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적외선으로 보기

빛의 파장에 따라 사진이 어떻게 달라질까? (UV/IR 사진)

by suschoi 2024. 9. 26.

 

알리에 주문한 365nm (UV 파장 대역) 투과 필터가 도착해서 호기심 테스트 진행 했습니다.

혹시라도 가시광선 이외 파장 대역 사진에 관심 있으신 분들께 도움이 되었으면 합니다.

UV (자외선) 및 IR (적외선) 사진 간단 이론
1. 카메라 센서에서 UV 및 IR을 받을 수 있도록 센서 앞에 장착 된 UV/IR CUT 필터 제거 필수
-. 일반 카메라는 UV 및 IR을 막는 필터가 기본 장착
-. 천문용으로 일반적으로 많이 사용
2. 렌즈 앞에 원하는 파장만 투과 시킬 수 있는 필터를 장착해서 촬영
3. 필터 장착해서 촬영하면 색상이 틀어지기 때문에 raw 파일로 저장 후 화이트 밸런스 보정 필수

 

1. 실험에 사용한 사진기 및 렌즈

1.1. 니콘 D850 (정상품, UV 및 IR cut 필터 내장) : UV 자외선 및 IR 적외선이 제외된 가시광선 전용 일반 사진기

1.2. 니콘 D610 (풀스펙트럼 개조, UV 및 IR cut 필터 제거) : UV 자외선 + 가시광선 + IR 적외선 까지 수광 가능한 사진기

-> 수광 가능한 파장 범위 : 350 ~1050nm 추정, 파장에 따른 광감응도는 아래 링크의 흑백 센서와 다름)

-> https://www.edmundoptics.com/knowledge-center/application-notes/imaging/understanding-camera-sensors-for-machine-vision-applications/

Imaging Electronics 101: Understanding Camera Sensors for Machine Vision Applications

Imaging Electronics 101: Understanding Camera Sensors for Machine Vision Applications Construction | Features | Spectral Properties Imaging electronics, in addition to imaging optics, play a significant role in the performance of an imaging system. Proper integration of all components, including cam...

www.edmundoptics.com

 
 

소니 흑백 CCD의 파장에 따른 광응답 곡선, 950nm 대역은 가시광선 대역에 비해 광수광 능력 15% 수준 -> 노출 시간 늘려야 함

 

-. 니콘 55mm f/2.8 macro (수동 렌즈)

* 렌즈의 반사 방지 코팅 (AR)은 가시광선용이라 적외선의 렌즈 내부 반사 및 렌즈 구성에 의해서 사진의 가운데가 상대적으로 하얗게 뜨는 hot spot 현상이 발생 할 수 있습니다. 아래 참조

 

https://www.edwardnoble.com/hotspots

 

Infrared Hotspot Lens Test

Various lenses tested for infrared hotspots. A score (out of 100) shows precisely how good these lenses are for near-IR photo in extreme conditions

www.edwardnoble.com

 

https://www.edwardnoble.com/hotspot-info

2.1. UV : ZWB2 365nm (Nantong Foric Optical Glass Factory)

-> 순수한 UV 만 통과 시키는 Band Pass Filter는 아니고 700nm 이상 IR 적외선도 일부 통과 시키는 필터

(이 UV 365nm 필터를 사용하면 700nm 이상의 적외선 대역도 사진에 같이 표현 된다는 의미)

-> 유리 특성상 통상 330nm 이하 UV 파장은 유리에 흡수가 많이되어 투과율이 좋은 UV 대역인 365nm 필터 선택

-> UV 투과 필터를 가지고 태양이나 인공 조명을 보시면 안됩니다. UV가 안보여서 없는게 아닌데 어두워서 잘 안보인다고 UV 광원을 더 오래 볼 가능성이 있어서 위험합니다.

 

2.2. IR : 720 및 950nm (Zomei)

 

 

3. 예제 사진 (사진 순서는 아래와 같습니다.)

3.1. No filter + 55mm macro + D850 (정상품)

3.2. No filter + 55mm macro + D610 (풀스펙트럼 개조)

3.3. UV 365nm + 55mm macro + D610 (풀스펙트럼 개조)

3.4. IR 720nm + 55mm macro + D610 (풀스펙트럼 개조)

3.5. IR 950nm + 55mm macro + D610 (풀스펙트럼 개조) -> 950nm로 갈수록 색정보를 잃어서 더 밋밋합니다.

* 야외 자연광 조건

* D610에서 촬영한 사진의 화이트 밸런스는 녹색잎 동일 부분으로 가능한 맞췄습니다.

 

예제 1

(죽단화/겹황매화)


예제 2

(철쭉)

 

 

 

 

 


예제 3

(불두화)

 

 

 

 


예제 4

(민들레)

 

 

UV 사진은 민들레에서만 두드러지네요.

      

 

 

 


예제 5

(봄까치꽃)

 

 


예제 6

(애기똥풀)

 

 

 

 


보너스 사진 1

1.1. D850 + 실내 자연광

1.2. D850 + 실내 자연광 + UV 365nm 손전등

 

 

위조 감별에 탁월한 UV 손전등 -> UV LED에 ZWB2 필터가 전면에 사용된 방식

 

보너스 사진 2

2.1. D610 (풀스펙트럼 개조, 이하 모두 동일) +

실내 자연광

2.2. D610 + 실내 자연광 + UV 365nm 손전등

2.3. D610 + 실내 자연광, UV 365nm 필터

2.4. D610 + 실내 자연광 + UV 365nm 손전등, UV 365nm 필터

 

 

센서에서 UV를 받을 수 있으니 표현이 극대화 됩니다.

 

무엄하게도 대왕님 다크서클이 극대화 되는 군요. ㅎㅎ

 

추가:

원본 raw 파일 색감 보시라고 첨부합니다.

좌측에서부터 순서대로 365nm -> 720nm -> 950nm -> full spectrum 입니다.

 

 

 

감사합니다.

 

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