Hinflug (Florenz I) 8.7.2014

Eindrücke von dem Flug von Stuttgart nach Florenz, wenn auch die meiste Zeit die Wolkendecke sehr dicht war.

Wolkendecke (IR)

Irgendwo über Italien lockert sich die Bewölkung etwas.

Wolkenschatten über der Toskana

Stoppelfeld 6.7.2014

Infrarot: Falkenkopfhütte 3.7.2014

Farbe Schwarzweiß Es sind mehrere Varianten von diesem Bild vorhanden. Zum Betrachten bitte die Maus über das entsprechende Feld unter dem Bild bewegen.

Infrarot: Am Birkensee 3.7.2014

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Farbe Schwarzweiß

Teufelsbrücke im Goldersbachtal - und wie die Infrarotbilder zu ihren Farben kommen 3.7.2014

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See bei der Teufelsbrücke im Goldersbachtal (Schönbuch).

Wer sich für technische Details interessiert, dem möchte ich nachfolgend kurz erklären, wie diese Infrarotaufnahmen eigentlich zu ihren Farben kommen.
Das Schwarzweißbild ist recht schnell erklärt: Die Helligkeit entspricht der Intensität der Infrarotstrahlung (ungefähr im Bereich von 700 nm bis 1000 nm) multipliziert mit der Empfindlichkeit des Sensors für die jeweilige Wellenlänge. Aber wie kommen die Farben zu Stande?

Dazu betrachten wir einmal das rohe Infrarotbild, wie es aus der modifizierten Kamera kommt:

Auto WB Manual WB

Links oben das farbige Bild, rechts oben 100% entsättigt, darunter das Histogramm, unten die Farbkanäle (R,G,B) einzeln.
Mit automatischem Weißabgleich ist das Bild rot, da die roten Pixel auf dem Sensor die höchste Empfindlichkeit für Infrarotlicht aufweisen. Vor den lichtempfindlichen Zellen ("Pixeln") des Sensors befindet sich das Bayer-Pattern, ein schachbrettartiges Muster aus grünen, roten und blauen Farbfiltern, welche den Pixeln die Empfindlichkeit für ihre jeweilige Primärfarbe geben. Der Rotfilter ist im Prinzip ein reiner Langpassfilter, welcher Licht mit Wellenlängen ab ca. 570 - 600 nm durchlässt. Blau- und Grünfilter sind Bandpassfilter ihrer jeweiligen Farbbereiche, welche im Infraroten wieder etwas durchlässig werden. Bei einer normalen Kamera wird dies durch den Infrarotsperrfilter verhindert. Wegen der höheren Empfindlichkeit der Rotpixel für Infrarotstrahlung ist der Rotkanal viel heller als Blau- und Grünkanal (und das Bild deswegen rot-stichig).

Mit dem manuellen Weißabgleich (Maus über Manual WB bewegen) kann man nun das Verhältnis der Helligkeiten der einzelnen Farbkanäle anpassen. Dazu wählt man einen Bereich im Foto, welcher weiß sein soll, die Farbkanäle werden entsprechend in ihrer Intensität verstärkt oder abgeschwächt. Hier wurde der Weißabgleich auf Laub im Schatten gesetzt.

Die Farbigkeit rührt nun daher, dass die Pixel der einzelnen Farben unterschiedliche spektrale Empfindlichkeiten im Infraroten haben. Während Rote praktisch für das komplette nahe Infrarot empfindlich sind (mit abnehmender Empfindlichkeit in Richtung längerer Wellenlängen bedingt durch den Sensor selbst), werden z.B. Blaue erst ab ca. 800 nm empfindlich:

Spektrale Empfindlichkeit im Infraroten für rote und blaue Pixel

Bereiche im Bild, welche nun blau erscheinen, haben im Vergleich zu dem Referenzpunkt für den Weißabgleich einen höheren Anteil langwelliger naher Infrarotstrahlung, während bei rötlichen Bereichen der relative Anteil an Infrarotstrahlung unter 800 nm höher ist.

Durch Variation des Weißabgleichs lässt sich der Farbeindruck verändern. Je nach Bearbeitung nimmt man noch einen Kanaltausch vor (z.B. rot gegen blau), damit der Himmel blau erscheint, oder ändert den Farbton.

Abschließend nochmal Rot- und Blaukanal im Vergleich:

Rotkanal Blaukanal

Der Himmel im Rotkanal ist heller, da die Rayleigh-Streuung umgekehrt proportional zur vierten Potenz der Wellenlänge ist, und dem Blaukanal längerwelliges Infrarot als dem Rotkanal zugrunde liegt. Außerdem sind die Lensflares im Blaukanal ebenfalls ausgeprägter, da diese durch entsprechende Vergütung zwar im sichtbaren Bereich zu unterdrücken versucht werden, je weiter man sich von diesem Bereich entfernt, desto wirkungsloser wird diese jedoch.