В статье рассматриваются методы неинвазивного получения данных об объектах искусства или иных графических объектах с помощью различных спектров невидимого излучения.
Ключевые слова : фотография, инфракрасная рефлектография, неинвазивные методы, фильтры, программные методики анализа, УФ-фотография. DLSR, оптические схемы.
The article discusses methods for non-invasive acquisition of data on objects of art or other graphic objects using various spectra of invisible radiation.
Keywords: photography, infrared reflectography, non-invasive methods, filters, software analysis techniques, UV photography. DLSR, optical schemes.
Начиная рассмотрение способов фиксации информации об объектах окружающего мира с помощью инфракрасной фотографии, стоит остановиться на нескольких моментах. В нашем мире существуют различные живые существа, имеющие различные способы получении информации об окружающем мире, да и мы сами можем улавливать различные по своей природе и физическому представлению сигналы окружающей среды или ее параметры.
Холод или теплота окружающей среды, или объектов, запахи, информация о цветовых параметрах и иная графическая информация, звуки, вибрация, атмосферное давление или давление на глубине — все эти параметры мы получаем от среды или объектов на основании своих биологических систем.
Иные живые организмы могут иметь другие биологические системы и получать информацию в других спектрах или диапазонах. Одним из источников получения информации о мире является зрительный аппарат, который имеет различную реализацию у разных организмов.
Если взять кейс анализа графических изображений, то для данных операций мы используем различные алгоритмические процедуры, которые сводятся к преобразованиям исходного изобретения. Данные операции в пользовательском варианте широко представлены в графических редакторах в виде набора фильтров или режимов, в которые можно трансформировать исходную последовательность пикселов. Но так как исходное избрание мы обычно получаем в спектре видимого света, то и преобразования будут исходить из точки стандартного изображения, и c тем набором его свойств, которые получены при стандартной комплектации системы линз.
Если мы применяем инфракрасный фильтр, и тем самым модифицируем оптическую систему, а также изменяем выдержку, и иные параметры оптической системы, то в наших руках получаются изображения с иным спектром параметров, и на матрицу попадёт отличная по свойствам информация. Следовательно, и дальнейшие модификации могут идти по другому пути. При комбинировании подходов получается более целостная картина для исходного (физического) объекта.
Помимо инфракрасной фотографии, может активно использоваться УФ-фотография [1]. Инфракрасная фотография способна видеть и регистрировать инфракрасный свет, невидимый человеческому глазу. Это делается либо с помощью специально изготовленной пленки для аналоговых (пленочных) камер, внешних ИК-фильтров для цифровых зеркальных камер (DLSR), с помощью удаления внутреннего ИК-фильтра (перед матрицей) на зеркальных камерах в комбинации с внешним фильтром на объективе.
Инфракрасная фотография — это своего рода взгляд в «невидимый» мир, дарующий отличную картину от нашего стандартного видения реальности. Человеческий глаз может видеть длины волн примерно от 400 до 700 нм (от фиолетового до красного); инфракрасный свет — это свет за пределами 700 нм. ИК-фотография может быть сделана либо с помощью инфракрасной пленки, либо с помощью цифровой камеры, и обычно включает ближний инфракрасный свет в диапазоне 700–1200 нм. Это отличается от теплового инфракрасного излучения, которое дает изображение далеко в инфракрасном спектре.
Инфракрасная фотография производит очень четкие эффекты, которые делают ее эстетически приятной. Самым поразительным отличием является «эффект дерева», когда листья отражают свет, придавая им ярко-белый вид. Этот эффект назван в честь фотографа Роберта В. Вуда, которого считают отцом инфракрасной фотографии. Этот эффект используется для пейзажной фотографии, где его можно использовать для создания сюрреалистичных цветных пейзажей, или высококонтрастных черно-белых фотографий.
Инфракрасная фотография очень привлекательна для художественной фотографии. Это выглядит сюрреалистично и потусторонне: деревья приобретают ярко-белый или желтый оттенок, а небо — красный или синий оттенок. Листья кажутся замороженными, а небо приобретает драматические и зловещие цвета, как на черно-белых, так и на цветных фотографиях.
Помимо обращения к художественной фотографии, инфракрасная фотография и фотография полного спектра используются в других областях. Многие материалы и красители выглядят по-разному в видимом и инфракрасном свете. В результате его можно использовать для обнаружения камуфляжа, фальшивых денег и обнаружения пролитых документов, для восстановления документов, появляются скрытые контуры или направляющие.
Полноспектральная фотография популярна в физике для фотографирования звезд, поскольку некоторые звезды видны только в ИК- или УФ-спектре. Существует также множество других приложений для полноспектральной фотосъемки, включая анализ сельскохозяйственных или экологических растений, медицинские приложения, судебную экспертизу, повышенную светочувствительность для съемки при слабом освещении, различные виды экспертиз и исследований.
Ультрафиолетовая фотография — это специфический способ создания уникальных изображений при фотосъемке в ближнем ультрафиолетовом диапазоне, ниже 380 нм. Данная часть электромагнитного спектра невидима для человеческого глаза. Датчики камеры могут быть чувствительны к этому после их модификации. То же самое и с инфракрасной фотографией.
На сегодняшний день учеными установлено, что видеть ультрафиолетовые лучи способны:
— насекомые и прочие беспозвоночные;
— многие виды птиц;
— различные обитатели подводного мира, включая рыб, моллюсков и ракообразных;
— рептилии.
Их системы восприятия анализируют окружающий мир в представлении отличном от других представителей фауны, что позволяет им занимать определённые ниши для жизни.
Ультрафиолет воздействует на окружающую среду совершенно иначе, чем инфракрасный. Мы можем использовать УФ-фотографию для художественной фотографии (макросъемка, портрет, пейзаж), а также для аналитической фотографии (дерматологический и судебный анализ), анализ минеральной и химической составляющей.
При исследовании, в частности, исторических бумаг и рукописно-книжных памятников практический интерес представляет обнаружение и идентификация веществ, входящих в состав бумажной основы и красителей, что позволяет уточнять датировку и место происхождения объекта. Для этих целей в настоящее время используются методы ИК-спектрофотометрии [2].
В целом, рассматривая использование свойств фотосьёмки с применением модифицированных оптических схем в разных спектрах для составления комплекса изображений с различными свойствами, для выявления определенных параметров, которые могут быть использованы для цифрового анализа в рамках информационных систем. Здесь мы фактически получаем больший набор знаний об одном объекте для его верификации (атрибуции в случае предметов искусства).
Информационную систему, имеющую в своем распоряжении различные по своей композиции снимки идентичного объекта, можно считать неким набором для обучения в рамках текущей задачи, где реперные точки и масштаб объекта идентичен для всего набора элементов исследования, а пиксельная сетка имеет различия, основанные на физических свойствах материалов на образце. Различия физических свойств, влияющих на отражающую способность, позволяют категорировать участки пиксельной карты и сопоставить их с химическими образцами, имеющими соответствующую отражающую характеристику.
Подводя итог рассмотрению фотосъемки в инфракрасных и ультрафиолетовых спектрах, стоит отметить необходимость комплексного применения неинвазивных средств анализа в рамках исследования предметов искусства, системных технологий получения данных на основе инфракрасной рефлектографии, используемых в дальнейшем аналитическими информационными системами для принятия решений.
Литература:
- Невидимая фотография. — Текст: электронный // Хабр: [сайт].– URL: https://habr.com/ru/post/471032/ (дата обращения: 02.11.2022).
- Корнышев, Н. П. Особенности формирования сигнала изображения при инфракрасной рефлектографии в среднем и дальнем диапазонах спектра / Н. П. Корнышев, М. А. Калитов, А. С. Сенин // Фотография. Изображение. Документ. — 2018. — № 8(8). — С. 35–38. — EDN WOIBJU.
