特殊摄影:紫外线摄影  

特殊摄影:紫外线摄影  

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什么是紫外线

除了可见光(即波长范围从400到750 nm)和红外光之外,地面水平的日光还包含UV-A(400-320 nm),UV-B(320-280 nm)和少量UV-C(280-200 nm)的光。在大气之上,UV-D或真空UV是太阳光谱的重要组成部分。几乎没有UV-D穿过大气。在甚至更短的波长下,UV范围也可以归入软X射线范围。

UV-B被通常用于制造镜头的大多数材料吸收,并且普通的数码相机传感器在这些范围内也具有较低的灵敏度。UV-C被大气中的氧气迅速吸收,而在地面水平,太阳UV-C与摄影无关。UV-D被包括氮气在内的大气迅速吸收。

我如何到达紫外线摄影

大约十年前,我在近紫外线摄影方面的早期尝试并没有取得多大成功,原因是存在非常大的技术问题,几乎无法解决这些问题。当时很少有摄影师处理这一非常奇特的摄影工作,到现在为止,要获得可靠的信息要困难得多。

对于初始实验,NIR摄影可能只需要便宜,易于查找的滤镜和较长的曝光时间(尽管现代数码相机在将通过其内置滤镜的NIR数量减少到无用方面要比旧相机好得多)低水平)。相反,要获得入门级的UV摄影设备,既昂贵又费时。本质上,相机,数字传感器,镜头和普通滤光片均被设计为可阻挡紫外线辐射,并且您必须向上游游泳才能获得奇数个碎屑,这些碎屑偶然或偶然地以与正常情况相反的方式工作想要的。

它现在更容易在紫外照相开出比几年前,由于目前的布告栏像ultravioletphotography.com和,前后者,www.fotozones.com(链接删除,因为不再自由访问)是自由分发和讨论技术信息。但是,UV摄影需要大量的决心,时间和金钱来获得必要的设备,还需要额外的决心和时间来学习如何正确使用此设备。冒着重复自己的风险:

  • UV摄影并不是您可以在下午开始练习的偶尔追求。您也不能在一周内这样做。如果您有足够的财务资源,运气和正确的信息来源,则可能在几周或(更可能是)几个月的准备后就可以开始。购买正确设备的最初错误可能会造成巨大的损失。
  • 使用简单,便宜且易于购买的设备无法完成UV摄影。用于紫外线摄影的良好设备的财务成本明显高于用于通用摄影设备的财务成本。
  • UV摄影设备基本上不是两用设备。它可以大部分或仅用于单个目的:UV摄影(或有时也用于IR摄影和多光谱摄影)。对于更常见的摄影类型,大多数用于UV摄影的物品都没有实际用途,或者价格太昂贵。

奖励是我们可以记录和研究一个我们无法看到的世界。除视觉吸引力外,紫外线摄影在科学,技术和法证学中也有许多用途。但是,没有太多的科学家使用紫外线摄影来记录宏观物体(除了花和鸟的羽毛外,这是成百上千甚至数千篇论文的主题)。举个例子,当我决定用紫外线(和红外线)观察蜗牛的壳而又不太了解我在看什么时,我发现显然没有其他科学家想到过做同样的事情,于是我可以充分利用我在以下论文中从紫外线摄影中学到的知识:

Savazzi,E。&Sasaki,T。2013:在近紫外线,可见光和近红外辐射中对蜗牛壳的观察。软体动物研究杂志79:95-111。doi:10.1093 / mollus / eys039

一个现实的时间和行动计划去如下:

  • 在购买任何东西之前,请慢慢开始,并在开始阶段阅读很多东西。在公告板上提问。尽力了解技术方面。关于UV摄影设备和方法的已发表观点各不相同,并且在相对较短的时间内(数周或数月),您将能够将知识渊博的资源与不可靠的资源和/或具有既得商业利益的资源区分开。
  • 不要依赖单一的信息来源,尤其不要依赖可能会对他们出售的特定设备“锁定”有商业利益的信息来源。一些有关UV摄影的网站是公开商业的,并且仅出售可用于此类摄影的设备的一小部分。乍看之下,其他网站可以自由交流有关紫外线摄影的信息,但要清楚地识别用于生成已发布图像的滤镜,镜头和技术,远远不够,因此其他摄影师无法使用相同的方法或构建在他们。适用于此评估的良好标准是:
    • 在提供实际的,可用的信息(包括有关竞争对手产品或其他卖方的信息)时,特定的信息源有多开放?
    • 他们是否在试图向您出售“黑匣子”滤镜/镜头/相机,而没有关于哪家公司实际制造的信息?例如,将“幻想名称”用于UV-pass滤镜或UV透镜是一种较早的赠品。Google提出要出售给您的任何物品的名称。如果找不到任何内容,或者只是在同一网站上提到了该特定项目,请询问他们为什么。如果他们没有获得真实的,可验证的信息,请让他们走到其他地方。即使是Tochigi Nikon,CoastalOpt,Thorlabs,Edmund Optics,Asahi Spectra等知名公司,即使是特定产品的独家制造商或分销商,也可以信赖,并且通常会提供有关其产品的非常详细的技术信息。另一方面,一个人的公司,当然不是在地下室生产UV通滤镜和镜片,而是仅销售大型公司生产的产品,并可能直接从这些公司提供给任何感兴趣的买家。在这种情况下,如果仅设法确定实际来源,就可以避免加价,因此值得调查。
    • 特定的信息来源是否推荐由多个网络来源进行了充分记录,测试和审查但只能从单一来源购买的设备?这可能是一个警告标志,尽管不一定是避免它们的标志。许多在UV摄影中最有用的滤镜仅由一家公司制造。但是,除了制造商本身之外,这些过滤器通常还可以从多个分销商处获得。其他公司的过滤器可能略有不同,但基本相同。在目前为紫外线和多光谱摄影设计的少数镜头中,CoastalOpt 60 mm Apo Macro和Tochigi Nikon 105 mm UV Nikkor可以通过一些大型摄影器材经销商来购买,但是个人购买者可以直接从各自的工厂订购这些产品,通常可以在此过程中节省大量资金。取出信用卡之前,先橱窗购物。
    • 来自商业来源的信息是否与可从公告栏和不出售设备的网站等开放来源获得的信息一致?如果后一种来源可验证地独立于商业来源,则这是一个令人鼓舞的信号。如果他们只是模仿商业来源提供的信息,请谨慎操作,在这种情况下,实际上,无论信息被复制和重新发布的频率,您只有一个信息来源。
  • 继续保持最新状态。您学得越多,您就越有能力从谷壳中分离出小麦。在过去的五年中,紫外线摄影发生了很多变化,并且在接下来的几年中还会有很多变化。几年前,许多公认的智慧仍然是真实的,但其中一些不再被认为是有效的。我建议从紫外线摄影网站开始,但是要搜索其他信息来源-可用性和有用性变化很大。
  • 在六个月到一年的时间内逐步建立您的初始套件,并在这段时间内分散您的购买。有时确实会发生“一生的交易”,但通常只对卖方而言,这是一笔划算的交易。有时在eBay上可以获得很好的交易,但是一笔太好了以至于无法实现的交易显然是一种赠品。一款eBay紫外线UV尼克尔105毫米广告纸,价格为2,000美元,就像8月份7月份的大虾剩菜一样,特别是如果来自上周在eBay上注册的卖家提供了两个用户反馈,或者直到现在一直在出售旧明信片以及来自同一eBay帐户的厨具(欺诈者通常使用被劫持的eBay帐户)。
  • 千万不能吝啬相机。从一台好的UV相机开始,因为您可能会使用很多年。如果相机不适合进行紫外线摄影,您将永远不知道还有什么(如果有的话)做错了。
  • 不要用相对廉价的UV镜开始,但只有一个或两个。有足够不错的选择。不要从非常昂贵的产品开始,除非由于其他原因已经可以使用它们。不要随意购买旧的镜头,希望有机会买到一种适合紫外线摄影的镜头,但至今仍未被发现。绝大多数新旧镜头都不适合进行紫外线摄影,因此,在找到可用的镜片之前,您可能需要先购买一百片。对于您最初购买的镜头,请遵循更有经验的UV摄影师的建议。
  • 千万不能吝啬滤波。开始只是一个单一的久经考验之一,巴德尔ü。它并不便宜,但它可以工作(或者:如果您无法获得良好的结果,则故障在其他地方,而不是在过滤器中)。只有经过一段时间和实践(以及足够的调查),才能尝试更多的异国情调。购买可以在紫外线透镜和照相机上使用的滤光片。在许多情况下,对中长焦距的镜头右侧适配器,就可以使用25毫米/28毫米/ 1.25″过滤器,而不会造成任何暗角。你可以请使用52mm / 48mm / 2“滤镜,但是在大多数情况下,并不需要特别大的直径,特别是在小型传感器上,并且更昂贵。您可以测试给定的滤镜尺寸以使其在可见光范围内渐晕(例如带有圆形孔)订购紫外线滤镜之前先在给定的相机和镜头上切下安装在滤镜支架上的黑色硬纸板片),然后找出哪种滤镜尺寸在镜头光圈完全打开时不会出现渐晕现象,然后购买该尺寸或更大的尺寸。
  • 在日光充足的情况下开始对UV摄影进行试验,并使用三脚架。调试完最初的问题后,请购买价格不贵且合适的无涂层电子闪光灯(请参阅www.ultravioletphotography.com或下面的某些链接),或者如果您已经有摄影棚闪光灯并且对以下内容感兴趣在室内对象中,请考虑投资购买无涂层的试管和球罩。您最终将需要一个人工紫外线源,但最好从直接日光开始,除非您已经有一个带有易于更换的灯管的影室频闪和/或生活在日光是稀有或不可靠商品的地方(例如我)。

相机和相机传感器

相机传感器对UV-A中等敏感,尽管程度不如可见范围(400-750 nm)。在比UV-A短的波长下,普通相机传感器的灵敏度会随着波长的减小而迅速降低。这是由于多种因素的综合作用,其中最重要的因素可能是拜耳彩色滤光片和传感器芯片顶部内置的微透镜的吸收。根据其厚度和成分,覆盖芯片并将其密封在其陶瓷封装内的玻璃窗可能成为透射或UV-B和UV-C的障碍,但通常对UV-A来说是非常透明的。该窗口的抗反射涂层通常设计为在可见光范围内最有效,并且其中一些可能会反射紫外线到不同程度。

不含微透镜和拜耳滤光片的摄像机传感器可以在UV-A和UV-B范围内使用。保护传感器的窗口有时没有涂层,或者用针对紫外线透射而优化的涂层进行处理。相同类型的摄像机传感器有时完全没有保护窗,并且完全暴露于通过镜头的任何辐射下。在这种情况下,传感器极易受到损坏(例如,大气湿度可能腐蚀真空沉积的铝电气路径,因此为此目的需要使用金,并且在不损坏传感器的情况下也无法清除任何灰尘颗粒),并且切勿从相机上取下镜头。该设备价格昂贵,并且具有特定的技术用途,但它根本就是错误类型的UV照相设备。

Fujifilm过去曾为紫外线(正式的,只有380 nm)和多光谱摄影制作DSLR模型。它们不再可用,并且修改通用DSLR或无反光镜相机以尝试获得这些特殊相机之一更为实用。

紫外线和多光谱转换

实际上,通用数码相机中的所有传感器都覆盖有单独的防紫外线和防红外线滤镜。在大多数情况下,尤其是在现代相机中,此滤镜对于其预期目的非常有效,必须将其移除才能在UV(和IR)范围内成像。通常,该滤光片还带有两层双折射材料薄层,可提供抗锯齿功能。越来越多地缺少这种抗混叠滤镜,并且通过相机软件可以校正混叠和相关的色彩波纹现象。

在数码单反相机中,通常用对目标波长透明的光学玻璃窗代替该滤光片。这是必需的,因为简单地卸下滤镜会改变镜头座和传感器之间的光学距离,而镜头座和光学取景器之间的光学玻璃之间的光学距离不变。卸下过滤器而不更换它会导致两个单独的问题:

  • 相机无法再用普通镜头对焦于无限远。
  • 正确聚焦在取景器中的图像聚焦在传感器上,反之亦然。如果仅使用实时取景进行对焦,仍然可以使用以这种方式修改的DSLR。

在所谓的多光谱转换中,传感器可以记录的对大多数或所有波长都透明的窗口代替了内置滤镜。在UV转换中,将使用UV通滤镜代替。各种红外通滤镜也可以用作红外照相的替代品。此修改基本上是永久性的。因此,最通用的转换是多光谱类型,它需要将滤光器安装在相机镜头的前面(或后面)以隔离光谱的子集。

大多数数码单反相机允许调节玻璃和镜头座之间的距离,在某些型号的相机中,调节范围可能足够大,从而可以在取下紫外线和红外滤光镜后重新校准取景器的焦点,而无需更换窗口。原始的UV截止滤光片和IR截止滤光片的厚度在相机品牌和型号之间变化很大,这在该解决方案的可用性中也起着重要作用。这种重新校准不能解决镜头不再聚焦于无限远的问题。因此,DSLR转换通常用透明窗口或过滤器替换内置过滤器。另一方面,当使用无反光镜相机和安装在适配器上的镜头时,可以简单地卸下内置滤镜而无需更换,

可以重新校准许多镜头的无限远对焦位置,并且在某些情况下,调节范围足够大,可以在已取下内置滤镜但未更换内置镜头的相机上进行无限远对焦。例如,Novoflex Noflexar 35 mm就是这种情况。

在尼康数码单反相机,旧的D70和D70S频传特别适合于紫外线摄影。尽管不是全部,但许多其他模型也适用。几个Micro 4/3相机也可以正常工作。我在这里讨论了我为多光谱(包括紫外线)摄影修改的Panasonic G3,效果非常好。过去,人们经常说佳能数码单反相机不合适。过去也曾说过,CCD传感器比CMOS传感器更合适,但是目前的知识并不支持这一点。功能强大的紫外线相机,例如Panasonic G3和GH系列具有CMOS传感器。在某些站点上指出,这些相机中的某些即使不做任何改动也适用于UV摄影。我更喜欢用这样的说法来证明这一点,即其中一些未经修改的相机即使在存在大量紫外线的情况下,也可以以非常长的曝光时间在(非常)紫外线范围内进行成像,但对于这种情况,当然不能称其为最佳相机。应用。

要考虑的另一个因素是,使用安装在镜头上的紫外线通过滤镜(只要有足够强的连续紫外线照明),实时取景对于取景和对焦非常方便。实时取景还可以实现精确的聚焦(通过电子放大实时取景图像的一部分),尽管这需要比查看整个帧所需的更强的UV源。尼康D70等较旧的相机缺乏实时取景,因此必须在没有紫外线滤镜的情况下进行对焦和取景。UV焦点偏移(请参阅下文),以及在高放大倍率下,滤镜的厚度可能会略微改变焦平面,而对于这些较旧的相机,只有在检查了图片之后,此问题才变得明显。

紫外线摄影的技术方面 

UV图像记录了人类可见范围之外的辐射。因此,没有“正确的”白平衡来显示这些图像,并且,如果您只想尝试假彩色图像的视觉效果,则可以自由尝试最离谱的白平衡和颜色重新映射技术。

借助可记录相对较宽的紫外线光谱的照相机,镜头和紫外线滤光片,拜耳传感器通常会提供一系列假色,包括红色,品红色,黄色,绿色以及蓝色和紫色阴影。之所以将它们称为假色,是因为它们与在可见范围内显示的对象的实际颜色没有任何关系。花的图像通常提供最广泛的UV假色范围。但是,大多数花朵只显示一种或两种UV假色,要体验全部色域,您需要尝试使用相当多的花朵。

如果您的镜头仅透射最长的UV波长(即最接近VIS范围的波长),则您的UV图像将是单色的紫罗兰色(如果您使用相机的内置阳光白平衡),并且与您所拍摄的物体无关不会得到其他错误的颜色。同样,如果您使用的是单色照明光源(例如,UV LED手电筒),即使潜在地存在于被摄对象中,您也只会得到很少的伪色或没有伪色。

UV伪色与对象反射的近似UV波长之间似乎存在某种关系。但是,这种关系在不同的相机型号中可能会有所不同,并且会受到所使用的色彩平衡以及包括被摄体和照明源在内的其他因素的强烈影响。

“蜂视力”以及所有这些 

有时,UV假色与VIS颜色结合在一起,并且在后期处理中重新映射图像的颜色通道并重新混合,以给人留下印象,即昆虫,鸟类和其他能够在UV光谱中视觉的动物如何看到给定的对象。

我强烈反对将这些图像称为“蜜蜂视觉”,“蝴蝶视觉”,“鸟类视觉”等。动物(和人类)视觉涉及视网膜以及大脑中的大量数据后处理。记录该物种在视觉上感知给定主题的方式并将其转换为人类感知体验的方式已经超出了我们目前的能力范围,而且可能是不可能的。另一个物种的视觉感知神经信号很可能完全不属于我们的大脑。

例如,某些动物可以感知到四种或更多种颜色。我们的大脑只能处理三种成分的颜色,因此它们无法以与这些物种相同的方式处理第四种颜色通道,就像它们无法处理多维实体的感知一样(我们可以可以通过使用许多图表和公式来最好地可视化数据,但是传达实际的感知是完全不同的事情)。因此,这些“蜜蜂视觉”等图像充其量仅是对普通非科学公众的科学博览会和展览会有用的好奇心,并且应始终贴上以上警告。

好的科学确实可以在蜜蜂的视觉等方面完成。它是在实验科学框架内和经过精心设计的实验中完成的,例如通过观察蜜蜂的行为以及在受控环境下对自然和人为改变的花朵和照明光谱的响应,以及通过测量当蜜蜂以不同的辐射波长出现时,与视觉系统有关的神经活动。参见例如:

  • Horridge A.2019-视觉系统的发现:蜜蜂。CABI 296页。
  • Horridge A. 2011-蜜蜂看到了什么?我们怎么知道?对科学理性的批判。360 pp,ANU E出版社。

我的观点是,通过使用UV和VIS滤镜拍摄花朵的图像,在Photoshop中重新映射花朵的色彩通道并将其称为“蜜蜂视觉”,才能做到良好的科学。

本网站上用于紫外线摄影的相机的链接:

请参阅“相机”部分的索引

镜片 

可以为UV-A和UV-B摄影设计特殊镜头。例如,这包括尼康UV Nikkor 105毫米(和光学上相同的To木尼康UV Nikkor 105毫米),CoastalOpt Apo Macro 60毫米UV Rodagon 60毫米。这些镜片都不便宜,并且大多数不再生产。这些镜头中有几个镜头的焦距也相对较长,这限制了它们在风景摄影中的用途。

至少有一些通用摄影镜头也可以透射很少量的这些波长(请参见下面的链接),因此可以使用改进的通用数码相机和通用镜头在近紫外线下拍摄阳光照范围,至少对于允许相对长时间曝光的静态主体。

尼康EL-Nikkor增倍镜通常用于UV摄影(请参阅下面的链接)。一度被认为是紫外线摄影的最佳通用镜头,但与上述镜头相比,它们在紫外线中的透射率要低。尽管如此,它们为低至约365 -380 nm的波长提供了很好的替代方案。EL-Nikkor 63 mm f / 3.5曾一度被认为具有出色的性能,但其他几种型号(特别是旧式金属枪管系列)也同样适用。

适用于UV成像的短焦距镜头(通常称为广角镜头)是一个特殊问题。这些透镜通常使用大量的光学元件,这使它们本质上不利于UV成像。有几种便宜且容易获得的传统35毫米镜头型号适合进行UV成像(自从这些镜头的紫外线特性出名以来,在eBay上的可用性似乎有所下降,但这就是生命)。可用于紫外线成像的焦距较短的镜头非常稀少。我目前最喜欢的是Enna Lithagon 28 mm f / 3.5(及其Porst 28mm f / 3.5“克隆”相机)和Nikon AI-S Nikkor 24mm f / 2.8。所有这些镜头均设计为覆盖全画幅胶片/传感器,因此,要充分利用其像圈,应在全画幅相机上使用它们。它们仍然可以在APS-C或Micro 4/3相机上用于UV成像,但是在这些相机上,它们表现为中等焦距的“正常”镜头。有一些可用于UV的传统镜头,即使在Micro 4/3上也表现出“适当”的广角,例如Pentax-110 18 mm f / 2.8。即使是某些现代自动对焦镜头,例如Sigma 19 mm f / 2.8和30 mm f / 2.8,也可以在380至400 nm之间的最高UV波长下使用。

的适合于紫外成像遗留镜片最大列表是那些上ultravioletphotography.com,但这些列表已经从使用的不同的测试标准多个源编译。在购买任何东西之前,您应该先做作业,然后向Google进行使用感兴趣的镜头型号拍摄的实际UV图像,然后将其与其他具有相同焦距的镜头拍摄的UV图像进行比较。

UV摄影中使用的许多通用镜头的问题是可见光和UV范围之间的所谓焦点偏移(严格地说,这不是焦点偏移,这是一种不同的现象,而是一种色差)。在仅紫外线成像中使用实时取景聚焦时,此问题通常并不严重,但在叠加以不同波长记录的图像时,在多光谱摄影中仍必须考虑该问题。

野外紫外线摄影 

当需要比较两个波段中的图像时,交换滤镜是在UV和VIS中记录图像的最常用方法。如果需要在不同波段精确定位图像,则还需要使用三脚架。但是,许多公共场所都限制了三脚架,独脚架和自拍杆的使用。在某些情况下,我听说植物园的摄影师遭到狂热的工作人员的搭cost,甚至受到骚扰,即使他们以安全且通俗的方式使用三脚架也是如此。看来他们的动力通常不是来访者和植物的福祉,而是摄影师在从事商业活动的担心。由于世界上大多数国家的大学和非营利研究机构都处于各自政府的长期经济封锁状态,

如果不需要完美的套准,或者应该避免不必要的注意,我发现最简单,最快的方法是随身携带两台相机,一台用于紫外线,另一台用于VIS。只要它们提供相同的视角,它们就不必是相同的模型或格式。例如,具有12-40 mm f / 2.8 Pro变焦(12毫米)的Olympus E-M1 Mark II在VIS上几乎可以与我的全光谱Sony 7R II和VIS- AI-S Nikkor 24 mm f / 2.8紫外线完美匹配。

诸如Bader U和Primalucelab U之类的二向色涂层滤镜的异常外观会提示路人凝视和提问,从而引起可能干扰您的摄影计划的工作人员的注意。使用后置过滤器可避免此潜在问题(尽管这不是使用后置过滤器的最重要原因)。

首先,我拍摄UV图像,这需要一些时间,因为它需要手动聚焦和使用图像放大倍率,而且通常需要手动停止镜头。然后,我将UV相机垂悬在我的胸部上,举起VIS相机,并在A模式下通过AF和自动曝光拍摄快速照片,这需要几秒钟左右的时间。只要将两个摄像机的颈带调整为不同的长度,将两个摄像机撞在一起的风险就很小。这种方法的一种变型可以使用腰挂或肩挂的包作为双相机皮套。

特殊摄影:紫外线摄影  
特殊摄影:紫外线摄影  
瑞典Finspång城堡,顶部:VIS,底部:UV。

尽管UV图像本身具有美学吸引力,但UV图像的技术和法证用途之一是有时它们会显示出明显的UV反射率差异,而VIS中没有显示。在上面的示例中,UV图像显示在城堡的左翼进行了广泛的修复/重新粉刷,而VIS图像中未显示任何内容。

本网站上用于紫外线摄影的镜头的链接:

请参阅“ UV镜片”部分的索引

筛选器

紫外线摄影通常需要一个滤光片,该滤光片能阻挡比紫外线更长的波长,因此它们对图片没有帮助。当摄影师谈论紫外线滤光片时,通常指的是对紫外线不透明且可以透射更长波长的滤光片。这些滤镜更恰当地称为UV截止滤镜。这与我们需要的紫外线摄影相反。我们想要的是紫外线通过滤镜。数码相机的一个特殊问题是它们的传感器对近红外(NIR)非常敏感,任何通过UV通滤镜泄漏的NIR通常都会破坏所记录的图像。

传统上,紫外线通过滤光片是由不同类型的离子玻璃制成的。实际上,所有这些类型的玻璃都可以透射近红外。因此,除非与NIR截止滤镜组合使用,否则传统类型的UV-pass滤镜对于数字UV摄影基本上是无用的。多个滤镜会增加内部反射和对比度损失的风险。

用于紫外线摄影的最常用的现代滤光片有以下三种类型:

  • 夹心式滤光片,是通过将一叠不同类型的离子玻璃粘合在一起而制成的,以允许UV透射而不是IR透射。用于粘合层的光学胶必须能透射紫外线(不能使用加拿大香脂)。这种类型的多层滤镜通常显示出比其他滤镜类型低的对比度和图像分辨率。
  • 组合的电介质和离子过滤器,它将离子玻璃的单层或多层堆叠在一起,并在过滤器的一个或多个表面上具有电介质涂层。用于紫外线摄影的最有用的滤光器类型是单层离子玻璃,并且两侧各有不同类型的涂层。介电涂层最多可包含一百层。
  • 介电滤光片或干涉滤光片,其在熔融石英基板上使用介电涂层,该涂层可透射紫外线,可见光和近红外辐射。

介电涂层具有可变的光谱透射性质,这取决于辐射的入射角。因此,不应将它们与广角镜一起使用。抗反射涂层与介电涂层相似,但通常由较少的层组成。一些传统的紫外光通过离子滤光片有抗反射涂层的版本(例如,Thorlabs提供),并且在图像对比度方面比未涂层的同类产品要好。但是,抗反射涂层不能解决NIR泄漏问题。

特殊摄影:紫外线摄影  
离子紫外线滤光片,由于暴露在空气中而退化。
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光学表面降解的细节。

许多传统类型的离子型可通过紫外线的光学玻璃在暴露于空气和/或湿气时会变质。这种劣化使过滤器的表面变得“无光泽”,并严重降低其性能。根据气候和湿度的不同,其中某些类型的玻璃可能会在短短几个月内明显变质,通常在其光学表面上会出现可见的“开花”,“结冰”或苔藓状的无光泽区域(请参见上文)例子)。这种降解可能看起来像霉菌,但不是生物学原因,清洁过滤器只会使情况变得更糟。在其他类型的通过紫外线的离子玻璃中,变质不是立即可见的,但是清洁这些滤镜之一会导致微小的玻璃颗粒从其光学表面脱离,并使滤镜无法用于UV摄影。

据报道,对空气和湿度敏感的紫外线通过离子玻璃过滤器进行适当的清洁是可行的,而损伤仍处于其初始的,几乎看不见的状态。介电涂层通常可保护过滤器表面免受此类损坏,但在清洁时需要格外小心。通常,除非需要清洁意外的指纹,否则仅使用鼓风机清洁涂层过滤器。在影响图像质量之前,滤镜上会带很多污垢和灰尘,特别是如果滤镜受镜头遮光罩保护或后装在镜头和相机之间时,尤其如此。另一方面,模具应先清理干净,然后才有机会蚀刻到滤光片涂层或光学表面中。

除非这些离子玻璃类型的光学表面受到足够厚的介电涂层的保护,或者用更高抵抗力的类型的玻璃和防潮和防潮的光学胶夹在中间,否则这些滤光器仅可用于光度法(尽管它们可能需要定期重新测量)。 -设备校准),但不适用于成像和摄影。上图中的过滤器在相对的表面上仍具有原始的电介质涂层。但是,电介质涂层中的任何划痕为更严重且稳定增长的损坏开辟了道路。在极端情况下,降解会从夹心式或组合式过滤器的边缘开始,离子玻璃会暴露在空气中,而这种腐蚀会吞噬掉玻璃,使其流向过滤器的更多中央区域。在这些情况下,

存在其他类型的紫外线通过滤光片,但通常非常昂贵。例如,所谓的太阳盲滤光片(仅透射被大气选择性吸收或不被太阳发射的紫外线波长)在熔融石英基板上使用纳米级的金属线栅来反射更高的波长。使用平行纳米线的部分相似技术可以构建对紫外线有效的偏振滤光片。这些是非常昂贵的特种过滤器,具有军事和工业应用,在二手市场上很少见。

长时间和/或长时间暴露于紫外线辐射会使许多类型的紫外线通过滤光片退化,并导致较低的紫外线透射率。有时称为 日晒(与同名的暗室打印过程无关)。通常,这种类型的降级不影响图像质量,但是需要更长的曝光时间或更强的紫外线源。这尤其可能发生在放置在UV源而不是相机镜头上的滤镜上。对于某些用途,制造商建议在使用六个月或一年后更换紫外线通过滤光片,尽管此建议可能是由于必须避免日晒和空气降解的结合而决定的。

为了在UV摄影中获得最大的耐用性,应该只选择光学表面涂有介电层的滤光片,如果可能的话,请在相机镜头上而不是光源上使用滤光片,并在不使用时保护它们免受过多的湿度和强光的影响。使用永久保留在紫外线通过滤镜上镜罩,不仅可以改善图像对比度并减少内部眩光的危险(请参阅此处),还可以减少意外接触滤镜表面的风险。

安装在滤镜上的镜头盖也使操作滤镜更加容易,风险也更低。将滤镜拧入镜头的滤镜安装座后,请取下镜头盖,并在旋松滤镜之前重新盖上镜盖。

只能用新的(从未使用过的)光学级纸巾擦拭光学表面,并且只能用酒精,镜头清洁剂或水弄湿(不滴落)毛巾。使用后立即扔掉镜头清洁纸巾,以确保您不会误用它。使用前,擦镜巾的擦拭光学表面的部分不得接触或擦拭其他任何东西(包括手指)。切勿使用干的镜头清洁巾或除眼镜巾以外的任何东西擦拭光学表面(我不相信光学表面上可重复使用的微孔毛巾,尽管它们可用于其他表面)。在昂贵的设备上使用之前,请练习用新的清洁液或镜头清洁毛巾清洁一块玻璃或便宜的防紫外线滤镜。

特殊摄影:紫外线摄影   特殊摄影:紫外线摄影  
可见光(顶部)和紫外线(底部)中的两种不同类型的防晒霜。

防晒霜,化妆品和各种喷雾罐应远离照相器材。它们可能很难从光学表面上去除,并且其中一些可以非常好地阻挡紫外线辐射。

链接到此站点上用于UV摄影的滤镜:

请参见“ UV和IR”滤镜部分的索引

紫外线辐射源

警告。紫外线会损害眼睛和皮肤(尤其是紫外线B和紫外线C,但紫外线A绝对不安全),因此,请勿凝视紫外线光源,并避免皮肤暴露。即使光源不是很强,暴露于紫外线也会由于在紫外线的作用下眼睛的虹膜不收缩而加重了紫外线的影响,从而增加了对眼睛的有效照射。最好在不使用时关闭紫外线源,并戴上可减少紫外线辐射的护目镜(例如,由UVEX制造并专门分类为防紫外线的护目镜,而不仅仅是滑雪镜或时尚护目镜),以防止长时间的紫外线照射。在摄影过程中长期暴露于间接紫外线。一些处方眼镜不能阻挡紫外线,许多便宜的太阳镜对紫外线透明。

特殊摄影:紫外线摄影   特殊摄影:紫外线摄影  

作为纯紫外线光源,最初,我尝试了“黑光”荧光灯管(可以拧入普通灯泡插座的类型)和紫外线LED灯组(可以安装在12 V卤素灯插座中)。 。后者似乎比荧光灯管产生更多的蓝色和靛蓝光,而产生的紫外线更少(至少在我尝试过的模型中)。LED组可以由电池供电或由12V直流电源供电,但它们消耗的电流非常小,以至于用于卤素灯的12 V固态变压器有时会误以为没有灯,并拒绝提供灯。当前的。普通的白炽灯泡(尤其是功率较高且开尔文温度较高的灯泡)确实会发出可能有用的紫外线,但它们还会发出更多的红外线。我在这里测试了其他紫外线源这里

专业连续光源能够产生相对大量的紫外线(例如,用于胶粘剂固化和荧光显微镜检查)。电子闪光灯管确实会产生大量的紫外线,通常会通过管外表面上的淡黄色涂层将其过滤掉(有时滤镜是用于制造该管的有色玻璃,因此不可拆卸)。闪光灯的塑料出射窗也可阻挡紫外线,有时具有明显的淡黄色,表明存在吸收紫外线的材料。

特殊摄影:紫外线摄影  
威达285HV
特殊摄影:紫外线摄影  
梅斯Mecablitz 45 CT-1

有一些专门的电子闪光灯设计用来提供未过滤的紫外线,但是它们很稀少,并且可能大部分已经停产(这包括尼康SB-140)。原则上,可以尝试通过移除塑料出射窗来转换具有未镀膜管的通用电子闪光灯。Vivitar 285(及其更新,更昂贵的复兴产品285HV)和Metz Mecablitz 45 CT-1是已知已成功进行改装的旧的(通常是便宜的)电池供电闪光灯模型。

卸下Vivitar 285的闪光灯窗口既困难又麻烦(实际上最好在窗口中切一个矩形孔),而使用Metz 45则很容易。早在1990年代,就已经建议将Metz 45 CT-1用作胶片UV摄影的UV源(即使不移除前塑料窗,这意味着它只能在360-370 nm下使用)。它在二手市场上经常且便宜,并受到一些紫外线摄影师的推荐。移除窗口后,我发现它至少可用于325 nm,甚至可能为300 nm。与Vivitar 285相比,它产生的紫外线量要高得多。

Metz 45 CT-1的原始可充电镍镉电池组几乎总是无法使用。在中国制造的用于6节AA碱性电池的备用电池座价格便宜且普遍可得。在网站和公告板上经常提到的是,可充电电池和碱性电池组是不同的,并且使用不同的电触点(的确如此)。但是,我和其他摄影师已经成功地为未修改的碱性电池盒装入了六块Eneloop氢化镍电池,并且以这种方式使用闪光灯没有任何明显的问题。这些电池的电压比碱性电池低约1.5 V,而电子产品似乎能够应付这种差异。

无需为此在碱性电池组中添加电容器(原始Ni-Cd电池组中的电容器仅用于平滑充电电压,而早期的原始可充电电池组中没有)。

Metz 45 CT-1的触发电压可能会很高,建议通过光学或无线电从站发射它,而不是直接将其连接到数码相机。

在某些公告板上说,CT-1的塑料前窗很容易弹出,而无需打开闪光灯盒。这不是很正确,因为这样做可能会损坏窗户和/或外壳。卸下四个螺钉即可轻松打开外壳的头部(必须注意不要触摸任何电子设备,请参见下文)。然后,窗口滑出,并且可以根据需要放回去。

随后的某些Metz型号可能具有UV涂层管。

可以通过将未涂紫外线的管替换为紫外线涂层的管来修改工作室频闪灯。演播室频闪灯的无涂层替换管比涂有紫外线切割层的管便宜。中国制造的廉价,业余水平的工作室频闪有时会使用未镀膜的灯管。这些廉价的闪光灯既不耐用,也不可靠,也没有特别强大,但对于演播室紫外线摄影来说,它们可能是可以接受的折衷方案。有关用于UV摄影的摄影棚闪光灯组件的最新讨论,请参见此处此处

修改电子闪光灯时要注意一点:即使关闭电源并拔下电源线和电池,其电容器也可能存储致命的高压电荷。电容器可能会保持充电数小时或数天,特别是在电池供电的设备和廉价的录音棚设备中,这些设备在关闭电源后不会主动使电容器放电。

即使手动触发闪光灯,电容器中仍可能残留危险的电荷。这也适用于电池供电的设备。更换闪光灯之前,请确保您知道自己在做什么,并检查高压。

特殊摄影:紫外线摄影   特殊摄影:紫外线摄影  

以我的个人经验,带无涂层灯管的闪光灯是迄今为止最实用的UV摄影辐射源(上述示例)。使用强大的发射器,我可以记录低至300 nm的辐射(如右图所示为蓝色;请在此处查看详细信息)。但是,连续的紫外线源也非常方便,因为它可以在实时取景中对物体进行对焦和取景,而无需从镜头上取下紫外线通过滤镜。UV LED炬管可用于低至约365 nm的目的,但是发射较短波长的LED强度低且价格昂贵。标称被指定为发出365 nm辐射的LED通常会发出370、375甚至380 nm的光。这在eBay上出售的廉价中国紫外线手电筒中尤其常见(其中有些甚至只发出可见光范围内的405 nm)。

某些类型的专用荧光灯管在UV-A,UV-B和UV-C范围内发出更宽的UV辐射。对于不同的波段,必须使用不同类型的灯管。通常,对于摄影来说,它们的发射时间太周了,它们的用处主要在构图和对焦方面。

该站点上用于紫外线摄影的电子闪光灯的链接:

Bowens双子座500R
Bowens双子座1500Pro

链接到此站点上用于UV摄影的连续UV源:

持续不断的近紫外线源
建造紫外线LED灯

紫外线摄影中的白平衡 

该部分的标题听起来像是一个难题,因为紫外线摄影记录了人眼看不见的电磁频谱的一部分。但是,在UV相机中设置的白平衡(WB)对相机在UV摄影中记录的假色有很大的影响。WB不一致会导致UV记录的图像的伪色无法在各个相机之间进行比较。与可见光中的白平衡不同,在紫外线摄影中,没有单独的“正确”白平衡,而紫外线摄影中白平衡的主要目的是在不同的相机上获得可比的结果。

在这种情况下,照明源也很重要。通常在阳光直射或电子闪光灯下为对象设置可见光范围内的白平衡。鉴于这些似乎是UV摄影中最常用的照明源,因此将其中一种用于WB确实很有意义。

我目前对这个问题的理解是,可以在UV摄影中使用两种类型的WB,以使图像在相机之间具有可比性:

  • 在不使用任何滤镜的情况下设置白平衡,除了UV截止和NIR截止滤镜(如B + W 486或Baader UVIR截止)外,可以在内置UV和IR之前大致恢复相机的原始光谱性能-cut过滤器已删除。通常,这与相机的“标准”日光或电子闪光灯WB适度但不大不同。
  • 使用与记录图像相同的UV滤镜,将WB放置在参考基板上。参考底物可以是以下之一:
    • Spectralon白色目标。Spectralon在化学上类似于PTFE(也称为Teflon),尽管Spectralon似乎是一种高反射率的烧结粉末,含有大量的微观空隙,而Teflon通常是紧凑的,反射率较低的固体。因此,Spectralon对渗透到其孔中的油性物质甚至空气传播的交通污染敏感。Spectralon通常以对从光学设备中回收的球体以及平坦的圆形目标(已校准或未校准)进行积分的形式在二手市场上找到。
    • PTFE白色靶。如上所述,固态PTFE的反射性低于Spectralon。但是,其光谱性质保持相似。PTFE的问题在于其较高的半透明性,这意味着应使用至少5-10 mm的厚度。
    • 磨砂铝面板。干净的未阳极氧化的铝在远紫外光下的反射率几乎呈线性。通过刷铝表面难以获得无方向性的反射率,可以抵消这种高度期望的性能。喷砂可能比刷牙更好。
    • 薄的(约2毫米)PTFE薄板背面衬有略微磨砂的铝箔或薄板的组合。这结合了两种材料的最佳性能。不得使用胶水将两种材料粘合在一起。

第一种方法使用相同的白平衡,而不管使用的是紫外线滤镜。当我需要在VIS和UV成像之间快速切换时,这是我用于图片的白平衡类型。第二种方法可以与一个特定的紫外线通过滤镜一起使用,以设置“参考” WB,也可以针对每种滤镜类型分别进行设置。这意味着第二种方法更多地取决于所使用的设备。两种方法都有优点和缺点,并且如上所述,没有客观上正确的方法。

用于WB的普通白卡和灰卡在可见光范围内具有不可预测的UV和IR反射率,因此不应用于此目的。但是,烧结的PTFE除非被其他化学物质污染,否则作为VIS和UV反射目标的性能非常好。对于相对不苛刻的用途,即使是几毫米厚的干净的普通PTFE片材也可以令人满意。

上面讨论了紫外线成像中的白平衡问题。如果没有适当的白平衡,即使图像包含某些假色,但如果使用了错误的白平衡,该假色也可能会被忽略,从而使图像看起来是单色的。

如果要发布需要与其他摄影师记录的UV图像进行比较的UV图像,则需要使用白平衡来产生一致的视觉效果。如果需要比较使用相同相机和滤镜但使用不同镜头拍摄的图像,则需要使用完全相同的白平衡以及相同的被摄对象和照明源进行比较。为了进行可靠的比较,这排除了阳光,阳光会随天气,位置,一天中的时间和季节而变化。电子闪光灯,尤其是带有无涂层灯管的摄影棚闪光灯,是这类测试的更一致来源。

有关UV成像中白平衡的更多信息,请参见此处

问题多于答案

特殊摄影:紫外线摄影  
电子闪光灯。
特殊摄影:紫外线摄影  
Exo Terra ReptiGlo 10.0“ UV-B”荧光灯管。带有堆叠式Schott BG40和Thorlabs FGUV5滤光片的两个图像。没有后处理。

荧光灯和电子闪光灯对某些对象的影响可能会有所不同。在上面的示例中,左侧使用了电子闪光灯,右侧使用了“ UV-B”荧光灯管。花中心附近的花瓣和耐力的花丝与两种来源的反应非常不同。这可能是由于两种光源的光谱发射不同,也可能是由于某些生物材料的紫外线行为强烈依赖于照明角度。

特殊摄影:紫外线摄影  
电子闪光灯,325BP10滤镜和CoastalOpt 60毫米镜头。
没有后处理。
特殊摄影:紫外线摄影  
相同的设置,增强的红色通道,较小的对比度和灰度系数变化(右)。没有颜色重新映射,没有颜色通道交换。

有时候,像上面那样,我会记录一些我不太了解的UV图像。该滤光片在320至330 nm之间透射,我从以前的测试中得知,记录为绿色或略带黄色的绿色。那么上图中的红色是从哪里来的,为什么它明确地限制在花朵上而不是背景上?370 nm附近的紫外线通常被成像为橙色,生锈或红润,但是这种特殊的花朵在这些波长下几乎没有反射紫外线,此外,该滤光片在其范围的边界处具有非常清晰的截止点。波长在可见光范围之上的NIR成像为紫色或粉红色,但此滤光片未显示其他对象发生NIR泄漏的迹象。花朵可能会选择性地在330 nm处反射(成像为淡黄绿色,并因此包含一些红色)但不包含220 nm(成像为纯绿色)?到目前为止,我还没有很好的解释。这是我第一次获得“ UV颜色”的这种组合。

我得出的结论是,这种情况下的红色是由于325BP10滤光片的近红外泄漏很小。当使用已知仅发出可忽略不计的NIR量的荧光灯时,红色消失。此NIR泄漏对其他对象不是问题的原因可能是该特定对象的NIR反射率异常高。PrimaLuceLabs U过滤器显示出较大的NIR泄漏。

特殊摄影:紫外线摄影  
电子闪光灯,CoastalOpt 60毫米镜头和Baader U滤镜。没有颜色重新映射,没有颜色通道交换,最少的后处理。
特殊摄影:紫外线摄影  
相同的设置,堆叠的Schott BG40和Thorlabs FGUV5滤波器。

只是为了好玩,同一朵花还有另外两个紫外线滤镜。没有邀请第二朵花(极右),但突然决定参加聚会。

特殊摄影:紫外线摄影  
堆叠式Schott BG40和Thorlabs FGUV5滤光片以及CoastalOpt 60毫米镜头。电子闪光灯。没有颜色重新映射,没有颜色通道交换,最少的后处理。
特殊摄影:紫外线摄影  
相同设置,Exo Terra ReptiGlo 10.0“ UV-B”荧光灯管。

一段时间以来,我一直被其他摄影师在UV图片中看到的绿色调(通常与黄色调组合)所迷惑,这些绿色调是用透射较高UV波长的滤光片记录的,而不是我所知道的310-340 nm波长拜耳传感器记录为绿色。这些色相的示例通常在不可见的世界摄影中使用“神秘” XBV6滤镜(该博客的作者经常使用,但至今无法解释)产生。请参阅这些示例。根据ultravioletphotography.com的讨论,这些奇特的绿色可以用堆叠的Schott BG40和Thorlabs FGUV5滤光片复制。但是,直到我使用“ UV-B”荧光灯管对该滤光片进行测试(样品图像上方)之后,我才获得它们。这是电子闪光灯和荧光管产生的显着不同的显色性的另一个示例,这可能至少部分地是由荧光管发射的辐射中包含的NIR量非常低引起的。

似乎许多流行类型的UV通滤镜的微小NIR泄漏对UV摄影的影响要比我最近承认的要大。在这一点上,真正需要的是一个近红外截止滤光片,该滤光片可以截止光密度(OD)至少为6的NIR和红光,但同时将所有UV透射至280 nm(或至少向下到320 nm),透射率约为70-80%(OD≈0.1)。我不知道这样的筛选器,并且愿意提出建议。

我目前的紫外线摄影套件

最后,我目前令人满意的紫外线摄影解决方案涉及一些不寻常的设备(不包括使该设备协同工作所需的各种适配器):

    • 一个最常见的,松下G3修改UV +可见光+红外摄影。较早之前,我成功地使用了D70s进行了UV +可见+ IR摄影的改进,但是G3的性能更好。
    • 一组几个具有不同透射特性的紫外线滤光片。这是我最经常更新和扩展的设备类型,因为它们是最有可能影响结果的组件。
    • 当我需要最佳效果时(即,最经常使用),可以使用Jenoptik CoastalOpt 60 mm f / 4 Apo,当我需要较短的焦距时,可以使用几种“偶然的” 35 mm UV镜头之一,而AI-S Nikkor 24 mm f /2.8(在全帧模式下),当我需要“真实”广角进行景观UV成像时。我使用60mm UV Rodagon镜头来节省旅行摄影的空间和重量。这是一个很好的镜头,但由于我还拥有一个CoastalOpt 60 mm镜头,因此并不是特别有用。我以前使用过尼康El Nikkor放大镜头,如果不需要低于370 nm(在这种情况下,最有用的是El Nikkor 80 mm和105 mm),这是一种很好且便宜的入门解决方案。
    • Bowens 1500Pro演播室频闪仪,带未涂层的管和球罩,以及 Bowens 500R。1500 Pro是我进行演播室UV摄影的主力军,而500R更适合在可见范围内进行演播室摄影。
    • MTE U301365 nm Convoy S2 + LED手电筒(后者更小,更便宜),特别适用于实时取景和取景,而无需移除紫外线滤镜。请注意,Convoy S2 +有多种变体。“正确的”使用Nichia 365nm UV LED。

      这些手电筒配备了3W Nichia 365 nm LED。它们对于使用Baader U或其他在此波长下能很好透射的滤光片聚焦和取景最为有用。对于热敏对象,它们偶尔可用作电子闪光灯的替代品,但仅适用于不需要更多宽带UV源的对象。该LED功率非常大(辐射功率为650 mW),但是这些手电筒的光束很窄且无法聚焦。它需要通过外部铝反射器(便宜,效率低下,扩大光源区域)或直接安装在割炬前的凹形熔融石英透镜进行扩散(昂贵,高效,但光源面积仍然很小)。

    • 三种类型的小型荧光灯管:更换不同的滤光片时,荧光紫外线灯管比LED更具通用性,因为它们会发出更宽的紫外线辐射。

它们偶尔也可用作长时间曝光的照明源。

我尝试过但无法正常工作的事情

我尝试了几种通常讨论的近紫外照相​​“修复”方法(即尝试使用和/或修改非为此目的设计的镜头),但收效甚微。当时,我无法买到真正的UV镜片,因为它可以消除大多数问题,例如,我尝试过:

  • 使用Nikkor E 35mm f / 2.5和Nikkor E 100mm f / 2.8去除前镜元件上的涂层。这些镜头在另一个网站上被描述为类似治疗的主题。为此,我用蘸有氧化铈抛光粉的湿棉布擦拭了镜头表面。该物质非常坚硬,用于抛光宝石。同样,镜片涂层非常坚硬,但是用手摩擦几个小时并不能去除大部分涂层。一个出乎意料的问题是,镜片材料比涂层要柔软得多,因此镜片表面在微观尺度上略微颠簸。抛光后的镜片确实可以透射大量的紫外线(请参见此处的示例)),但也变成了有趣的柔焦镜头示例(效果很小,但对人像却很有趣,与使用软滤镜有细微的差别)。但是,我不想要柔焦镜头。尽管没有成功的报道,其他摄影师也尝试过通过化学处理去除涂层。
  • 使用一些对近紫外线透明的放大透镜。为此通常建议使用EL-Nikkor 63mm f / 3.5。也许由于这个名声,它似乎被收藏家所ho积,并且比其他EL-Nikkor型号和焦距更稀少且更昂贵。但是,我的测试表明,其他八种EL-Nikkor模型对于近紫外摄影也大致相同。(另请参见我对63毫米EL-Nikkor模型在近紫外和显微摄影中的比较)。也许,所有的EL-尼克尔镜头,特别是那些来自于铁皮桶年长系列,大约是一样好用于此目的(见独立的信息在这里,或整个博客在这里)。这确实起作用了,但并没有深入到紫外线中。便宜的传统镜头实际上更适合370 nm以下的摄影。
  • 使用具有紫外线通过滤镜和较长曝光时间的普通现代镜片。最终,一些紫外线变得可检测到,但通常会被噪音掩盖。与传统镜头相比,现代镜头在紫外线摄影中不太可能工作(专门为紫外线摄影设计的镜头除外)。但是,即使在传统镜头中,UV摄影中也可能只有1%可用。这就是为什么数十名紫外线摄影师的累积经验如此有用的原因。

荧光不是紫外线摄影

特殊摄影:紫外线摄影   特殊摄影:紫外线摄影  
这是在可见光范围内紫外线诱导的荧光的照相。
这不是紫外线摄影

在可见光范围内,紫外线摄影与紫外线激发荧光的摄影有很大不同。荧光是发射比入射光更长的波长的光。因此,用UV辐射照射可以通过发射可见光而导致对象发荧光。出于所有实际目的,这是在可见范围内进行摄影,实际上,它不需要特殊的镜头,甚至可以在镜头上使用UV截止滤镜进行拍摄。上面的图片是紫外线激发的可见荧光的示例。钞票上的一些标记(在普通光下几乎看不见)(左)在用近紫外光(右)照射时会发出强烈的荧光。在两张图片中均使用了可见光照明(第二张图片中使用了紫外线照明)。

多年来,Google在“紫外线摄影”的搜索中将以上图片排名最高。我必须修复图片元数据和图形标题,以减少在UV摄影的情况下出现这种误导性搜索结果的机会。

当用可见光照射时,一些材料会在近红外区发出荧光。这种荧光通常较弱,但具有科学应用。在极少数情况下,材料在比入射辐射短的波长处发出荧光(通过快速连续吸收两个光子,然后将其能量释放为单个光子)。同样,这种类型的荧光通常非常弱。

荧光材料在捕获入射光子后很短的时间内释放光子。出于实际目的,吸收和荧光发射是同时发生的。磷光与荧光在某种程度上相似,但是磷光材料会捕获光子,并在释放光子之前将其能量存储更长的时间(甚至数分钟或数小时)。该特性允许通过在激发辐射源关闭后开始曝光来对磷光进行成像,并且这种方式不需要滤光片就可以切断入射波长。

当暴露于光子以外的其他类型的辐射时,磷光材料也会发射光子。有时将少量放射性物质与磷光材料混合,以使它们即使在没有任何环境光的情况下也微弱地发光。由于对低剂量辐射的健康担忧,这种使用现在已经不像过去那样普遍了。

不少网站都在谈论“水下UV摄影”。在我所知的所有情况下,它们都不处理紫外线摄影,而是处理可见光范围内的紫外线激发荧光(有时也处理可见光范围内的蓝色LED激发荧光)。他们的许多图像都很有趣,但是我还没有看到水下UV摄影的真实示例。

特殊摄影:紫外线摄影  

上图显示了白色纸板的可见荧光,该白纸板被图中可见的UV荧光灯管照亮。图片中的荧光比UV灯泡的表面要亮得多。这张照片是在没有其他光源的情况下拍摄的。此示例表明,即使使用仅紫外线光源,也经常需要在相机上使用可见光滤镜,以便消除可能使主体超过其实际紫外线反射率的物体可见荧光。一些紫外线荧光灯管也确实会发出大量的红外线。

有人报告“看到”紫外线。这些人大多数都不具备异常的能力。有记录的人类遗传特征会产生轻微的眼睛色素的光谱响应差异很大,有些人的确确实是四色的,但它们不包括紫外线视野。取而代之的是,那些报告在极短的波长下看到紫外线的人,更有可能会经历紫外线诱发的眼睛局部荧光,从而在可见光范围内刺激视网膜。角膜,晶体或玻璃体液的荧光最常见的结果是在存在紫外线的情况下感觉到“模糊”。相反,如果视网膜本身发荧光,则可以将明亮的紫外线源的图像感知为非常清晰。这在白内障患者中尤其可能发生,这些白内障患者已通过手术摘除了晶体,并使用对紫外线透明的修复透镜。在其他情况下,人们“看到”的报告

人眼的晶体可充当强紫外线过滤器,通常可防止紫外线对视网膜的伤害。但是,长期暴露在紫外线下会损坏晶体本身,这通常会导致白内障。在通过手术切除晶体(通常用于恢复白内障患者的视力)的人中,来自太阳光的紫外线几乎不受阻碍地到达视网膜。结果,视网膜很容易受到紫外线(甚至可能受到蓝光和紫光)的损害,这些人必须使用吸收紫外线的眼镜或隐形眼镜保护眼睛免受阳光照射。在室内有大窗户的建筑物中,他们可能还需要戴防紫外线眼镜。在我家,双窗格窗户在340 nm处透射约50%的太阳紫外线,而在325 nm处透射率仍然相对较高。

我在一些窗户上安装了所谓的防紫外线膜(金属灰色),但是这些窗户对紫外线的透明度仅比没有这种防紫外线膜的窗户略低。差异可能少于一站式,即传动的50%。我不会将其称为有效的紫外线截止滤光片。

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