Daugeliui žinoma, kad žmogaus matoma šviesa yra elektromagnetinės bangos, kurių bangos ilgis nuo 380 nm iki 740 nm. Spindulių, kurių bangos ilgis ilgesnis arba trumpesnis už minėtą diapazoną žmogus nemato, tačiau tokius spindulius fiksuoja daugumos šiuolaikinių vaizdo kamerų ar fotoaparatų vaizdo jutikliai.
Daugeliui žinoma, kad žmogaus matoma šviesa yra elektromagnetinės bangos, kurių bangos ilgis nuo 380 nm (violetinė) iki 740 nm (raudona). Spindulių, kurių bangos ilgis ilgesnis arba trumpesnis už minėtą diapazoną žmogus nemato, tačiau tokius spindulius skleidžia įvairūs kūnai ar objektai.
Spinduliai su bangos ilgiu 700 nm iki 1400 nm – tai vadinamasis IR (infrared) diapazonas. Jie įdomūs tuo, kad šiuos spindulius skleidžia stipriai įkaitę kūnai (pvz., kaitrinės elektros lemputės). Įdomiausia tai, kad IR diapazonui jaurūs daugumos šiuolaikinių vaizdo kamerų ar fotoaparatų vaizdo jutikliai CCD (charge-coupled detectors), kurie šviesą keičia į elektrinius signalus. Kaip matoma (1 pav.), jautrumas CCD vaizdo jutiklio NIR diapazono spinduliams yra platesnis nei žmogaus akis.
1 pav. CCD kamerų jautrumo diapazonas
Tačiau, kodėl parduotuvėje nupirkta kamera su CCD jutikliu „nemato“ NIR? Taip yra todėl, kad gamintojai naudoja filtrus blokuojančius IR ir praleidžiančius matomą šviesą, nes kitaip mums įprastas vaizdas ir spalvos būtų iškraipytos. Taigi, norint perdaryti kamerą, kad ji matytų NIR diapazono spindulius, reikia:
- Pašalinti gamintojo filtrą, kuris blokuoja NIR (dažniausiai tai atskiras stiklo gabalėlis, nors kartais kaip filtras naudojama speciali danga ant kameros lęšio, kurios pašalinti nepavyks);
- Uždėti kitą filtrą, kuris praleidžia šiuos spindulius, bet blokuoja matomą šviesą.
Yra specialiai tam pritaikytų infraraudonųjų spindulių (IR) filtrų, tačiau jie gana brangūs. Kaip IR filtrą galima panaudoti apšviestą ir išryškintą spalvotos fotojuostos gabalėlį (tam tinka pati juostos pradžia). Daug informacijos apie internetinių kamerų (webcam) perdarymą galima rasti internete, dauguma jų perdaroma panaudojant minėtą būdą su fotojuosta.
Bandymams perdariau internetinę kamerą (webcam) pagal pateiktą aprašymą, todėl buvau užtikrintas, kad kameros IR filtras yra atskiras elementas, kurį galėsime be problemų pašalinti.
Kompiuterių detalių parduotuvėje įsigyjame web kamerą, šiuo atveju – „Sweex JA000010“ (raiška 352x288) ir „išlukštename“ korpusą:
2 pav. Išardytos kameros pavyzdys: kairėje – „Sweex“ kameros išorė; viduryje – išardyta kamera; dešinėje – išardytos kameros objektyvas su elektronine dalimi
Išsukame lęšį ir su peiliu arba mažu atsuktuvu nulupame galinį dangtelį, kuris laiko filtrą ir lęšį. Nuimant dangtelį, reikia stengtis jo labai nesugadinti – vėliau jį dar panaudosime (3 pav.).
3 pav. Išardytos kameros pavyzdys: kairėje – objektyvas su IR filtru; dešinėje – šviesai jautri CCD kamera
Išimame IR filtrą ir pasidedame vėlesniam naudojimui. Iš apšviestos fotojuostos išsikerpame du gabalėlius naujo filtro ir sudedame vietoje buvusio IR filtro. Ant viršaus uždedame dangtelį (kurio negalima sulaužyti) ir priklijuojame „Moment“ ar kitokiais klijais, kad nenukristų (4 pav.).
4 pav. Išardytos kameros pavyzdys: kairėje – nauji ir senasis filtrai; dešinėje – lęšis su nauju filtru ir priklijuotu dangteliu
Lęšį įsukame atgal. Surenkame kamerą. Apsižiūrime, ar neliko dalių. Jei ne, tai bandome jungti prie kompiuterio ir džiaugiamės NIR vaizdais. Vaizdą gausime juodai-baltą.
Toliau pateikti keletas vaizdų, kurie NIR diapazone atrodo neįprastai ir įdomiai.
5 pav. Nuotraukos darytos IR diapazone: kairėje – 200 Lt kupiūros vaizdas; viduryje – 50 Lt kupiūros vaizdas; dešinėje – įprastos mėlyno rašalo kapsulės
Kaip matyti paveiksluose, 200 Lt kupiūra blogai atspindi infraraudonuosius spindulius, ko nepasakysi apie 50 Lt. O štai mums įprasto mėlyno rašalo kapsulės IR diapazone yra skaidrios kaip vanduo. Toliau pateikta daugiau pavyzdžių iš fotografavimo IR diapazone.
6 pav. kairėje – ant lapo padėta ta pati juostelė iš kurios darėme filtrą; dešinėje – ta pati juostelė, tik fotografuota įprasta kamera matomoje akiai spektro srityje
7 pav. kairėje – senasis IR filtras kurį išėmėme. Fotografuojant NIR kamera jis juodas, kadangi nepraleidžia šių spindulių; dešinėje - fotografuojant įprasta kamera – filtras skaidrus
8 pav. kairėje – įkaitusi elektrinė viryklė prie įjungtos šviesos; dešinėje – prie išjungtos šviesos
Nuorodos:
- http://homepage.ntlworld.com/geoff.johnson2/IR/
- http://dolphinhome.net/proj_1.html
- http://www.analemma.de/english/quickcam.html
- http://geektechnique.org/projectlab/254/
- http://www.lpi.usra.edu/education/fieldtrips/2005/activities/ir_spectrum/ir_webcam.html
Redagavo: Darius Grigaitis.
