Infračervená fotografie digitálním fotoaparátem

V posledním díle seriálu o infračervené fotografii máme přichystáno doplnění pro milovníky elektronického obrazu.

Jednou z nevýhod digitálních fotoaparátů je nemožnost vložit jiný čip podle účinku, kterého chceme dosáhnout, tak jako můžeme u klasického fotoaparátu volit libovolně film. Něco dokáže vyřešit přepínání citlivosti a digitální fotokomora, něco ale z principu nejde. Příjemné je tedy zjištění, že CCD čipy jsou v dostatečné míře citlivé i na infračervené záření.

Infračervená fotografie totiž není jen technika, k níž se uchylujeme v technických aplikacích či za účelem dosažení zvláštního vzhledu, jímž jsou tyto fotografie typické – bílé stromy orámované černou oblohou jsou zcela opačným tonálním uspořádáním, než na jaké jsme zvyklí. Pro každého z nás může být užitečná vysoká pronikavost červených a zvláště infračervených paprsků atmosférickým oparem. Občas nám takový opar brání v rozhledu při návštěvách výjimečných míst a infračervená fotografie je vhodným způsobem, jak si přivézt vzpomínku i z míst, ze kterých jsme toho kvůli oparu moc neviděli.

Normální barevný snímek. Coolpix 950.

Tentýž snímek v infračerveném světle. Coolpix 950, filtr ze dvou vrstev neexponovaného barevného diafilmu.

Bohužel ne všechny digitální fotoaparáty umožňují fotografovat v infračerveném světle. Tato schopnost s sebou totiž přináší jeden nepříjemný efekt. Klasické RGB či YMCG filtry, které jsou vestavěny na čipu, totiž účinkují jen ve viditelném světle. V IR oblasti již zase všechny filtry záření propouštějí, což znamená, že IR záření exponuje všechny buňky. Ve výsledku je tedy obraz focený v IR světle zhruba černobílý, nikoliv červenočerný – dokonce jsem viděl i obraz s modrým nádechem. To samotné není na závadu, problém spočívá v tom, že pokud nějaký předmět září i v IR oblasti, dochází k expozici světlem, které oko nevidí a proto může dojít k mírným, leč nepříjemným a nepochopitelným barevným posunům.

Tento problém lze odstranit filtrem, který IR záření nepropustí (IR-cut filter). Většina výrobců se tomuto problému postavila a již začala takové filtry montovat přímo do přístrojů a to v době, kdy se na trh uváděly čipy s rozlišením 3 Mpx. Odtud plyne obecné tvrzení, že pro IR fotografii jsou nejlepší aparáty s rozlišením 2 Mpx.

Setkal jsem se i s tvrzením, že je to důsledek jedné aféry, ve které šlo o zjištění, že nějaká videokamera dokáže v IR světle vidět i skrz oblečení. Jakkoli to zní rozumně, musím konstatovat, že na mých infračervených snímcích jsou všichni oblečeni stejně jako v reálu.

Filtr lze pochopitelně z přístroje vymontovat, to však není přemětem tohoto článku.

Jak poznat, že je fotoaparát vhodný?

Existuje jednoduchý základní test, který naznačí, zda je fotoaparát schopen IR fotografie. Už téměř do každé rodiny vtrhla s nějakým audio-video-proudožroutem malá krabička, která zove dálkové ovládání. Ta je vybavena diodou vyzařující infračervené světlo pro přenos povelů do proudožroutu.

IR dioda dálkového ovládání. Povšimněte si, že má být více než červená, ale její obraz je modrý. Je to způsobeno rozdílnou propustností barevných filtrů na čipu pro vlnovou délku světla vyzařovaného diodou.

Test spočívá v tom, že stiskneme libovolné tlačítko ovladače a podíváme se fotoaparátem na diodu. Pokud vidíme na LCD obrazovce či v elektronickém hledáčku na místě diody jasný bod, znamená to, že přístroj je schopen v nějaké míře IR záření zachytit. Ještě ale nemáte vyhráno – po nasazení filtru se může ukázat, že citlivost je tak nízká, že fotoaparát nebude prakticky použitelný.

Filtry

O filtrech dostatečně pojednává jiný článek seriálu o IR fotografii. Já mohu vřele doporučit (minimálně pro prvotní testy) filtr ze dvou vrstev neexponovaného diapozitivního nebo exponovaného negativního filmu. Pokud nefotografujete na film a zvláště pak diapozitivní, jistě naleznete někoho, kdo vám kus filmu věnuje. Pro malé objektivy klidně stačí zaváděcí pás kinofilmu. Pokud zjistíte, že se vám i přístroji v tomto oboru záření daří, můžete klidně přesedlat na kvalitní a odolný kus skla kteréhokoliv z výrobců filtrů.

Některé digitální fotoaparáty nemají závit na objektivu, který se vysouvá z těla, ale na těle mají závit, do něhož se zašroubovává adaptér (dutý válec) a filtr se montuje na jeho konec. Je to zřejmě kvůli tomu, že filtry a předsádkové čočky by svou vahou objektiv příliš namáhaly. Nicméně filtr lze před objektivem držet rukou, takže minimálně pro testy se obejdete bez dalších investic. Řešením může být také držák filtrů pro digitální i nedigitální kompakty od Cokinu.

Využiji však tohoto tématu, abych znovu demonstroval propustnost interních RGB (YMCG) filtrů v infračervené oblasti. První snímek byl pořízen Coolpixem 950 s filtrem Panchromar IR Schwarz. Přestože je silnější než filtr ze dvou vrstev diapozitivního filmu (či chcete-li “více infra”), má snímek modré zabarvení, na rozdíl od druhého snímku, který byl pořízen Minoltou Dimage E201 přes filtr ze dvou vrstev exponovaného barevného negativního filmu.

Nikon Coolpix 950, filtr Panchromar IR schwarz.

Minolta Dimage E201, filtr ze dvou vrstev exponovaného barevného negativního filmu. Foto Miloslav Kukla.

Expozice

Určit expozici při fotografování v IR oboru je kapku složitější. Nejenom že nelze jen tak změřit úroveň osvětlení a jasy scény v IR světle, ale obtížně se i určuje změna tonality jednotlivých objektů scény, která také ovlivňuje expozici. Stejně tak je důležitá i propustnost filtru.
Digitální fotoaparát má ale tu nezanedbatelnou výhodu, že nabízí jednak průběžnou kontrolu výsledku na obrazovce a jednak možnost pořídit a uchovat více expozičních variant bez zvýšení nákladů (což musíme uznat i my, zarytí příznivci celuloidu a lučby).

Mohu však rovnou říci, že přístroje určují expozici poměrně přesně, lze je tedy provozovat bez obav v automatických expozičních režimech. Pouze jsem zjistil (alespoň u stroje, který používám já – Nikon Coolpix 950), že lepšího výsledku se většinou doberu snížením expozice na polovinu oproti údaji expozimetru (korekce -1EV). Vede to k lepšímu prokreslení zeleně, protože stromy i tráva jsou v IR světle velmi jasné.

Je pravděpodobné, že budete muset zakázat blesk. Při IR fotografii vycházejí delší expoziční časy a blesk by se v některých režimech automaticky aktivoval. Program by přitom nastavil “synchročas” (který sice u centrální závěrky kompaktů neexistuje, ale přesto přístroje nastavují cca 1/30) a to by mohlo vést k podexpozici. Blesk nemá ani praktický význam, jeho světlo je spíše modré a v IR oblasti tedy slabé.

Zjistil jsem ovšem jednu zajímavou věc – i když správně exponuji, je u některých přístrojů a v některých případech snímek velmi málo kontrastní. Histogram ukazuje, že obraz pokrývá jen 1/2 – 3/4 celkového možného rozsahu zčernání. Nevím, je-li to jev obecný, nebo jen záležitost dvou z přístrojů, které jsem vyzkoušel. Zatím se mi nepodařilo najít nějaké souvislosti, ale zdá se, že Coolpix 950 to dělá pravidelně a v největší míře. Zbývající tři přístroje nebyly v IR oblasti dostatečně citlivé a histogramy byly směstnány u černé (podrobnosti v závěru článku).

Ostření

Protože u digitální fotografie není problém najít rychle několika zkouškami správnou expozici, může nás čekat největší komplikace právě při ostření. Světlo různých vlnových délek se láme různě a objektivy jsou konstruovány tak, aby se do společného ohniska lámaly (s příslušnou tolerancí) paprsky viditelného záření. Pro infračervené paprsky už má objektiv trošku jinou ohniskovou vzdálenost, a sice delší. Proto je nutné objektiv trochu vysunout – zaostřit blíže, než jak je zaostřeno ve viditelném světle.

Jako vodítko se uvádí prodloužení výtahu o 1/50, objektivy zrcadlovek zase mají na stupnici (obvykle) malou červenou tečku, která udává odchylku správné polohy ostřícího prstence vůči zaostření na nekonečno. Ve skutečnosti ovšem tato korekce závisí na vlnové délce infračerveného záření, které chceme zachytit, takže se skutečně jedná jen o vodítko.

Koněprusy

U digitálního fotoaparátu je problém stejný a řeší se stejně. Vtip je ovšem v tom, že digitální fotoaparáty jsou spíše rozšířeny v nižší kategorii a to v kompaktech. Tady bude hodně záležet na tom, jak je ostření konstruováno.

Pokud se ostření odehrává někde za objektivem, je vyhráno. Jestliže se čidla ostření nachází jinde, mělo by stačit jejich překrytí filtrem. Nejhorší situace pochopitelně nastává u přístrojů s pevným zaostřením (fix focus). Situaci dále komplikuje značný úbytek světla, v němž už nemusí AF fungovat.

Pokud je přístroj vybaven automatickým či ručně ovládaným ostřením, ale z nějakého důvodu nejsou snímky ostré, je na čase vyzkoušet dva následující experimentální triky:

1. S pomocí automatického ostření zaostřit na nějakou vhodnou vzdálenost, zamknout ostření, překomponovat a exponovat.

2. Pomocí ručního ostření zaostřit na nějakou vhodnou vzdálenost. Některé přístroje umožňují plynulé zaostření, u některých je možné volit ze sady vzdáleností.

Tou vhodnou vzdáleností je míněna vzdálenost nalezená experimentálně například tak, že postupně přeostřujete za stálého fotografování s IR filtrem ať již ručně, nebo s aretací ostření od nekonečna na bližší a bližší vzdálenost. V sadě snímků pak najdete ten nejostřejší a z poznámek zjistíte vzdálenost, na kterou jste měli zaostřeno ve viditelném světle. Nedivte se zjištěným vzdálenostem – chcete-li v IR zaostřit na nekonečno, zvětšení výtahu o 1/50 znamená u 20mm objektivu zaostření na 1m pro viditelné světlo, při 10mm se jedná o 0,5m – obecným řešením rovnice dostanete výsledek a = 51*f. A to je zároveň numerická cesta určení vhodné vzdálenosti pro zaostření na nekonečno.

Osobně jsem vyzkoušel všechny možnosti (AF přes filtr, AF při zaostřování na vhodnou vzdálenost i manuální nastavení na 0,5m pro f=9mm) a mohu vás ujistit, že fungují.

Další možností je velké zaclonění objektivu, čímž dojde k rozšíření hloubky ostrosti. Pochopitelně velmi nepříjemně narůstá expoziční čas.

A teď k testovaným fotoaparátům

Nikon Coolpix 950

Kdo má Coolpix 950, může se rovnou pustit do shánění filtru. S tímto přístrojem se fotografuje v IR světle bez problémů, všechny fotografie v tomto článku byly pořízeny právě pomocí tohoto fotoaparátu (není-li uvedeno jinak).

Při použití filtru Panchromar IR Schwarz, citlivosti 320 (+2), cloně 2,8 a korekci -1EV se expoziční čas pohybuje za jasného slunečného počasí kolem 1/4s. Při použití dvou vrstev diapozitivního filmu a -1EV se expoziční čas za stejných podmínek pohybuje kolem 1/10s i lépe, takže se dá na kratším kraji rozsahu ohniskových vzdáleností fotografovat nejen z ruky (tak byla pořízena většina fotografií v tomto článku), ale – jak jsem se přesvědčil – i z jedoucího automobilu. Jistě, stativ je stativ, nechci tu nikomu tvrdit, že ve výsledcích není žádný rozdíl, ale má cenu fotit i tehdy, není-li možné stativ použít.

Zahrady Pražského hradu. Bílé skvrny u horního okraje jsou způsobeny špatným přiložením filtru drženého v ruce. Přikládam ji jako ilustrační obrázek.

Minolta Dimage E201

U tohoto fotoaparátu mohu s klidem říci, že za málo peněz je hodně muziky. Dnes už se, pravda, nevyrábí, ale použitý by k mání mohl být. Např. na eBay jsou přístroje za 100 USD neprodejné.
Tento fotoaparát může být k dispozici i v našich firmách, občas sloužil jako pozornost při uzavření smlouvy.

Expoziční časy se při citlivosti ISO 85 a plně otevřené cloně 3 a filtru ze dvou vrstev exponovaného negativního filmu pohybují bez korekce kolem 1/4 – 1/8s. S korekcí -1EV pak lze při troše pečlivosti či s oporou fotografovat z ruky.

Minolta Dimage E201. Foto Miloslav Kukla

Minolta Dimage E201. Foto Miloslav Kukla

Fuji Finepix 4900

Bohužel, Fuji FinePix 4900 je vzhledem k citlivosti pro IR fotografii méně vhodný. Zkušební snímky exponované za běžného slunečního svitu nejdelším možným časem 3s na clonu 2,8 při citlivosti ISO 125 (citlivost se dá sice zvýšit, ale pak se snižuje nejdelší čas expozice) s Panchromarem IR Schwarz byly odhadem o dvě až tři clony podexponovány. Je možné jej tedy použít s nejslabšími filtry (Hoya 720, diapozitivní film), ale určitě se neobejdete bez stativu.

Olympus C3040 ZOOM

Olympus C3040 ZOOM testoval náš redakční kolega Luky. Bohužel, jeho pokusy pořídit infračervené snímky tímto přístrojem s filtrem Panchromar IR Schwarz nebyly korunovány úspěchem.

Olympus C700 UZ

Majitele tohoto přístroje zklamu. Výsledkem pokusu s Panchromarem IR Schwarz byly i přes osmivteřinovou expozici za slunečného počasí jen stopy obrazu. S jinými filtry by se mohl výsledek zlepšit na nouzově přijatelný, ale stále by se jednalo o osmivteřinovou expozici.

A závěrem …

… pro inspiraci malá fotogalerie z Lánské obory.

Přeji vám dobrou tmu!