카메라가 완전히 다른 기본 색상을 사용하면 어떻게됩니까?

많은 사람들이 알고 있듯이, 인간에게는 3 개의 원뿔 세포가 있으며, 우리가 볼 수있는 전체 스펙트럼을 형성하기 위해 결합 할 수있는 3 가지 뚜렷한 "기본"색상을 볼 수 있습니다. 한편, 많은 다른 동물들은 4 개 이상의 원뿔 세포를 가지고있어 훨씬 더 넓고 명확한 스펙트럼을 볼 수 있습니다.

이제 디지털 카메라는 일반적으로 감광 "픽셀"배열을 사용하여 빛을 기록합니다. 픽셀은 일반적으로 4 개의 그룹으로 배열되며 녹색, 빨간색, 파란색에 각각 2 개의 특수한 (필터링 재료 사용) 필터링됩니다. 각 픽셀에서 감지 한 강도는 알고리즘을 사용하여 RGB 파일로 변환됩니다. 각각의 특수화 된 픽셀에 의해 기록 된 강도는 아래의 색조 스펙트럼에 매핑 될 수 있습니다.

결과 이미지가 우리의 눈에 완벽하게 맞고 대부분의 의도와 목적을 위해 장면을 기록하기에 충분하기 때문에 이것이 일반적으로 원하는 것입니다. 그러나 왜 사람이 보는 방식으로 카메라가 빛을 포착하고 기록하도록 제한해야합니까?

서로 다른 파장, 특히 우리가 일반적으로 보지 않는 파장 또는 더 자세한 정보를 제공하는 특수한 색상 범위에서 서로 더 가까운 파장을 최적으로 인정하도록 감광성 "픽셀"에 대한 필터를 변경했다고 가정 해 보겠습니다. 여기에서 0/360은 첫 번째 색상, 120은 두 번째 색상, 240은 최종 색상으로 색조 스펙트럼을 늘릴 수 있습니다.

예를 들어 적외선과 자외선을 조금 더보기 위해 800nm, 400nm 및 200nm의 파장을 선택했다면 결과가 어떻게 될지 궁금합니다. 또는 파란색으로 보이는 것을 합성 한 경우 비슷한 음영을보다 쉽게 ​​구별하기 위해 450nm, 475nm 및 500nm의 파장을 선택할 수 있습니다. 또 다른 가능성은 네 가지 파장을 감지하고이를 색조 스펙트럼에 매핑하는 것입니다. 이것은 "테트라 크로마 틱 (tetrachromatic)"사진과 같은 것을 허용 할 것이다.

다음은 사람들이 기대할 수있는 모형을 보여줍니다 (질문을 더 잘 반영하기 위해 변경됨).

다음은 몇 가지 대답입니다.

이미 완료 되었습니까? 그렇지 않다면 왜 안됩니까? (이전에 자외선 및 적외선 사진을 보았지만 보통 흑백 / 흑백 / 자홍색입니다. 왜 1 차원을 사용하고 스펙트럼을 늘리지 않습니까?)

이런 식으로 이미지를 찍는 소비자 기술 측면에는 무엇이 있습니까?

어떤 파장을 포착 할 수 있는지 기술에 제한이 있습니까?

컬러 사진은 실제로 3 색 이론을 기반으로합니다. 세계는 1861 년 James Clark Maxwell의 빨강, 녹색 및 파랑 필터를 사용하여 만든 첫 번째 컬러 사진을 보았습니다. 오늘의 컬러 사진은 그의 방법을 기반으로합니다. 1891 년 가브리엘 리프만 (Gabriel Lippmann)은 한 장의 흑백 필름, 필터 없음, 유색 염료 또는 안료 없음을 사용하여 풀 컬러 이미지를 시연했습니다. 아름다운 이미지를 복사하거나 복제 할 수 없기 때문에이 과정이 중단되었습니다. 1950 년대에 폴라로이드 코퍼레이션 (Pladeoid Corporation)의 에드윈 랜드 (Edwin Land) 박사는 단 두 가지 색상 (579 & 599 나노 미터)으로 아름다운 컬러 사진을 만들 수 있음을 보여주었습니다. 이것도 길가에 떨어졌다.

이미징 엔지니어는 오래 전에 스펙트럼의 비 시각적 부분을 사용하여 이미지를 생성하려고했습니다. 일반적인 포토 플레이트와 필름은 자외선 (4 나노 미터에서 380 나노 미터)뿐만 아니라 보라색과 청색광 만 기록하는 이미지를 발견했습니다. 그들은 영화가 X-Ray와 적외선을 기록한다는 것을 발견했습니다.

스펙트럼의 어떤 다른 부분을 이미지화 할 수 있습니까? 무선 주파수를 통한 천문학 자 이미지 기상 학자와 항공 산업, 레이더를 통한 이미지. 광학 현미경은 약 1000X로 제한되지만 전자 현미경은 분자 및 원자를 이미징합니다.

우리는 음파 (초음파)를 사용하여 인체를 이미지화합니다. 우리는 전파 (자기 공명 영상, MRI)를 사용하여 인체를 영상화합니다.

이미지를 찍는 수많은 다른 방법이 있습니다. 처음에는 스펙트럼의 비 시각적 부분을 사용하여 만든 이미지는 흑백으로 만 표시되었습니다. 결국, 우리는이 방사선을 통해 볼 수 없으므로 우리가 제시하는 그래픽 이미지는 잘못된 표현이 될 것입니다.

이제 엑스레이를보고있는 의사들은 회색 음영의 미묘한 변화를 찾고 있습니다. 컴퓨터 로직을 통해 흑백 톤을 가색으로 변경하여 더 잘 구별 할 수 있습니다. 따라서 최신 X 선 및 초음파는 잘못된 색상으로 표시됩니다. 과학의 다른 이미징 분야는 다음과 같습니다. 스펙트럼의 비 시각적 부분으로 만들어진 잘못된 컬러 이미지는 일상적입니다.

이미 완료 되었습니까?

확실한. 허블 우주 망원경은 근적외선, 가시 광선 및 근적외선 스펙트럼을 감지합니다. 가시 스펙트럼의 정보 외부를 포함 허블에서 당신이 보는 모든 이미지는 거짓 컬러 이미지.

마찬가지로 X- 선 스펙트럼을 관찰하는 Chandra의 이미지는 "톤"을 가시 광선 스펙트럼에 매핑해야만 시각화 할 수 있습니다.

비 천문 영역에서 공항의 밀리미터 파 스캐너는 음의 밀리미터 범위 신호를 시각적 도메인에 매핑합니다.

이런 식으로 이미지를 찍는 소비자 기술 측면에는 무엇이 있습니까?

FLIR 카메라.

어떤 파장을 포착 할 수 있는지 기술에 제한이 있습니까?

그 질문은 지나치게 광범위합니다 ( 기술 에는 항상 한계가 있습니다).

일부 일반용 사진 카메라는 실제로 가시 스펙트럼 외부에서 기록하므로 이에 대한 경험이 있습니다. Leica M8은 IR 기록으로 잘 알려져 있습니다. 확장 된 범위는 색상 정확도에 나쁜 영향을 미쳤으며 Leica는 고객에게 렌즈의 IR / 컷 필터를 제공하여이를 해결해야했습니다.

렌즈의 유리가 UV를 차단하기 때문에 UV로 확장하기가 어렵습니다.

최소한 Leica 또는 수정 된 카메라에서 볼 수있는 것처럼 더 넓은 스펙트럼을 한 번에 캡처하는 효과는 특히 쾌적하거나 재미 있거나 유용하지 않습니다. 흥미로운 방식으로 데이터를 처리하더라도 단일 트릭 포니를 얻을 ​​수 있습니다.

관심이 있다면 센서에서 필터를 제거 할 회사가 있습니다. 렌즈 위에 다른 스펙트럼의 컬러 필터를 사용하고 다른 필터로 세 가지 노출을 생성 한 후 소프트웨어에 혼합 할 수 있습니다.

각각의 특수화 된 픽셀에 의해 기록 된 강도는 아래의 색조 스펙트럼에 매핑 될 수 있습니다.

Bayer 매트릭스는 어떤 색상에도 매핑되지 않습니다. 이미지는 보간되어 픽셀 당 풀 컬러 이미지를 생성합니다. 여기서 각 픽셀에는 R, G 및 B 구성 요소가 있습니다. 이러한 RGB 구성 요소는 sRGB 또는 adobeRGB와 같은 색 공간에 매핑 될 수 있지만 RGB 모드에는 기본적으로 색 공간이 없습니다.

서로 다른 파장, 특히 우리가 일반적으로 보지 않는 파장 또는 더 자세한 정보를 제공하는 특수한 색상 범위에서 서로 더 가까운 파장을 최적으로 인정하도록 감광성 "픽셀"에 대한 필터를 변경했다고 가정 해 보겠습니다.

문제는 세부 사항을 구성하는 것 중 하나입니다 . 분광학을 수행하는 것이 목표라면 일반 카메라를 사용하지 말고 분광계 또는 분광 광도계를 사용해야합니다.

추가 된 각 필터는 센서의 전체 효율을 감소시킵니다. RGB 카메라는 가시 대역에서 약 20 ~ 25 %의 순 효율을 갖습니다. 5 개의 필터를 사용하는 UV-VIS-IR 카메라는 해당 대역보다 효율이 10 %에 가까우며 UV 및 IR 대역은 빛이 적기 때문에 더 많은 이득과 소음이 필요합니다.

이미 완료 되었습니까? 그렇지 않다면 왜 안됩니까?

예, 그것들을 분광 광도계라고합니다. 실제로, 당신이 말하고있는 것과 매우 비슷한 것이 이루어집니다. 호기심 로버의 MastCAM은 특수한 베이어 어레이를 사용하여 8 개의 필터 휠과 함께 상당한 IR 광선을 방출합니다. 그러면 카메라는 6 가지 다른 파장의 단파 IR에서 전체 해상도 협 대역 이미징을 수행 할 수 있습니다.

그렇지 않습니까? 과학적인 질의 외에이 유형의 설정은보다 복잡한 메타 데이터 체계가 필요한 매우 큰 카메라를 만듭니다. 이것들은 소비자 제품의 단점 인 두 가지입니다.

주 당신이 사용할 수 있는 동일한 예비 선거를 사용하는 기록 장치 및 표시 장치로 너무 오래 가시 스펙트럼에서 3 개 예비 선거를 당신은 (녹음 및 디스플레이 장치의 한도 내에서) 정확한 이미지를 생성 할 수 있습니다. 예를 들어, 지난 10 년 동안 출시 된 대부분의 카메라에는 sRGB 색상 공간에 맞는 색상을 캡처하는 센서가 있습니다. 그리고 대부분의 모니터는 sRGB 색상 공간 (또는 그와 유사한 것)에 표시됩니다.

최신 카메라 (현재 최고급이지만 곧 소비자 용 카메라)는 DCI-P3라는 더 넓은 색 공간에서 캡처 할 수 있습니다. 캡처 된 기본은 sRGB 기본과 다르지만 주관적으로 "빨간색", "녹색"및 "파란색"이라고 부르는 것이므로 여전히 "RGB"색 공간으로 간주됩니다. 최근 컴퓨터 및 휴대폰의 여러 LCD 디스플레이가 이제 DCI-P3 색 공간에도 표시 될 수 있습니다. 이 장치는 훨씬 더 넓은 범위의 색상을 캡처하고 표시합니다.

한 세트의 기본으로 캡처하고 다른 세트로 표시하는 모습을 보려면 원하는 이미지 편집기에서 색조 조정 필터를 사용할 수 있습니다. 색조를 회전하면 한 세트의 기본으로 캡처하고 다른 기본 세트로 표시하는 것과 동등한 결과가 표시됩니다.

어떤 파장을 포착 할 수 있는지 기술에 제한이 있습니까?

있습니다 :

• 근적외선 사진 (야간),
• 중 적외선 사진 (열상) http://www.ipac.caltech.edu/outreach/Edu/Regions/irregions.html
• X- 레이 (trhu x- 레이를 통과 한 뼈를 볼뿐만 아니라 일부는 너무 민감하여 반사 된 뼈를 볼 수 있음) https://en.wikipedia.org/wiki/Backscatter_X-ray ,
• 전파 망원경 및 전자 레인지 망원경.
• 감마선 망원경.
• 자외선 카메라 등

기본적으로 모든 스펙트럼이 탐색되고 있습니다.

그러나 모든 시스템에는 다른 시스템이 있습니다. 고려해야 할 사항은 파장과 물질, 분위기 및 센서와의 관계입니다.

왜 "가시광"을 볼 수 있는지 살펴보십시오. 특히 파장이 상부 대기를 통과하지 않는다면, 일명 햇빛이 없을 것입니다 : https://en.wikipedia.org/wiki/File:Atmospheric_electromagnetic_opacity.svg 다른 통과하는 빛은 라디오이지만 우리 몸을 통과하는 것은 너무 깁니다.

파장의 차이는 기하 급수적으로 그렇습니다. 그래서 우리의 눈이나 도구로 무언가가 지각 할 수있는 전자기파와 관련된 기술적 문제가 있습니다.

이런 식으로 이미지를 찍는 소비자 기술 측면에는 무엇이 있습니까?

적외선

간단한 질문은 당신이 실험을 위해 근적외선 필름과 필터를 가질 수 있고 dlsr을 조정할 수 있다는 것입니다 : /photo//search?q=infrared

나이트 비전 카메라와 렌즈가 있습니다.

원적외선 열 화상 카메라를 구입할 수는 있지만 가격이 비싸기 때문에 "소비자"제품이 아닙니다.

UV 나는 사람들에게 더 큰 빛을 발하는 것이 합법적이라고 생각합니다. 자외선에 장시간 노출되면 망막에 화상을 입을 수 있습니다. 저전력 UV를 사용하려면 저조도 환경이 필요합니다. "Blacklight"이미지는 UV에 의한 반사이므로, 그렇게 할 수도 있습니다. https://ko.wikipedia.org/wiki/Ultraviolet_photography

나는 전에 자외선과 적외선 사진을 보았지만 보통 검은 색 / 흰색 또는 검은 색입니다

당신이 그것을 볼 수 없다면 그것은 해석 입니다. 나이트 비전 구글은 우리의 눈이 녹색에 더 민감하기 때문에 정상적인 녹색이며, 군인이 렌즈를 제거하면 그의 눈은 어둠에 더 쉽게 적응합니다. 흑백 시력이 있다면 눈이 어둠에 적응하는 데 걸리는 시간이 훨씬 길어집니다.

왜 1 차원을 사용합니까?

"1 차"색상의 "3D 임 필리 티"는 두뇌가 빛을 인식하는 방식 때문입니다. 자홍색은 가시 광선 스펙트럼에 없으며, 파장이 없습니다. 우리 뇌는 자홍색으로 해석합니다.

실제로 전자기 파장 스펙트럼은 일차원입니다. 이미지를 생성하기 위해 강도를 2 차원으로 사용하는 것은 엄청나 다 .

왜 스펙트럼을 늘리지 않습니까?

우리는 이 스펙트럼을 스트레치 할 수 있습니다. 또는 우리는 그것을 보거나 보지 않습니다. 흑백 이미지는 실제로 우리가 볼 수없는 제한된 스펙트럼으로 볼 수없는 파장의 재 압축입니다.

cours 중에서 자홍색을 표시하기 위해 Xray 디지털 머신을 만들 수있었습니다. 그러나 이것은 기술적 측면보다 더 생리 학적 측면입니다.

그러나 열 화상과 같은 일부 분야에서는 색차가 온도의 차이를 감지하는 데 사용되므로 현재 수행됩니다.

가시 광선 스펙트럼을 왜곡하지 않는 이유에 관해서는 그것이 완전히 예술적인 해석이라고 생각하므로 원하는대로 할 수 있습니다.

그러나

그러나 다른 한편으로는 그것을 가지고있는 소수의 사람들의 Tetrachromacy 시뮬레이터를 갖는 것이 흥미로울 것입니다 . 모의 실험 장치/

나는 Margaret Livingstone의 "비전과 예술, 보는 생물학"이라는 흥미로운 책을 읽고 있습니다. 나는 아직 그것을 끝내지 않았지만, 지금까지 읽은 장은 눈이 색을 인식하는 방법, 색이 혼합되는 방법 (빛과 안료 모두) 및 한계와 이유에 대해 이야기합니다. 눈의 작동 방식과 사진 기능의 한계에 대한 몇 가지 질문에 대답하는 데 도움이 될 수 있습니다.