IR foto – HOT SPOT czyli czasem spotykane artefakty

Artefakt „hot spot” to pozbawiony kontrastu, jasny, okrągły obszar, znajdujący się w centralnej części fotografii wykonanej w bliskiej podczerwieni.

Możemy się z nim spotkać jeśli używamy obiektywów, w których zastosowano specjalne powłoki anty odbiciowe dostosowane specjalnie do pasma widzialnego. „Hot spot” jest wynikiem wielokrotnego odbicia promieniowania, w zakresie IR, między poszczególnymi grupami soczewek oraz czasem między skrajną wewnętrzną soczewką i filtrem matrycy. Razem z przymykaniem przysłony staje się bardziej widoczny, często przybierając kształt wielokąta wynikającego z kształtu otworu wyznaczonego przez listki przymkniętej przysłony.
Artefakt może pojawiać się również przy obiektywach montowanych w aparatach kompaktowych, dlatego niektóre modele nie są poddawane modyfikacji na IR.

Większość starych obiektywów, przeznaczonych jeszcze do aparatów analogowych, nie ujawnia tej wady. Co więcej, niektóre z nich miały nawet, zamieszczoną na obudowie, skalę ostrości w paśmie IR.

Z nowoczesnymi obiektywami jest już inaczej. Razem z rozwojem techniki optycznej, zaczęto stosować różnego rodzaju powłoki mające poprawić kontrast i odwzorowanie kolorów obrazu zarejestrowanego w pasmie widzialnym, co często miało odwrotny efekt w fotografii IR. Dlatego większość modeli nowoczesnych obiektywów doda nam ten artefakt.

Są jednak takie modele, które prawdopodobnie przez przypadek, mogą być przydatne w paśmie bliskiej podczerwieni.
Do mojej lustrzanki 50d, przerobionej na „pełne spektrum”, używam systemowych obiektywów canon, które nie sprawiają mi opisywanych problemów:
- canon 10-18 is stm
- canon 18-55 is stm
- canon 55-250 is stm.
Osobiście przetestowałem również:
- samyang 24 ts-e (bez artefaktów)
- canon 70-300 4-5,6 is usm (bez artefaktów)
- canon 28-135 is usm (widoczny artefakt, ale dość łatwy do opanowania w post produkcji)
- canon 20-35 3,5-4,5 usm (artefakt bardzo trudny do opanowania w post produkcji).

Poniżej zgromadziłem kilka linków z listą obiektywów, które będą przydatne oraz tych mogących nas zaskoczyć, opisanym w tym artykule artefaktem:
https://kolarivision.com/articles/lens-hotspot-list/
http://dpanswers.com/content/irphoto_lenses.php
https://www.lifepixel.com/lens-considerations
https://www.the-digital-picture.com/News/News-Post.aspx?News=19079

I jeszcze kilka fotografii z w/w artefaktem:

Canon  5D mk1, ef 20-35 usm (20mm), iso100, f5.6, 30s.

Canon  5D mk1, ef 20-35 usm (20mm), iso100, f6.3, 30s.

Nikon coolpix 4300 38-114 (38mm), iso100, f2.8, 1s.

Informacje o najlepszych warunkach pogodowych dla fotografii IR chciałbym przedstawić w następnym poście.

Jeśli macie jakiś pytania czy sugestie, śmiało piszcie w komentarzach lub zaczepcie mnie na:
Facebook, Instagram, 500px, plfoto i email.

Zachęcam do śledzenia mojego bloga korzystając z opcji „follow by email” umieszczonej z prawej strony bloga.

IR foto – modyfikacja na wybrany zakres – zalety i wady

Modyfikacja na wybrany zakres IR polega na zamontowaniu określonego filtra IR w miejscu filtra dolnoprzepustowego, fabrycznie zamontowanego tuż przed matrycą oraz na kalibracji układu autofocus. W tym przypadku możemy uniknąć dodatkowych zewnętrznych filtrów IR razem z redukcjami filtrowymi dla każdej średnicy posiadanych obiektywów.

Ta forma dostosowania aparatu do fotografii w bliskiej podczerwieni, przeznaczona jest raczej dla osób, które:

- chcą korzystać z lustrzanki jak dotychczas, ale wykonywać zdjęcia w paśmie IR

- nie mogą używać zewnętrznych filtrów z powodu braku możliwości ich zamontowania
- potrzebują określonego efektu fotografii IR w momencie wykonanego zdjęcia i nie mają potrzeby zmiany filtra na inny.

1. Pierwsza grupa ludzi to osoby, które potrzebują korzystać z wizjera optycznego i czujnika szybkiego autofocus, montowanego w lustrzankach. Modyfikacja szczególnie często wybierana do fotografii portretowej i sportowej. Należy pamiętać, że jeśli zechcemy nakręcić na obiektyw silniejszy filtr IR, w wizjerze niczego nie zobaczymy, tak samo jak nasz czujnik szybkiego autofocus i pozostaje nam już wyłącznie korzystanie z podglądu na żywo.

2. W drugiej grupie znajdziemy między innymi zwolenników nietypowych obiektywów, takich jak rybie oko lub innych szkieł, dla których nie przewidziano gwintu filtrowego. Do tej grupy należą również użytkownicy aparatów kompaktowych, do których nie przewiedziano adapterów / tulejek filtrowych. Muszę dodać, że majsterkowiczom udaje się przykleić taki adapter do korpusu aparatu przy pomocy bardzo silnego kleju.

3. Ostatni wymienieni mają jasno sprecyzowane oczekiwania i są w pełni świadomi zmniejszonej palety możliwości obróbki wykonanej fotografii.

Poniżej zgromadziłem kilka przydatnych linków o różnych typach modyfikacji:
http://www.irstudio.pl/irmod/index.html
https://kolarivision.com/articles/
https://www.lifepixel.com/infrared-filters-choices

Informacje o często spotykanym artefakcie „hot spot” postaram się przybliżyć w następnym poście.

Jeśli macie jakiś pytania czy sugestie, śmiało piszcie w komentarzach lub zaczepcie mnie na:
Facebook, Instagram, 500px, plfoto i email.
Zachęcam do śledzenia mojego bloga korzystając z opcji „follow by email” umieszczonej z prawej strony bloga.

IR foto – modyfikacja na pełne spektrum – zalety i wady

Modyfikacja „pełne spektrum” polega na zastąpieniu filtra dolnoprzepustowego, wysokiej jakości szkłem optycznym. Możemy wtedy zarejestrować cały zakres fal zgodny z technologią matrycy, a po nakręceniu odpowiedniego filtra, dostosować zakres do naszych potrzeb.

1. Do 400nm w celu rejestracji końcówki promieniowania UV. Niestety w tym przypadku potrzebny nam będzie specjalistyczny filtr odcinający wszystko za wyjątkiem promieniowania UV. Dla mnie jak dotąd zakres jeszcze niezbadany.

2. 400-700nm pasmo widzialne otrzymane przy pomocy tzw. filtra HOTMIRROR lub UV/IR CUT.
W tym wariancie dobrze wiedzieć z czym mamy do czynienia:
A. Z powodu zastosowania innego filtra niż fabryczny, w zależności jego producenta, otrzymana fotografia odbiega kolorystycznie od wykonanej sprzętem bez modyfikacji. Z niepożądanym dla nas zarejestrowaniem większej ilości koloru czerwonego, w przypadku zastosowania filtra UV/IR CUT lub niebieskiego z filtrem KOLARI HOT MIRROR, możemy sobie poradzić ustawiając balans bieli na wykonane przed chwilą zdjęcie białej kartki lub wykonując zdjęcie również w formacie RAW, z którego na etapie obróbki będziemy w stanie właściwie odwzorować kolory.
B. Czasy ekspozycji takich zdjęć z w/w powodu również będą nieznacznie odbiegały od typowych najczęściej do około jednej działki przysłony.
C. W przypadku lustrzanki, niezbędna jest również korekta wbudowanego optycznego autofocus, który może być dostosowany do najczęściej przez nas używanych warunków: określony zakres spektrum (UV, widzialny lub IR) i ogniskowej na danym obiektywie.
Jeśli posiadamy aparat kompaktowy, bezlusterkowca lub korzystamy z funkcji „podglądu na żywo”, czyli w każdym z przypadków ostrzymy poprzez matrycę rejestrującą obraz, nie powinniśmy mieć większych problemów z ostrością zdjęć lub będą one marginalne.
D. Nieznaczne zwiększenie wady optycznej nazywanej aberracją chromatyczną, która jest możliwa do usunięcia w post produkcji.
E. Zmniejszenie, w przypadku filtra KOLARI HOT MIRROR lub zwiększenie w przypadku filtrów UV/IR CUT, zafarbu na zdjęciach przy stosowaniu żywicznych i tańszych „naturalnie” szarych filtrów ND, wynikające z różnicy ilości rejestrowanego sygnału promieniowania koloru czerwonego.
Ja używam KOLARI HOT MIRROR na zmianę z MARUMI UV/IR CUT i otrzymane przy z ich pomocą fotografie, na pierwszy rzut oka, znacznie się różnią, ale po dopasowaniu balansu bieli wyglądają identycznie, porównując również do zdjęcia wykonanego niezmodyfikowanym aparatem.

3. Od 590nm umożliwiający zarejestrowanie intensywnych kolorów liści i zieleni, nieznacznie ją rozjaśniając. Możemy w tym celu również używać czerwonego filtru dającego zbliżone efekty. Taki zakres przydaje się kiedy chcemy kolorystycznie oddzielić niebo, zieleń i pozostałe elementy jak architektura. Patrząc na wykres zamieszczony w poprzednim poście, co sprawdza się również na praktyce widać, że aparat w tym zakresie rejestruje znacznie większą ilość sygnału niż tylko w paśmie widzialnym, co ma wpływ na zauważalne skrócenie czasu ekspozycji, czasem wynoszące nawet do dwóch działek przysłony.

Balans bieli możemy ustawić na:

A. Silnie oświetloną zieleń i liście, co da nam bardziej dramatyczny obraz z czerwonym niebem i prawie szarą zielenią. Na etapie obróbki zdjęcia będziemy mieli większy wpływ na kolor nieba.
B. Oświetloną białą lub szarą kartę znacznie zmniejszy nasycenie koloru nieba, ale za to roślinność stanie się błękitna.
C. Zacienioną zieleń najczęściej przedstawia pośrednie wyniki do wyżej wymienionych, dając największe możliwości na etapie obróbki.

4. Od 720nm to bardzo przyjemny w obróbce zakres, pozwalający na otrzymanie zadowalających efektów nawet po samej zamianie kolorów czerwonego z niebieskim.
Fotografia od 720nm jest idealna dla przedstawienia wyrazistych obiektów osadzonych w tle „białej zieleni” i błękitnego nieba.
Balans bieli ustawiamy na zdjęcie silnie oświetlonej zieleni, a czas ekspozycji będzie zbliżony do tych w zakresie pasma widzialnego.
Filtrów 720nm na rynku jest wiele, ale z doświadczenia mogę polecić:
A. HOYA R720 dość dobrej jakości filtr i całkiem łatwy w czyszczeniu.
B. COKIN 007 moim zdaniem porównywalny HOYA, ale znacznie tańszy, zwłaszcza po zastosowaniu poniższego opisu. Produkowany jest w postaci prostokątnych płytek oraz osadzonych w okrągłych ząbkowanych obręczach przeznaczonych do systemu P.
Ten drugi można bez większych problemów wyjąć z okrągłej ramki i osadzić w innej, tym razem nakręcanej na obiektyw, aluminiowej ramce szerokości 77mm po najtańszym filtrze UV.

5. Od 850nm i silniejsze filtry są już znacznie bardziej wymagające, dając nam najbardziej dramatyczne fotografie. Z powodu rejestracji tylko sygnału zakresu bliskiej podczerwieni, najczęściej używane w celu otrzymania efektu „białej roślinności” i czarnego nieba. Balans bieli również ustawiamy na zdjęcie silnie oświetlonej zieleni, ale czas ekspozycji otrzymamy znacznie dłuższy, niż w przypadku 720nm czy pasma widzialnego. Mnie wystarcza budżetowa wersja filtra IR 850nm zakupiona przez Internet pewnie dlatego, że rzadko nadarza się okazja by go użyć.

Na koniec chciałbym jeszcze dodać kilka informacji związanych z modyfikacją różnych rodzajów aparatów:

1. W przypadku takiej modyfikacji lustrzanki, najlepiej wybrać dostosowanie autofocus do światła widzialnego. Da nam to możliwość korzystania z optycznego wizjera, gdy nakręcimy filtr do fotografii w paśmie widzialnym czy też filtr czerwony lub nie nakręcimy na obiektyw żadnego z nich.

W przypadku nakręcenia pozostałych filtrów takich jak: UV spectrum, IR 720nm czy też silniejszych, autofocus niczego nie zobaczy tak samo jak nasze oko.
Lustrzanka powinna być wyposażona w tryb „podglądu na żywo” żebyśmy, po nakręceniu filtrów IR, mogli wygodnie kadrować i ostrzyć wybrane w nim obiekty.

2. Modyfikacja bezlusterkowca na „pełne spectrum” nie powinna sprawiać większych problemów w użytkowaniu o ile używany obiektyw ma możliwość nakręcenia na niego filtra. Autofocus najczęściej korzysta z matrycy rejestrującej obraz, która przy nakręconym filtrze, nieprzerwanie pokazuje nam efekty naszego działania.

3. Zmodyfikowany aparat kompaktowy, z powodu swoich gabarytów jest niezastąpiony, ale ma też swoje ograniczenia. Starsze egzemplarze mogą być wyposażone w jeszcze w matryce CCD, które często w podczerwieni dają lepsze wyniki niż obecnie montowane CMOS. Nasz egzemplarz powinien mieć możliwość zablokowania autofocus, który w normalnych warunkach działa bez problemów, ale kiedy wpadniemy na pomysł długich ekspozycji w IR, poprzez nakręcenie dodatkowego silnego szarego filtra, aparat będzie bezskutecznie szukał ostrości. Należy pamiętać, że w aparatach kompaktowych bateria czy też akumulator podtrzymujący pamięć, najczęściej jest montowany wewnątrz korpusu, w trudno dostępnych miejscach. Po wielu (5-10) latach od produkcji danego egzemplarza ta bateria ulega kompletnemu rozładowaniu. W momencie wyjęcia przez nas baterii zasilających aparat, napotykamy problem w postaci braku podtrzymania wszystkich naszych ustawień łącznie datą i próbką naszego balansu bieli. Ustawienie wszystkiego od nowa zajmie nam około jednej minuty, ale w niektórych okolicznościach może być to irytujące.

Modyfikacja aparatu na IR nie jest jednokierunkowa i teoretycznie mamy możliwość powrotu do stanu fabrycznego. W tym celu, w miejscu obecnie zamontowanego przed matrycą filtra, montuje się wcześniej zdemontowany fabryczny filtr, co może nam przywrócić funkcję automatycznego czyszczenia matrycy przy pomocy ultradźwięków. Niestety taka ponowna modyfikacja aparatu, wyłącznie na spektrum widzialne, może okazać się nieopłacalna w stosunku do ceny tego samego używanego modelu aparatu.

Informacje o modyfikacji na określony zakres IR oraz o spotykanej wadzie nazywanej „hot spot” postaram się przybliżyć w innych postach.

Jeśli macie jakiś pytania czy sugestie, śmiało piszcie w komentarzach lub zaczepcie mnie na:
Facebook, Instagram, 500px, plfoto i email.
Zachęcam do śledzenia mojego bloga korzystając z opcji „follow by email” umieszczonej z prawej strony bloga.

Przesyłam podziękowania dla Łukasza Szymańskiego z Czeladzi, za do dziś działający, udanie przerobiony na pełne spektrum, kompakt OLYMPUS SP-320, z którym latem rzadko się rozstaję.
https://www.facebook.com/LukaszSzymanskifoto/

Dodatkowo szczególne podziękowania przesyłam Danielowi Gaworskiemu IR STUDIO z Wrocławia, również za udaną modyfikację na pełne spektrum, mojego CANON 50D, na którym zawsze, nawet w najbardziej ekstremalnych warunkach, można polegać.

https://www.facebook.com/irstudio.eu/
http://www.irstudio.pl/

2017.09.20 Po konsultacji z Danielem Gaworskim IR STUDIO, uaktualniłem opis dotyczący ponownej modyfikacji, w celu doprowadzenia aparatu do stanu fabrycznego.

IR foto - rejestracja obrazu

Matryce fabryczne i te dostosowane.

Do fotografii w bliskiej podczerwieni można używać aparatów bez modyfikacji i zmodyfikowanych, które oczywiście dają dużo większe możliwości.

Aparaty niezmodyfikowane to urządzenia z fabrycznie zamontowanym, tuż przed matrycą, filtrem dolnoprzepustowym, mającym za zadanie ułatwić prawidłowe odwzorowanie kolorów. Cały proces polega na blokowaniu „niepożądanego” zakresu promieniowania, które nie jest widoczne ludzkim okiem.

Obecnie produkowane matryce, w technologii CMOS, bez takiego filtra, są w stanie zarejestrować zakres 300nm-1100nm/1200nm, w którego skład wchodzą:

- 300nm-400nm będący końcówką promieniowania UV

- 400nm-700nm pasmo widzialne dla ludzkiego oka, czyli wszystkie widziane przez nas kolory

- 700nm-~1100nm początek zakresu bliskiej podczerwieni ciągnącej się aż do 2500nm.

Technicznie zakresy podczernieni są opisywane jako: bliska 780nm-2500nm, średnia podczerwień 2500nm-25000nm i daleka 25000nm-1000000nm czyli do 1mm.

Fotografia IR niezmodyfikowanym aparatem jest wymagająca, z kilku powodów:

- silnego nasłonecznienia fotografowanych obiektów

- braku możliwości kadrowania i ustawienia ostrości z nakręconym filtrem

- bardzo małej ilości zarejestrowanego promieniowania, z powodu zastosowania dwóch teoretycznie wykluczających się wzajemnie filtrów (IR 720nm-1200nm i dolnoprzepustowy 400-700nm)

- nietypowe metody obróbki wykonanej fotografii.

Bardzo pomocne mogą się okazać starsze aparaty cyfrowe, wyposażone w znacznie słabszy filtr dolnoprzepustowy, co skutkowało większą czułością na promieniowanie podczerwone.

Jeszcze ciekawsze efekty można otrzymać fotografując, w paśmie bliskiej podczerwieni, starymi aparatami kompaktowymi, które były wyposażone w matryce typu CCD, będące jeszcze czulsze w zakresie IR.

Druga grupa to aparaty poddane modyfikacji poprzez usunięcie filtra dolnoprzepustowego z przed matrycy i zastąpienie go na stałe odpowiednio dopasowanym innym filtrem.

Rodzajów takich modyfikacji jest wiele, ale wśród nich są dwie najbardziej popularne:

- „pełne spektrum” pozwalająca rejestrować pełny zakres matrycy zawierający się przedziale 300nm-1100nm, a czasem nawet do 1200nm, który przy pomocy nakręcanych na obiektyw filtrów, daje możliwość dowolnego dostosowania zakresu do naszych potrzeb: począwszy od fotografii UV 300nm-400nm, przez pasmo widzialne 400-700nm, 590nm-~1100nm, 720nm-~1100nm, aż do najsilniejszych filtrów, czyli przepuszczających promieniowanie dopiero od 850nm

- „590nm” to modyfikacja pozwalająca rejestrować zakres w przedziale od 590nm, czyli pomijając UV i większość pasma widzialnego, który w razie konieczności zawsze możemy zmniejszać przy pomocy silniejszych nakręcanych filtrów takich jak 720nm i 850nm.

Osobiście polecam modyfikację „pełne spectrum”, ale każde rozwiązanie ma zalety i wady, których szczegółowy opis przedstawię w oddzielnym poście.

Jeśli macie jakiś pytania czy sugestie, śmiało piszcie w komentarzach lub zaczepcie mnie na:

Facebook, Instagram, 500px, plfoto i email.

Zachęcam do śledzenia mojego bloga korzystając z opcji „follow by email” umieszczonej z prawej strony bloga.

IR foto - niezbędnik

Niezbędnik fotografii IR przy pomocy aparatu bez modyfikacji na IR.

Co potrzebujemy mieć ze sobą:
1. Aparat z naładowanymi akumulatorami.
2. Karta pamięci.
3. Zaślepka wizjera optycznego (w przypadku lustrzanki z optycznym wizjerem).
4. Obiektyw z możliwością wyłączenia autofocus i stabilizacji.
5. Statyw ze stopką.
6. Filtr IR (polecam tylko 720nm czyli rejestrujący zakres promieniowania ok. 700-1200nm).

Na miejscu:
1. Nakręcamy filtr IR.
2. Ustawiamy wyjściowe nastawy w trybie M (iso400, f8, 30s).
3. Kierujemy obiektyw na zieleń (najlepiej trawę).
4. Przez 30 sekund robimy zdjęcie zielonej i nasłonecznionej trawy (powinniśmy otrzymać czerwone zdjęcie fragmentu trawnika).
5. Otrzymane czerwone zdjęcie ustawiamy, jako wzorzec balansu bieli.
6. Zmieniamy balans bieli na "wg wzorca" (w canon mamy symbol "dwóch trójkątów", a w nikon "PRE").
7. Zdejmujemy filtr IR.
8. Rozstawiamy statyw, montujemy na nim aparat.
9. Wybieramy kadr, ustawiamy ostrość, wyłączamy autofocus i stabilizację.
10. Na trybie A, T lub P (te oraz M uwzględniają własny balans bieli) wykonujmy zdjęcie testowe, które powinno mieć nietypową kolorystykę.
11. Jeśli tak się stało, zakładamy zaślepkę na wizjer i nakręcamy filtr IR.
12. Zmieniamy na tryb M, a nastawy na iso400, f8, 30s.
13. Wykonujemy pierwsze zdjęcie w IR.
* Jeśli na zdjęciu zieleń nie jest biała to znaczy, że własny balans bieli nie został przyjęty przez aparat lub nie ustaliliśmy go w nastawach.
* Jeśli patrząc na histogram wykonanego zdjęcia, jest zbyt ciemno lub zbyt jasno, odpowiednio korygujemy czas, czułość lub wartość przysłony.

Obróbka:
1. Otwieramy nasze zdjęcie IR w programie graficznym.
2. W przypadku fotografii kolorowej, zamieniamy kanał czerwony z niebieskim (czerwony R=0, G=0, B=100 i niebieski R=100, G=0, B=0).
3. Dostosowujemy kolejne elementy fotografii np.: kontrast, poziomy, krzywe.
* W przypadku fotografii czarno-białej, żeby uniknąć utraty informacji, polecam konwersję na B&W dopiero po całkowitej korekcie obrazu.

Informacje zawarte w tym poście postaram się rozwinąć w kolejnych.
Jeśli macie jakiś pytania czy sugestie, śmiało piszcie w komentarzach lub zaczepcie mnie na:
Facebook, Instagram, 500px, plfoto i email.
Zachęcam do śledzenia mojego bloga korzystając z opcji „follow by email” umieszczonej z prawej strony bloga.

2017.09.03 Po dzisiejszym teście, wykonanym aparatem bez modyfikacji, uaktualniłem wartości ekspozycji w IR.
Dla EOS M, przy wyjściowych parametrach iso100, f8, 1/500, po nakręceniu filtra IR i bez zmiany nastaw, uzyskałem czas ekspozycji 240s. czyli 120 000 razy dłuższy (16 działek przysłony różnicy).