentos de onda que variam da luz vermelha à violeta. A luz "infravermelha próxima" é a mais próxima em comprimento de onda da luz visível e a luz "infravermelha distante" está mais próxima da região de microondas do espectro eletromagnético . Os comprimentos de onda do infravermelho distante mais longos são do tamanho de uma cabeça de alfinete e os mais curtos, do infravermelho próximo, têm o tamanho de células ou são microscópicos.

Focando infravermelho

A maioria das lentes SLR de 35 mm de foco manual e SLR de formato médio têm um ponto vermelho, linha ou diamante, geralmente com um "R" vermelho chamado de marca de índice infravermelho, que pode ser usado para obter o foco infravermelho adequado; muitas lentes de foco automático não têm mais essa marca. Quando uma câmera reflex de lente única (SLR) é equipada com um filtro opaco à luz visível, o sistema reflex torna-se inútil tanto para o enquadramento quanto para o foco, é necessário compor a imagem sem o filtro e, em seguida, anexar o filtro. Isso requer o uso de um tripé para evitar que a composição mude. Uma fotografia infravermelha nítida pode ser feita com um tripé, uma abertura estreita (como f / 8) e uma velocidade do obturador lenta sem compensação de foco, no entanto, aberturas mais amplas como f /2.0 podem produzir fotos nítidas apenas se a lente for meticulosamente reorientada para o infravermelho marca de índice, e somente se esta marca de índice for a correta para o filtro e filme em uso. Os efeitos de difração dentro de uma câmera são maiores nos comprimentos de onda do infravermelho, de forma que fechar muito a lente pode reduzir a nitidez.

A maioria das lentes apocromáticas ('APO') não tem uma marca de índice infravermelho e não precisam ser reorientadas para o espectro infravermelho porque já estão oticamente corrigidas no espectro infravermelho próximo. As lentes catadióptricas geralmente não exigem esse ajuste porque seus elementos contendo espelho não sofrem de aberração cromática e, portanto, a aberração geral é comparativamente menor. Obviamente, as lentes catadióptricas ainda contêm lentes, e essas lentes ainda têm uma propriedade dispersiva.

As lentes zoom podem espalhar mais luz através de seus sistemas ópticos mais complicados do que as lentes principais , ou seja, lentes de distância focal fixa; por exemplo, uma foto infravermelha tirada com uma lente principal de 50 mm pode ter mais contraste do que a mesma imagem tirada a 50 mm com um zoom de 28–80.

Alguns fabricantes de lentes, como a Leica, nunca colocam marcas de índice infravermelho em suas lentes. A razão para isso é que qualquer marca de índice só é válida para um filtro IV particular e combinação de filme e pode levar a erros do usuário. Mesmo ao usar lentes com marcas de índice, o teste de foco é aconselhável, pois pode haver uma grande diferença entre a marca de índice e o plano do assunto .

Câmeras de filme

Negativos infravermelhos embaçados pelo contador de quadro de uma Minolta Maxxum 4 .
Vista das colinas de Hollywood. Filme slide colorido Kodak infravermelho, lente Nikkon de foco manual de 35 mm sem filtro usado e desenvolvido com processo E-6.

Muitas câmeras convencionais podem ser usadas para fotografia infravermelha, onde infravermelho é considerado uma luz com um comprimento de onda apenas um pouco maior do que a luz visível. A fotografia com comprimentos de onda mais longos é normalmente chamada de termografia e requer equipamento especial.

Com alguma paciência e engenhosidade, a maioria das câmeras de filme pode ser usada. No entanto, algumas câmeras da década de 1990 que usavam filme de 35 mm têm sensores infravermelhos que podem embaçar o filme infravermelho (seus manuais podem alertar contra o uso de filme infravermelho por esse motivo). Outras câmeras de filme não são completamente opacas à luz infravermelha.

Filme infravermelho preto e branco

Os filmes negativos infravermelhos em preto e branco são sensíveis a comprimentos de onda no espectro infravermelho próximo de 700 a 900 nm , e a maioria também tem sensibilidade a comprimentos de onda de luz azul. O notável efeito de halo ou brilho frequentemente visto nos realces de fotografias infravermelhas é um artefato do filme negativo preto e branco Kodak Infravermelho de alta velocidade (HIE) e não um artefato de luz infravermelha. O brilho ou floração é causado pela ausência de uma camada anti-halation no verso do filme Kodak HIE, o que resulta em uma dispersão ou floração ao redor dos realces que normalmente seriam absorvidos pela camada anti-halation nos filmes convencionais.

Frank Lloyd Wright 's Rudin Casa : filme pancromática à esquerda, infravermelho à direita

A maioria da arte infravermelha em preto e branco, paisagem e fotografia de casamento é feita usando filtros laranja (15 ou 21), vermelhos (23, 25 ou 29) ou visualmente opacos (72) sobre a lente para bloquear o azul visível luz da exposição. A intenção dos filtros na fotografia infravermelha em preto e branco é bloquear os comprimentos de onda do azul e permitir a passagem do infravermelho. Sem filtros, os filmes negativos infravermelhos se parecem muito com os filmes negativos convencionais porque a sensibilidade ao azul diminui o contraste e neutraliza efetivamente a aparência infravermelha do filme. Alguns fotógrafos usam filtros laranja ou vermelho para permitir que pequenas quantidades de comprimentos de onda azuis atinjam o filme e, assim, diminuam o contraste. Filtros vermelho muito escuro (29) bloqueiam quase todo o azul e filtros visualmente opacos (70, 89b, 87c, 72) bloqueiam todos os comprimentos de onda azuis e também vermelhos visíveis, resultando em uma foto infravermelha mais pura com um contraste mais pronunciado .

Certos filmes sensíveis ao infravermelho, como o Kodak HIE, só devem ser carregados e descarregados na escuridão total. Filmes infravermelhos em preto e branco requerem tempos de revelação especiais, mas o desenvolvimento geralmente é obtido com reveladores de filmes em preto e branco padrão e produtos químicos (como D-76). O filme Kodak HIE tem uma base de filme de poliéster que é muito estável, mas extremamente fácil de arranhar; portanto, deve-se tomar cuidado especial no manuseio do Kodak HIE durante o processo de revelação e impressão / digitalização para evitar danos ao filme. O filme Kodak HIE era sensível a 900 nm.

Em 2 de novembro de 2007, "a KODAK está pré-anunciando a descontinuação" do filme HIE infravermelho de 35 mm, declarando os motivos que "a demanda por esses produtos tem diminuído significativamente nos últimos anos e não é mais prático continuar a fabricar devido ao o baixo volume, a idade das formulações dos produtos e a complexidade dos processos envolvidos. " Na época deste aviso, o HIE Infrared 135-36 estava disponível a um preço de varejo de cerca de US $ 12,00 por rolo em pontos de venda pelo correio nos Estados Unidos.

Provavelmente, o maior obstáculo para a fotografia com filme infravermelho tem sido a dificuldade crescente de se obter um filme sensível ao infravermelho. Em 2020/10/20, a descontinuação do Kodak HIE e do IR820 da Efke limitou a seleção do filme infravermelho preto e branco para o filme Rollei infravermelho 400, que se tornou o único filme infravermelho no mercado com boa sensibilidade além de 750 nm , o filme Rollei se estende além de 750 nm, mas a sensibilidade IR cai muito rapidamente.

Filme infravermelho colorido

Filme colorido de 35 mm infravermelho Kodak Ektachrome (expirado: 1970)
Um exemplo de infravermelho colorido.

Os filmes coloridos de transparência infravermelha têm três camadas sensibilizadas que, devido à forma como os corantes são acoplados a essas camadas, reproduzem o infravermelho como vermelho, vermelho como verde e verde como azul. Todas as três camadas são sensíveis ao azul, então o filme deve ser usado com um filtro amarelo, pois isso bloqueará a luz azul, mas permitirá que as cores restantes alcancem o filme. A saúde da folhagem pode ser determinada a partir da intensidade relativa da luz verde e infravermelha refletida; isso é mostrado na cor infravermelha como uma mudança do vermelho (saudável) para o magenta (não saudável). Os primeiros filmes infravermelhos coloridos foram desenvolvidos no processo E-4 mais antigo , mas a Kodak posteriormente fabricou um filme de transparência colorido que poderia ser revelado na química E-6 padrão , embora resultados mais precisos tenham sido obtidos com a revelação usando o processo AR-5. Em geral, o infravermelho colorido não precisa ser reorientado para a marca do índice infravermelho na lente.

Em 2007, a Kodak anunciou que a produção da versão de 35 mm de seu filme infravermelho colorido (Ektachrome Professional Infrared / EIR) cessaria devido à demanda insuficiente. Desde 2011, todos os formatos de filme infravermelho colorido foram descontinuados. Especificamente, Aerocromo 1443 e SO-734.

Não há nenhuma câmera digital disponível que produza diretamente os mesmos resultados do filme infravermelho colorido Kodak, embora as imagens equivalentes possam ser produzidas tirando duas exposições, uma infravermelha e outra colorida, e combinando na pós-produção . Um filtro amarelo (menos-azul) também pode ser usado, o que fornece uma única imagem que também pode ser pós-processada para emular a aparência do Ektachrome. As imagens coloridas produzidas por câmeras fotográficas digitais usando filtros infravermelhos não são equivalentes às produzidas em filmes infravermelhos coloridos. As cores resultam de quantidades variáveis ​​de infravermelho que passam pelos filtros de cores nos sites de fotos, posteriormente corrigidos pela filtragem Bayer. Embora isso torne essas imagens inadequadas para o tipo de aplicações para as quais o filme foi usado, como sensoriamento remoto de plantas, a tonalidade de cor resultante provou ser popular artisticamente.

O infravermelho digital colorido, como parte da fotografia de espectro total, está ganhando popularidade. A facilidade de criar uma foto com cores suaves com características infravermelhas despertou interesse entre amadores e profissionais.

Disponibilidade

Em 2008, o fotógrafo de Los Angeles, Dean Bennici, começou a cortar e enrolar filme infravermelho colorido aerocromático. Todo o formato Aerocromo de médio e grande porte que existe hoje veio direto de seu laboratório. A tendência na fotografia infravermelha continua ganhando força com o sucesso do fotógrafo Richard Mosse e de vários usuários em todo o mundo.

Câmeras digitais

Uma visão infravermelha de Montreal vista do Mont Royal , tirada com filtro feito de um disquete .
Bending Cypress: foto infravermelha da Sigma SD10 com filtro B + W 093, ISO 100, f / 8, 1/160 s.

Os sensores de câmeras digitais são inerentemente sensíveis à luz infravermelha, o que interfere na fotografia normal ao confundir os cálculos de foco automático ou suavizar a imagem (porque a luz infravermelha é focada de forma diferente da luz visível) ou saturar o canal vermelho. Além disso, algumas roupas são transparentes no infravermelho, levando a usos não intencionais (pelo menos para o fabricante) de câmeras de vídeo . Portanto, para melhorar a qualidade da imagem e proteger a privacidade, muitas câmeras digitais utilizam bloqueadores infravermelhos . Dependendo do assunto, a fotografia infravermelha pode não ser prática com essas câmeras porque os tempos de exposição se tornam excessivamente longos, geralmente na faixa de 30 segundos, criando ruído e desfoque de movimento na imagem final. No entanto, para alguns assuntos, a longa exposição não importa ou os efeitos de desfoque de movimento realmente adicionam à imagem. Algumas lentes também mostram um 'ponto quente' no centro da imagem, pois seus revestimentos são otimizados para luz visível e não para infravermelho.

Um exemplo do uso da fotografia infravermelha em arqueologia aérea para delinear características sub-superficiais. http://www.armadale.org.uk/aerialthermography.htm
Um exemplo de fotografia infravermelha digital colorida. O filtro de bloqueio infravermelho da câmera foi removido. Os canais vermelho e azul foram trocados por cores de céu mais convencionais.

Um método alternativo de fotografia infravermelha DSLR é remover o bloqueador infravermelho na frente do sensor e substituí-lo por um filtro que remove a luz visível. Este filtro fica atrás do espelho, então a câmera pode ser usada normalmente - portátil, velocidades normais do obturador, composição normal através do visor e foco, tudo funciona como uma câmera normal. A medição funciona, mas nem sempre é precisa por causa da diferença entre a refração visível e infravermelha. Quando o bloqueador de infravermelho é removido, muitas lentes que exibiam um ponto de acesso deixam de fazê-lo e se tornam perfeitamente utilizáveis ​​para fotografia infravermelha. Além disso, como os microfiltros vermelho, verde e azul permanecem e têm transmissões não apenas em suas respectivas cores, mas também no infravermelho, a cor infravermelha aprimorada pode ser registrada.

Como os filtros Bayer na maioria das câmeras digitais absorvem uma fração significativa da luz infravermelha, essas câmeras às vezes não são muito sensíveis como as câmeras infravermelhas e às vezes podem produzir cores falsas nas imagens. Uma abordagem alternativa é usar um sensor Foveon X3 , que não possui filtros de absorção; o Sigma SD10 DSLR tem um filtro de bloqueio de infravermelho removível e protetor de poeira, que pode ser simplesmente omitido ou substituído por um filtro vermelho escuro ou filtro de bloqueio de luz visível completo. O Sigma SD14 possui um filtro de bloqueio IR / UV que pode ser removido / instalado sem ferramentas. O resultado é uma câmera infravermelha digital muito sensível.

A palma da mão Nikau contra um céu claro e ensolarado mostra o alto contraste que geralmente é típico da fotografia infravermelha ao ar livre.

Embora seja comum usar um filtro que bloqueie quase toda a luz visível, a sensibilidade ao comprimento de onda de uma câmera digital sem bloqueio infravermelho interno é tal que uma variedade de resultados artísticos podem ser obtidos com uma filtragem mais convencional. Por exemplo, um filtro de densidade neutra muito escuro pode ser usado (como o Hoya ND400), que passa uma quantidade muito pequena de luz visível em comparação com o infravermelho próximo que ele permite. Uma filtragem mais ampla permite que um visor SLR seja usado e também passa informações de cores mais variadas para o sensor sem necessariamente reduzir o efeito Madeira. Uma filtragem mais ampla é, no entanto, provável que reduza outros artefatos infravermelhos, como penetração de neblina e céus escurecidos. Essa técnica reflete os métodos usados ​​por fotógrafos de filme infravermelho, em que o filme infravermelho em preto e branco costumava ser usado com um filtro vermelho profundo em vez de um filtro visualmente opaco.

Outra técnica comum com filtros de infravermelho próximo é trocar os canais azul e vermelho em um software (por exemplo, Adobe Photoshop), que retém muito da característica 'folhagem branca' enquanto reproduz o céu em um azul glorioso.

Fotografia noturna de infravermelho de um fogão com filtro vermelho de 600 nm e filtro polarizador à luz do dia.

Várias câmeras Sony tinham o chamado recurso Night Shot, que afasta fisicamente o filtro de bloqueio do caminho da luz, o que torna as câmeras muito sensíveis à luz infravermelha. Logo após seu desenvolvimento, essa facilidade foi 'restrita' pela Sony para dificultar que as pessoas tirassem fotos que cortassem as roupas. Para fazer isso, a íris é totalmente aberta e a duração da exposição é limitada a longos períodos de mais de 1/30 de segundo ou mais. É possível fotografar em infravermelho, mas os filtros de densidade neutra devem ser usados ​​para reduzir a sensibilidade da câmera e os longos tempos de exposição significam que deve-se tomar cuidado para evitar artefatos de trepidação da câmera.

O reverso da nota de cinco dólares dos Estados Unidos tem duas tiras retangulares que ficam apagadas quando vistas no espectro infravermelho, como visto nesta imagem tirada por uma câmera infravermelha.

A Fuji produziu câmeras digitais para uso em criminologia forense e medicina que não possuem filtro de bloqueio infravermelho. A primeira câmera, designada S3 PRO UVIR, também possuía sensibilidade ultravioleta estendida (sensores digitais geralmente são menos sensíveis a UV do que IR). A sensibilidade UV ideal requer lentes especiais, mas lentes comuns geralmente funcionam bem para infravermelho. Em 2007, a FujiFilm apresentou uma nova versão desta câmera, baseada na Nikon D200 / FujiFilm S5 chamada IS Pro , também capaz de levar lentes Nikon. A Fuji havia apresentado anteriormente uma câmera infravermelha não SLR, a IS-1, uma versão modificada da FujiFilm FinePix S9100. Ao contrário do S3 PRO UVIR, o IS-1 não oferece sensibilidade aos raios UV. A FujiFilm restringe a venda dessas câmeras a usuários profissionais com seu EULA que proíbe especificamente "conduta fotográfica antiética".

As costas da câmera digital Phase One podem ser solicitadas em um formato modificado por infravermelho.

Imagem termográfica de xícara de café

Câmeras de sensoriamento remoto e termográficas são sensíveis a comprimentos de onda mais longos do infravermelho (consulte Espectro infravermelho § Esquema de subdivisão comumente usado ). Eles podem ser multiespectrais e usar uma variedade de tecnologias que podem não se parecer com os designs comuns de câmeras ou filtros. Câmeras sensíveis a comprimentos de onda infravermelhos mais longos, incluindo aquelas usadas na astronomia infravermelha, geralmente requerem resfriamento para reduzir as correntes escuras induzidas termicamente no sensor (consulte Corrente escura (física) ). Câmeras digitais termográficas não resfriadas de custo mais baixo operam na banda infravermelha de onda longa (consulte Câmera termográfica ). Essas câmeras geralmente são usadas para inspeção de edifícios ou manutenção preventiva, mas também podem ser usadas para atividades artísticas, como esta imagem de uma xícara de café.

Veja também

Infravermelho digital usando uma lente de 50 mm, D810 e o programa Exposição. A fotografia infravermelha normalmente produz artefatos de cores falsas , como transformar verdes em rosas e roxos, conforme mostrado neste exemplo.

Notas

links externos