爱华网2011-06-30 11:03:39| 分类： 默认分类
在了解红外摄影之前，先让我们来了解一下什么是红外线？这要先从光线的构成开始。
什么是红外线？
我们都知道，光是电磁波的一种，而我们往往用波长来区分不同的电磁波。波长的单位通常用nm（纳米）表示。我们通常说的光线（太阳光）中，肉眼可以看见的一部分称为“可见光”，可见光的波长范围是大约是380-780nm。而此之外的部分是肉眼不可见的，被习惯的称为“线”，比如红外线、紫外线。
这是光线的光谱构成
从上面的光谱图中可以看到，紧邻可见光的两端，波长低于380 nm的就是紫外光波段，波长高于780nm的就是红外光波段（当然，这是简单的区分，实际上红外线和可见光波长有一定程度的重叠）。而红外线根据波长的不同，通常又可分为三个波段:近红外:波长为0.77～3.0μm（770－3000nm）、中红外:波长为3.0～30μm、远红外:波长为30～1000μm。我们这里所说的红外摄影，实际上利用的是近红外波段中的一部分，也就是大约780-1500nm这部分红外线。
红外线的特点
1、衍射能力强（即通常所说的“穿透”能力强）
看到很多资料上说红外线的穿透能力强，其实这个说法是不准确的。从物理学的角度说，波长越长的电磁波，频率越低，穿透物体的能力越弱，所以红外线的穿透能力是不如紫外线的。但是波长长的电磁波，容易发生衍射，当障碍物的尺寸和红外线的波长大小相近或者小得多时，红外线能绕过障碍物继续传播。比如大气烟雾重、不够通透时，利用红外摄影可以拍摄到清楚的照片，就是因为红外线可以绕过空气中的尘埃，而其他可见光则被尘埃阻挡散射了。曾经红极一时的“透视摄影”事件，也是因为红外线能够绕过某些织物组织，到达皮肤。如：薄化纤面料、树脂塑料、茶色玻璃等、油漆、粉尘、烟雾等红外线都能“穿透”。
说到这里，有人就会担心被人们的红外摄影透视。其实红外线并不能穿透所有织物，比如纯棉的织物它就难以绕过，而尼龙和丝质的则容易透过。就算是能被穿透的这些织物，如果比较厚，红外线的穿透能力也很有限的。所以说红外摄影具有能透视的说法并不靠谱。
何来透视一说？正常穿着根本无须担心
红外人像摄影，何来的透视？
红外线的这个特性被广泛应用于军事、科研、森林监测、消防、医学、公安等众多领域。例如用红外线和红外感光材料，刑侦部门可以透过墨水看到被涂改的字迹。考古上一些年代久远被磨损的图像文字可以通过红外摄影观察。而我们普通人带的茶色眼镜，或者墨镜，红外线也可以轻易“透视”如无物。
用红外可以拍摄到被墨水涂改的字迹
2、热效应强
波长长的电磁波容易引起热效应，即让其他物体升温。因此，波长更长一些的远红外被利用得更多。热效应的特点已经在医疗、军事和我们生活的方方面面得道了广泛应用。由于这一点和我们今天所要讲的内容不关，所以就不赘述。
数码时期的红外摄影
浅兰色的就是数码相机的低通滤镜，它的作用就是阻止红外线的进入
虽然人眼无法直接看到红外线，但是数码相机（包括摄像机）使用的CCD/CMOS感光元件却是能感测到近红外线波长（也只能感知到近红外波长）。这些红外线对数码相机的成像起到了干扰作用，被视为成像光线中有害的部分。为此绝大部份数码相机厂商都在CCD/CMOS传感器前加了一块低通滤镜来阻拦红外线的进入，以提高成像质量。不过低通滤镜并不能百分百地阻拦红外线，这就为数码相机拍摄红外照片留下可能。
要实现红外摄影，就要让红外线到达传感器，而同时阻止可见光进入。一般我们通过在镜头上加装红外滤镜来实现。与低通滤镜原理相反，红外滤镜的作用是阻止可见光，允许红外光进入。
数码红外摄影的器材其实很简单，主要包括：
1、数码相机
几乎所有的数码相机都可以进行红外摄影，区别在于不同的相机由于低通滤镜阻止红外线能力的不同，造成曝光时间上的差异，同时，相同滤镜在不同机身上得到的效果可能不同。
如果要改机，使用老旧的相机比较靠谱，不要浪费！
2、红外摄影滤镜
目前常见的红外摄影滤镜有590nm、630nm、680nm、720nm、760nm、850nm、950nm几种。这些标为不同波长的滤镜是什么含义呢？例如：850nm红外滤镜意思就是这个滤镜阻止的是850nm波段以下的光线进入，只允许比850nm波段高的红外光进入，这样就阻挡了可见光和低于850nm波长部分的红外线。
这是一片850nm波段的红外摄影滤镜
而630nm、680nm、720nm的红外滤镜可以允许一部份可见光进入，与红外光混合成像，因此可以拍摄有趣的彩色半红外照片。850nm、950nm的红外摄影滤镜拍摄的则是纯粹的红外照片，适合后期转换为黑白效果。
红外滤镜
数码相机拍摄红外照片两种方法：
其一，直接在镜头前加装一块红外滤镜。建议选择680nm以上波段的红外摄影滤镜。
外挂红外滤镜
优点：对数码相机不造成任何影响。
缺点：通常曝光时间很长，在1/8-30秒之间，需要使用三脚架。某些情况下对焦会有误差，需要进行纠正。
使用佳能EOS5D，外挂720nm红外滤镜，感光度400，光圈F5.0,曝光时间25秒
TIPS：也不是所有的相机曝光时间都非常长，比如尼康的D100、D70、D70s、D50就是直接使用外加红外滤镜的良机，曝光时间最快能达到1/8秒（使用720nm外加红外滤镜）。宾得早期的数码相机，如ist D、ist DS、ist DL，直接使用外加红外滤镜效果也是不错的。佳能的所有型号的单反数码相机，曝光时间都要在5-30秒之间。
使用尼康D70，外挂720nm红外滤镜，感光度200，曝光时间0.7秒。
其二，对数码相机进行改造。将传感器前的低通滤镜去掉，换上一块红外滤镜，这样就成了一台专业的红外相机。
改造数码相机——将数码单反CCD/CMOS前的低通滤镜改为红外滤镜
这是一台红外改造过的佳能EOS500D相机拍摄的720nm波段红外照片，曝光时间只有1/320秒。
器材DIY之滤镜DIY
除了市面上可以购买到的红外滤镜，其实滤镜也可以自己动手做。首先，我们要选择符合红外摄影的材料。这种材料既要能阻挡可见光，还要能通过红外线。符合这两个要求的材料大致有以下几种：
胶卷黑色片头
第一种：没曝光但是正常冲洗后的彩色反转片的黑色片头（最好用120底片这种面积大的，可以制作成大口径的滤镜）
第二种：软磁盘的盘芯；
第三种：多层深红滤光薄膜片。
一定要选择表面平整光滑的材料，才能保证成像。接下来，准备两个和相机镜头口径一致的UV镜，将其中一块的玻璃取下备用，将选择好的材料剪成直径和UV一样的圆形，并平铺在完好无损的UV镜表面。再将取下的玻璃覆盖在上面固定好，自制的红外滤镜就完成了。当然，这种自己手工制作的滤镜的成像效果自然不可奢望太高。
器材DIY之改机DIY
如果你是红外摄影发烧友，那么改造一台数码红外专用相机就是不二的选择。或者你手里有不用的老相机，改造一台数码红外专用相机不仅能让你的老相机重新焕发生机，还可以增加许多摄影乐趣。其实DIY一台数码红外专用相机也没有想象中的那样复杂。对于有电子电路基础的朋友来说，改制一台红外相机也不是一件困难的事情。现在，我们就来尝试动手改一台红外相机。
准备工作：
准备一台相机，这里我们介绍的是佳能D60相机，所需工具：镊子，小十字螺丝刀，电烙铁，钳子等，尽量准备齐全。
准备工作
改机过程：
1、相机取出电池，拧下箭头所指的螺丝。如图：
第一步
2、拧下底盖的螺丝，并记清除螺丝的位置。如图：
第二步
3、取下后盖。如图：
第三步
4、取下电池盖， 并拧下电池盖安装座两颗螺丝， 取下电池盖安装座。如图：
第四步
5、取下机身左侧盖。如图：
第五步
6、撕下把手饰皮， 拧下螺丝， 取下机身前盖。如图：
第七步
第八步
7、取下顶盖排线，拧下手把处螺丝。如图：
第九步
8、拧下肩带扣下的螺丝，顶起顶盖，不用取下顶盖。如图：
第十步
9、拆下L形电路板上的三颗螺丝，相关排线和插头，并焊下CMOS组件接地铜箔。 如图：
第十一步
10、拧下四颗固定LCD的螺丝，并取下LCD。如图：
第十二步
11、拆下固定CMOS组件的三颗螺丝， 取下CMOS 排线， 取下CMOS组件。如图：
第十三步
12、取下CMOS组件， 拆下ICF 固定架，拆卸ICF。 如图：
第十四步
13、拆下ICF，装好红外滤镜， 清理干净后装好CMOS组件。如图：
第十五步
点击查看：红外滤镜波段的选择
14、装回CMOS组件， 按照拆卸的反步骤装好相机。
友情提示：
1、改机有风险，需要较高的动手能力，也可以找专业人员代为改机。
2、要选择品质优良的红外改机镜片，红外镜片的轻微暇疵都会在CCD前暴露无遗。
3、仔细清理好红外滤镜，轻微的灰尘都会在拍摄的图片中原形毕露。
4、改机后要重新进行焦点的矫正，佳能相机可以到维修站代为调整对焦（软件）， 尼康相机可以调整反光镜腔内的六角螺丝， 宾得机可以用工程模式调整。
好了，了解了红外摄影的原理和所需要的器材，下面我们就开始数码红外摄影之旅。
你需要准备的有：数码相机（或者改造过的数码相机）、红外滤镜、三脚架、快门线或遥控器。要获得一张成功的红外照片，那么在拍摄的过程中就要注意以下几点：
1、自定义白平衡
对于红外摄影来说，自定义白平衡准确与否非常重要，甚至很多朋友用了很长时间，对于红外摄影还是没有入门，很大原因就在于他没有弄好自定义白平衡。
自定义白平衡的方法是：将相机上的白平衡设置为自定义白平衡，相机会提示你拍摄一张参照物。将相机架在三脚架上对准阳光下的绿色草地或者阳光下的植物叶子，让绿色充满取景器，然后在镜头前拧上红外滤镜，将曝光打到手动，拍摄作为自定义白平衡用的标准样片。然后在自定义白平衡中选择刚刚拍摄的样片为参照图。不同品牌的数码相机自定义白平衡的方法略有不同，但基本类似。
自定义白平衡如果准确的话，使用720nm的红外摄影滤镜拍摄的晴空，在相机液晶屏幕上观看应该是琥珀色的，树叶是白色或略带蓝色，后期再通过软件转换为半彩的红外照片。
自定义白平衡准确的照片，晴空是琥珀色的，树叶是白色或略带蓝色
（使用720nm的红外摄影滤镜）
2、使用三脚架
如果是直接外挂使用红外滤镜进行拍摄的话，因为曝光时间较长，所以三脚架是必须的。如果有条件的话建议使用快门线或遥控器，防止发生晃动。改机的朋友因为快门速度比较快，因此不用三脚架也可以。当然如果是进行红外创作的话，还是建议您使用三脚架。
3、手动对焦、焦点修正、手动曝光
修正焦点主要是针对直接外挂红外滤镜的用户而言的。因为红外线在经过镜头后聚焦点和可见光的焦点不同（比用可见光正常拍摄的焦点靠后），因此，外挂滤镜拍摄要对焦点进行调整。
红外光和可见光聚焦的焦点不同
具体操作是在白平衡设置好后，摘下红外滤镜, 把相机装在三脚架上对准要拍摄的景物取景、构图。而修正焦点时，一些传统相机镜头专门设计了一个“R”标记或红点标记，在自动对焦完成后，再转动对焦环对准“R”标记或红点标记就行（最好收缩光圈至F5.6、F8左右拍摄，以保证足够景深，获得清晰的主体）。
红点和R标记
如果镜头没有标记，则必须通过多次实验以确定镜头对焦环所须转动的量，或者是后退一两步（后退的距离需要多次测试确定），通常是以0.3～0.4%焦距的数量级进行手工校正。（如果被摄物体较远，红外成像与可见光成像的对焦误差比较小，基本可以忽略）。
构图对焦都完成后把红外摄影滤镜拧到镜头上，把测光放到手动档，此时相机虽然仍然是TTL测光，但测光值会有较大偏差，不能以此为依据。根据光线情况使用5-30秒曝光时间，多拍摄几张照片，然后参看直方图确定曝光时间。从拍摄的照片中，挑选出一张曝光最为准确的照片，作为确定曝光时间的基本值，这样可以大大节省拍摄时间。
4、拍摄时间、地点的选择。
拍摄红外照片，当然要选择红外线充足的时间。一般来说，晴天的红外线最为充足，日光中有大量的红外线，是拍摄红外照片的好时候。一天中红外线最为充足的时段是中午到午后，大概11点到16点这一段时间。一年四季里又以夏天的红外线最为强烈，南方地区的红外辐射比北方要强烈。
夏天的强烈红外线下，使用720nm滤镜，植物的叶子呈现迷人的白色
拍摄时间的选择对于直接使用红外滤镜进行拍摄的朋友比较重要，因为强烈的红外线不仅可以缩短曝光时间，而且可以增强红外效果。对于改机的朋友来说，拍摄时间的选择影响不是很大，甚至夜晚也可以进行红外拍摄。
红外摄影最适合表现的题材就是蓝天、绿树、碧水，当然蓝天中如果还有朵朵白云就更加锦上添花了。阴云密布的情景也非常适合用红外来表现，能使云层得到很好的表现。
阴云密布的情景下，红外使云层得到很好的表现。（子建摄）
红外摄影选择什么波段的滤镜好？
第一，直接外挂红外滤镜不改机的用户。如果你使用的是尼康D70、D70s、D100、D50、D40，宾得ist D、ist DS、ist DL这些早期的机型，那么外挂红外滤镜可以选择的波段范围比大。680nm、720 nm、760 nm、850 nm滤镜都可以很方便地直接使用，效果都是不错的，可以根据自己喜欢的效果来选择。
如果使用的是佳能系列的数码单反相机，或者其他品牌近期推出的比较新的机型，那么选择720nm波段以上的红外滤镜，比如720nm、760nm、850nm滤镜保险一些。当然如果是在南方的盛夏或者你个人的红外摄影经验比较丰富，也可以选择680nm滤镜。
第二，红外改机选择什么波段？想确定选择什么波段，你首先要明白自己所需要的拍摄效果。目前改机的主要波段有590nm、630nm、680nm、720nm、760nm、850nm，另外还可以透明玻璃。
普通数码相机拍摄的照片
数码相机去除了低通滤镜后拍摄的照片
680nm波段红外照片原片
850nm波段红外照片
可以看到，波段越低，植物的叶子越黄，波段越高，植物的叶子越白，这是红外摄影最明显的规律。喜欢色彩丰富一些的朋友可以选择590nm、630nm、680nm，喜欢白色的植物叶子的朋友，可以选择720nm。喜欢黑白纯红外效果的朋友，可以选择850nm。
红蓝通道互换后的680nm波段红外照片
此外，拍摄完成后，我们还需要通过一些后期处理来获得一些更好更突出的红外效果（如上图）。下面就让我们来看看最常见的两种红外摄影的后期处理方法。
1、彩色半红外照片的后期处理方法——使用通道混合器进行“红蓝通道对换”
一般来说，选择850nm以下的红外滤镜拍摄的是彩色半红外照片，而要想获得“半红外效果”，比如将蓝天进行还原，这类照片的后期处理基本方法是：
第一步，打开一张白平衡定义较为准确的红外照片；如图：
第一步
第二步，使用自动色阶进行调整，进入图像--调整--通道混合器
第二步
第三步，通道混合器--红色通道--将红色数值从100改为0，兰色数值从0改为100；如图：
第三步
第四步，通道混合器--蓝色通道--将红色数值从0改为100，兰色数值从100改为0。如图：
第四步
这就是红外摄影里面常说的所谓“红蓝通道对换”，进行红蓝通道对换处理后，往往能够恢复蓝天的本来色彩，半红外的效果更加突出。
2、纯红外照片的后期处理方法
如果你使用的是850nm、950nm红外滤镜，拍摄的是纯红外照片，那么后期处理方法较为简单：
纯红外黑白照片
先将照片转换为黑白照片。然后在PhotoShop里进行曲线校正，修正一下曝光和影调，适当加一下锐度，一般就会有不错的效果。
第一步转换为黑白
调整曝光和影调
1、红外摄影是否能在夜间拍摄？
提到红外就难以回避“夜视”与“透视”这2个话题。透视问题在开篇之时已经解释过了。而红外摄像是否可以在全黑的晚上进行拍摄？就象军用夜视仪一样？
微光夜视仪效果图
军用夜视仪有三种。最早的“微光夜视仪”是利用夜晚自然环境中的微弱光线被物体反射后，用放大技术将这些光信号放大后的成像，其实还是用的自然光，和红外线没有什么关系。而后来有了能在全黑环境下使用的“红外夜视仪”。这种利用红外线的夜视仪又分为“主动式”和“被动式”。主动式夜视仪是自身先发射红外线，被物体反射回来后再捕捉成像。
被动式的红外夜视仪是利用了世界上任何物体自身都在释放红外线，而且不同温度的物体释放的红外线热量又不一样，这就是热辐射。被动式的红外夜视仪就是捕捉物体自身辐射出来的红外线，利用他们所代表的温度不同来成像，这也被称为热成像仪。
被动式红外夜视仪——热成像效果图
而我们这里所说的红外摄影基本与“夜视”无关。军用红外夜视仪通常使用波长7-14um的红外波段，因为机车发动机和人体自身释放的红外线在这个波长范围，一般胶片或数码相机的CCD/CMOS是不能对其感光的。而我们所讨论的红外摄影是利用近红外区域的红外线进行成像的摄影，而且只利用到其中780nm-1200nm波段。
日常摄影中的人体、树木等景物的热辐射不足以使胶片或者CMOS感光，红外摄影利用的还是景物反射太阳辐射中的红外线，所以在完全漆黑的夜晚是不能进行红外摄影的。
3、我的数码相机能不能进行红外摄影？
不管你用的是什么型号的数码相机，可以肯定地告诉你，可以进行红外摄影。不同的数码相机的区别主要在于对于红外线的敏感程度不同。表现在红外摄影上就是有些数码数码相机曝光时间长，有些数码相机曝光时间短。
要想检查一下你的数码相机是否能够感知红外线，其实也很简单：在黑暗的环境里，拍摄一下电视机的遥控器（按着遥控器的键），如果照片上有一个亮点，就说明你的数码相机能够感知红外线。
4、哪些数码相机不改造进行红外摄影比较好？
尼康D70、D70s、D100、D50、D40，宾得ist D、ist DS、ist DL这些早期的机型非常适合直接外挂用红外滤镜不改机，而且外挂红外滤镜可以选择的波段范围也比大。680nm、720nm、760nm、850nm滤镜都可以很方便地直接使用，效果都是不错的。这些机型通常用720nm波段红外滤镜只需要曝光1/8-5秒之间就足够了。
