IR Falschfarben-Fotografie C-NIR und EC-NIR

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mike-spectra

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C-NIR = Infrarot-Falschfarben
EC-NIR = echte IR Falschfarben - Fotografie.
Die C-NIR-Aufnahmetechnik:
Spektralverschiebung des sichtbaren RGB-Farbraumes in einen Farbraum mit NIR-Anteil, also zB ein Farbraum mit vis-G--vis-R--IR720.
vis-G (sichtbarer Grünbereich einer normalen visuellen Farbaufnahme)
vis-R (sichtbarer Rotbereich einer normalen visuellen Farbaufnahme)
und IR720 LP (Longpass)
Also folgende Filter vor einer (muß noch nicht einmal) IR-sperrfilter-
umgebauten DSLR:
zB. Grün, Rot und IR720.
Ebenso muß noch ein spezieller Farbtemperaturfilter vor jeden Filter.
Wie wird nun eine echte 3-Farben (Falschfarben) IR-Aufnahme
gemacht?
Da gibt es die 2-pass und die 3-pass Technik.
Bei der 2-pass Technik knipst man ein normales VIS-Bild, dann die 2. Aufnahme eines mit IR-720 Filter. Bei full-spectrum umgebauten cams muss bei der visuellen Filterung ein Schott 486 UV/IR-Sperrfilter vorgesetzt werden.
Die 2 Aufnahmen werden dann RGB-kanal-getrennt, und mit neuer
RGB-Zuweisung versehen, als 24 bit Bild abgespeichert - und diese 3 Einzelbilder dann linear aufaddiert, am besten mit Passform-Korrektur.
Bei der 3-pass Methode erhält man höhere Farbkontraste.
Probleme: Die Einzelbilder müssen durch Aufaddierung exakt passsformgenau übereinandergelegt werden.
Weitere Probleme:
1) unvermeidbare zeitliche Parallaxe erzeugt immer Bewegungs-Arteffakte
2) Das Objektiv sollte am besten ein Fix-Focus-Objektiv sein !!
Da darf nix wackeln (Autofocus)
3) Der AF arbeitet bei vielen cams im IR fehlerhaft
4) Der neue zugeordnete Farbraum muß dem visuellen Eindruck
des visuellen Farbraumes entsprechen.
Auch wenn 1-3 fast perfekt gelöst wurde, so erhält man immer farbstich-ähnliche (meist türkis-stich) Aufnahmen. Farbstich ist hier der falsche Ausdruck, denn in Wirklichkeit ist der abgebildete Farbraum nicht linear, sodass der scheinbare Farbstich nicht wegkorrigiert werden kann ! Liegt aber an den Filtern !
Idealerweise muß der neue Farbraum dem der Bayer-Matrix entsprechen, nur nicht von der Wellenlänge her !
--- Doch die hier beschriebene C-NIR Falschfarben-Fotografie benützt wie der Kodak Ektachrome Infrared-Film immer noch sichtbare Spektral-Anteile. Kodak hat sich dabei was gedacht: der Farbgradienten-Kontrast im visuellen und erst recht im nahen UV-Bereich ist wesendlich höher als im Spektralbereich 700-1000nm.
Diese Aussage bezieht sich fast ausschliesslich auf die Fotografie lebender und natürlicher Objekte (Steine, Holz, Blätter, Blüten, ect).
--- Da habe ich mir die EC-NIR-Fotografie ausgedacht: echte Infrarot-Falschfarben-Fotografie, wo jedes der 3 Einzelbilder keinen sichtbaren Spektralanteil mehr erhält. Also zB 720nm, 850nm und 1000 oder 950nm Filter.
Achtung: Richtung 1000nm gibts trotz IR-Sperrfilter-Ausbau bei den meisten Objektiven leichte Hot-Spot-Erscheinungen !
Wie gesagt: mit handelsüblichen IR-Filtern erhält man trotz 3 Einzelfarben immer ein fast perfektes s/w-Bild.
Woran liegt das?? Ganz einfach: die handelsübl. IR-Filter sind alle Langpass-Filter.
Also Bandpass-Filter müssen her, und die gibt es nicht mehr als Farbglas-Filter (Wratten, Helioplan, Schott Foto-Filter sind alle gefärbte Gläser) - sondern als sogenannte Interferenz-Filter. Also IR-Interferenzfilter. Schon gehört ?? Und dazu müssen die mind. 100nm Bandbreite haben. IF (Interferenz-Filter) sind leider winkelabhängig: das einfallende Licht darf kaum mehr als einen Radianten von 5 Grad DEG haben !
Lösung: Weitwinkel-Optiken vermeiden oder gleich den Filter hinter
das Objektiv setzen.
Problem: Diese IF haben max 50mm Durchmesser (nimm Repro-objejtiv) und kosten das Stück ab 300 eur...
und sie gibt es nicht in ebay...(jaul..rotz..schluchts)
---
Um Verwackler und Zeit-Arteffakte zu vermeiden, sollte man vor das Objektiv berührungslos einen synchron-gesteuerten Filter-Revolver setzen, der sich schnell drehen kann. Bei Bildfolgen von kleiner 1 sec muss wegen des internen AGC des Kamerasensors die Belichtung auf manuell gestellt werden. Belichtungs-Unterschiede müssen vorher durch vorgesetzte Graustufen-Filter pro Bild ermittelt werden.
Denn es gibt keine DSLR der Welt, die bei schnellen Serienbildern
(zB Nikon, 15 Bilder pro Sec) auch noch erhebliche Belichtungsunterschiede im Motiv ausregeln kann ! Auch Video-Cams können das nicht. Die Ansprechzeit des sogenannten Automatic-Gain-Control des Aufnahmesensors ist gröser als 0,3-0,5 sec.
---
Sogenannte 3-Chip-Kameras gibt es nur im industriellen Bereich mit max. 2MPix pro Sensor, die Sony VX-2000 ist eine 3-chip Video-PAL-Kamera. Aber da selbst dran rumzubasteln, ist quasi unmöglich, da die Chips und Prismen mikrometergenau auf den jew. Focus in einen Block zusammengesetzt sind.
Dann gibt es noch eine Industrie-Cam mit 2 monochromen Sensoren
und nur einer Optik davor - also 2-chip-Cam; der erste Chip für vis, der 2 für IR....Kosten ab 7000 eur....
-----------------
Die 2-pass und erst recht 3-pass C-NIR und EC-NIR benötigt zusätzlich
erhebliche Motiv-Bedingungen:
a) das motiv darf sich am besten nicht bewegen
b) die Beleuchtung des Motives muß über die Aufnahme-Session
konstant sein
c) der Beleuchtungswinkel muß konstant sein.
Naturaufnahmen: sobald etwas Wind aufkommt oder nur ein Wölkchen, ändert sich a,b,c.
das ergibt dann sogenannte Farb-Geisterbilder im Motiv, die natürlich unerwünscht sind.
---
Nun mag es ja schlaue Spezies unter Euch geben, die die 2-und 3-pass-Methode ignorieren und sagen: ich schaff mir 3 identische Cams an und mache parallel alle 3 Aufnahmen.
Das geht, aber:
die räumlich abgebildete Parallaxe im Summenbild zeigt erhebliche farbliche Geisterbilder, eben durch die verschiedenen Kamera-Positionen.
Ausserdem muß der Motivausschnitt exakt übereinstimmen, sonst
ergibt die Bildaddition zu starke Geisterbildeffekte...also kompliziert.
---
Lösung:
man kreiert einen Foveon-Sensor, der bereits eine perfekt ermittelte Sensor-Farbfilterung hat (zB grün,rot,IR) und baut diesen in eine normale SIGMA DSLR ein.
Oder man kreiert eine kundenspeziefische Bayer-Matrix mit der gewünschten Farbmatrix. Machbar, aber unsterblich teuer.
Geschätzte Kosten, zw. 10 Mio und 50 Mio Eur !!
---
Denkt nur daran, dass allein de-bayerte DSRLs (in den USA allein erhältlich- und der Zoll macht hier Probleme !!), weit über 6000 EUR kosten, und das sind EOS 450 Modelle oder Nikon D90...
mit abgekratzter Bayer-Farbmatrix...
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Ja, es gibt bereits fertige Farb-IR-Kameras zu kaufen, die haben eine Falschfarben-IR-Bayer Matrix. Nachteil: Video-Cams mit max. VGA-Auflösung und knapp um 10.000 eur...
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So, genug der Laberei, hier eine C-NIR-Aufnahme (2-pass)
(Vis-grün -->blau, VS-rot--> grün und IR850 -->rot) und zus.
Farbtemperaturfilter jeweils vor der Linse.
Bild 1: Stil-Aufnahme, 2-pass, Tageslicht
Bild 2: landschafts-Aufnahme, 3-pass,Tageslicht.
Beide Aufnahmen noch mit Standard-Filterung (ohne Interferenz-Filter). Dementsprechend ist der abgebildete Farbraum noch nicht ideal.
 

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24.09.2015
#1

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Guest

Schau mal hier: IR Falschfarben-Fotografie C-NIR und EC-NIR . Dort wird jeder fündig!
Janni

Janni

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Schliesse mich unserem Waldschrat an und sage "Tach auch"


P.S.: Ne kleine Begrüssung samt Einleitung zu dieser ganzen Schpecktraal-Materie wäre nicht verkehrt gewesen :psst:










Gruss
JAN
 
Waldschrat

Waldschrat

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Hallihallo nochmals!

Du bist hier mit Deiner sicherlich durch lange Beschäftigung mit der Materie gewachsenen Expertise :daumen: in unserem Kreis willkommen. :)
Es sollte Dich aber auch nicht wundern, wenn bei einem Haufen Fotobegeisterter mit ganz verschiedenen Interessen und Neigungen
nicht gleich jeder Forent ob Deines Textes in Begeisterungsstürme verfällt. ;)

Ich persönlich finde Deine Erkundungen interessant, weil mich IR-Fotografie schon immer interessiert hat. In meiner Jugend in der DDR gab es
(mit Glück, saisonal) einen Infrarotfilm namens NI750 von Orwo zu kaufen. Über mehrere Zwischenstationen bin ich dann noch Mitte der 2000er
Jahre in die Umkehrentwicklung von SW-IR-Filmen eingestiegen. Nachdem ein paar hundert Euro investiert waren, und ich gerade den
Prozess halbwegs beherrschte, den Kodak HIE zu einem guten, kontrastreichen SW-Dia umzudrehen, wurde die Produktion
des Filmes eingestellt. :rolleyes: :D

Als nunmehr "Sigmarianer" blieb es nicht aus, auch die Möglichkeiten des Foveon-Sensors im IR zu erkunden.
Falschfarben durch hintereinander folgende Aufnahme verschiedener Wellenlängen, so wie Du es beschreibst,
würde ich gern mal versuchen. Bin derzeit aber primär an anderen Themen dran.


Vielleicht erstmal soviel von meiner Seite!
Herzlich Willkommen, und ein schönes Wochenende
wünscht der Waldschrat





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mike-spectra

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Hallo
Danke für das Interesse....
IR-Fotografie betreibe ich seit 1975, digital seit 2014.
weitere Bilder und ggf Erfahrungsberichte folgen demnext
viele Grüsse
 
Steffen1207

Steffen1207

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Ohh, noch ein Infrarot-Freak. Sehr schön. :daumen:

Herzlich willkommen hier, Mike! :D
 
moggafogga

moggafogga

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Hallo und auch von mir ein (weil erst kürzlich hier dazu gestoßen) verspätetes Willkommen,

also an der Formatierung musst du zukünftig bei so langen Texten arbeiten, das war ja gruselig zu lesen.
Die Idee in einem RGB-Bild die drei Kanäle mit den Rot(?)-Kanälen aus 3 NIR-Aufnahmen mit verschiedenen Transmissionen zu füllen finde ich cool. Die Umwandlung RGB --> B/G/IR und Derivate ist ja eine gängige Praxis :) Deine vorgestellte Idee wäre also die konsequente Fortführung des ganzen.

Die Bezeichnung "echte Falschfarben" finde ich irreführend, da man meiner Meinung nach "falsch" nicht steigern kann und in Kombination mit "echt" zwei Gegensätze vereint werden. Aber das nur am Rand und ohne Belang ;)

Als Filter für die drei Aufnahmen könnte ich mir einen Langpass mit >950nm und zwei Schott UG-Gläser (also Dualband) vorstellen. Jetzt könnte man denken: wieso UG? Die haben doch die beste Transmission im UV, und haben hinten je nach Sorte bei rund 700 bzw. 800nm wieder einen kleinen Peak. Das stimmt, aber die UV-Strahlung ist von ihrer Intensität her im Vgl. zu IR so gering, dass jede Aufnahme von der "Kontamination" mit IR beherrscht wird. Deshalb wird in der UV-Fotografie ja ein Filterstack aus z.B. UG-Glas und S8612 eingesetzt (oder man kauft gleich den Baader-U). UG-Filter gibts z.B. auch mit E52-Filtergewinde.

Was meinst du? Ich denke, dies könnte - unter der Annahme das deine Motiv-Bedingungen erfüllt sind - funktionieren.

Grüße, Martin