Arriba: árbol fotografiado en el rango del infrarrojo cercano . Abajo: mismo árbol en la parte visible del espectro .
En la fotografía infrarroja , la película fotográfica o sensor de imagen utilizado es sensible a la luz infrarroja . La parte del espectro utilizada se denomina infrarrojo cercano para distinguirlo del infrarrojo lejano, que es el dominio de la imagen térmica . Las longitudes de onda utilizadas para la fotografía oscilan entre aproximadamente 700 nm y aproximadamente 900 nm. La película también suele ser sensible a la luz visible, por lo que se utiliza un filtro de paso de infrarrojos; esto permite que la luz infrarroja (IR) pase a la cámara, pero bloquea todo o la mayor parte del espectro de luz visible (por lo tanto, el filtro se ve negro o rojo intenso). ("Filtro de infrarrojos" puede referirse a este tipo de filtro o a uno que bloquea los infrarrojos pero deja pasar otras longitudes de onda).
Cuando estos filtros se utilizan junto con películas o sensores sensibles a los infrarrojos, se pueden obtener " efectos en la cámara "; Imágenes en falso color o en blanco y negro con una apariencia de ensueño o, a veces, espeluznante, conocida como "efecto madera", un efecto causado principalmente por el follaje (como las hojas de los árboles y la hierba) que se refleja fuertemente de la misma manera que se refleja la luz visible. nieve. [1] Existe una pequeña contribución de la fluorescencia de la clorofila , pero es marginal y no es la causa real del brillo observado en las fotografías infrarrojas. El efecto lleva el nombre del pionero de la fotografía infrarroja, Robert W. Wood , y no del material madera, que no refleja fuertemente los infrarrojos.
Los otros atributos de las fotografías infrarrojas incluyen cielos muy oscuros y la penetración de la neblina atmosférica, causada por la reducción de la dispersión de Rayleigh y la dispersión de Mie , respectivamente, en comparación con la luz visible. Los cielos oscuros, a su vez, dan como resultado menos luz infrarroja en las sombras y reflejos oscuros de esos cielos en el agua, y las nubes se destacarán fuertemente. Estas longitudes de onda también penetran unos pocos milímetros en la piel y dan un aspecto lechoso a los retratos, aunque los ojos suelen parecer negros.
Hasta principios del siglo XX, la fotografía infrarroja no era posible porque las emulsiones de haluro de plata no son sensibles a longitudes de onda más largas que las de la luz azul (y, en menor medida, la luz verde) sin la adición de un tinte que actúe como sensibilizador del color. [2] Las primeras fotografías infrarrojas (a diferencia de los espectrógrafos) que se publicaron aparecieron en la edición de febrero de 1910 de The Century Magazine y en la edición de octubre de 1910 del Royal Photographic Society Journal para ilustrar los artículos de Robert W. Wood , quien descubrió el efectos inusuales que ahora llevan su nombre. [3] [4] [5] La RPS coordinó eventos para celebrar el centenario de este evento en 2010. [6] Las fotografías de Wood fueron tomadas en película experimental que requirió exposiciones muy largas; por ello, la mayor parte de su obra se centró en el paisaje. Otro conjunto de paisajes infrarrojos tomados por Wood en Italia en 1911 utilizó placas que le proporcionó CEK Mees en Wratten & Wainwright. Mees también tomó algunas fotografías infrarrojas en Portugal en 1910, que ahora se encuentran en los archivos de Kodak.
Durante la Primera Guerra Mundial se desarrollaron en los Estados Unidos placas fotográficas sensibles al infrarrojo para análisis espectroscópicos, y se investigaron tintes sensibilizadores al infrarrojo para mejorar la penetración de la neblina en la fotografía aérea. [7] Después de 1930, nuevas emulsiones de Kodak y otros fabricantes se volvieron útiles para la astronomía infrarroja . [8]
La fotografía infrarroja se hizo popular entre los entusiastas de la fotografía en la década de 1930, cuando se introdujo comercialmente la película adecuada. El Times publicaba periódicamente fotografías aéreas y de paisajes tomadas por los fotógrafos de su personal utilizando película infrarroja de Ilford . En 1937, cinco fabricantes, entre ellos Agfa , Kodak e Ilford, disponían de 33 tipos de películas infrarrojas . [9] La película infrarroja también estaba disponible y se utilizaba para crear efectos de día por noche en películas. Un ejemplo notable son las secuencias aéreas pseudo-nocturnas de la película de James Cagney y Bette Davis, The Bride Came COD . [10]
La fotografía infrarroja en falso color se volvió una práctica generalizada con la introducción de Kodak Ektachrome Infrarrojos Aero Film y Ektachrome Infrarrojos EIR. La primera versión de esto, conocida como Kodacolor Aero-Reversal-Film, fue desarrollada por Clark y otros en Kodak para la detección de camuflaje en la década de 1940. La película EIR estuvo más disponible en formato de 35 mm en la década de 1960, pero desde entonces se ha descontinuado.
La fotografía infrarroja se hizo popular entre varios artistas de la década de 1960 debido a los resultados inusuales; Jimi Hendrix , Donovan , Frank Zappa y Grateful Dead publicaron álbumes con fotografías de portada infrarrojas. Los colores y efectos inesperados que puede producir la película infrarroja encajan bien con la estética psicodélica que surgió a finales de los años sesenta. [ cita necesaria ]
La luz infrarroja se encuentra entre las porciones visible y de microondas del espectro electromagnético . La luz infrarroja tiene una variedad de longitudes de onda, al igual que la luz visible tiene longitudes de onda que van desde la luz roja hasta la violeta. La luz del "infrarrojo cercano" tiene una longitud de onda más cercana a la luz visible y el "infrarrojo lejano" está más cerca de la región de microondas del espectro electromagnético . Las longitudes de onda más largas, del infrarrojo lejano, son aproximadamente del tamaño de la cabeza de un alfiler y las más cortas, del infrarrojo cercano, son del tamaño de células o son microscópicas.
La mayoría de las lentes SLR de 35 mm y de formato medio con enfoque manual tienen un punto, una línea o un diamante rojo, a menudo con una "R" roja llamada marca de índice de infrarrojos, que se puede utilizar para lograr un enfoque infrarrojo adecuado; Muchas lentes de enfoque automático ya no tienen esta marca. Cuando una cámara réflex de objetivo único (SLR) está equipada con un filtro opaco a la luz visible, el sistema réflex se vuelve inútil tanto para encuadrar como para enfocar, hay que componer la imagen sin el filtro y luego colocar el filtro. Esto requiere el uso de un trípode para evitar que cambie la composición. Se puede hacer una fotografía infrarroja nítida con un trípode, una apertura estrecha (comof /8) [ cita necesaria ] y una velocidad de obturación lenta sin compensación de enfoque, sin embargo, aperturas más amplias comof /2.0Puede producir fotografías nítidas sólo si la lente se reenfoca meticulosamente hasta la marca de índice infrarrojo, y sólo si esta marca de índice es la correcta para el filtro y la película en uso. Los efectos de difracción dentro de una cámara son mayores en longitudes de onda infrarrojas, por lo que detener demasiado la lente puede reducir la nitidez.
La mayoría de las lentes apocromáticas ("APO") no tienen una marca de índice de infrarrojos y no es necesario reenfocarlas para el espectro infrarrojo porque ya están corregidas ópticamente en el espectro infrarrojo cercano. Las lentes catadióptricas no suelen requerir este ajuste porque sus elementos que contienen espejos no sufren aberración cromática y, por lo tanto, la aberración general es comparativamente menor. Las lentes catadióptricas , por supuesto, todavía contienen lentes, y estas lentes todavía tienen una propiedad dispersiva.
Las lentes con zoom pueden dispersar más luz a través de sus sistemas ópticos más complicados que las lentes fijas , es decir, lentes de distancia focal fija; por ejemplo, una fotografía infrarroja tomada con una lente fija de 50 mm puede tener más contraste que la misma imagen tomada a 50 mm con un zoom de 28 a 80.
Algunos fabricantes de lentes, como Leica, nunca colocan marcas de índice IR en sus lentes. La razón de esto es que cualquier marca de índice sólo es válida para una combinación particular de filtro IR y película, y puede dar lugar a errores del usuario. Incluso cuando se utilizan lentes con marcas índice, se recomienda realizar pruebas de enfoque ya que puede haber una gran diferencia entre la marca índice y el plano del sujeto.
Muchas cámaras convencionales se pueden utilizar para la fotografía infrarroja, donde se entiende por infrarrojos luz de una longitud de onda sólo un poco más larga que la de la luz visible. La fotografía de longitudes de onda bastante más largas normalmente se denomina termografía y requiere equipo especial.
Con un poco de paciencia e ingenio, se pueden utilizar la mayoría de las cámaras de película. Sin embargo, algunas cámaras de la década de 1990 que usaban película de 35 mm tienen sensores infrarrojos de orificio de rueda dentada que pueden empañar la película infrarroja (sus manuales pueden advertir contra el uso de película infrarroja por este motivo). Otras cámaras de película no son completamente opacas a la luz infrarroja.
Las películas negativas de infrarrojos en blanco y negro son sensibles a longitudes de onda en el espectro infrarrojo cercano de 700 a 900 nm , y la mayoría también tiene sensibilidad a las longitudes de onda de luz azul. El notable efecto de halo o brillo que se ve a menudo en los aspectos más destacados de las fotografías infrarrojas es un artefacto de la película negativa en blanco y negro de infrarrojos de alta velocidad (HIE) de Kodak y no un artefacto de la luz infrarroja. El brillo o el florecimiento se deben a la ausencia de una capa anti-halo en la parte posterior de la película Kodak HIE, lo que da como resultado una dispersión o un florecimiento alrededor de las luces que normalmente serían absorbidas por la capa anti-halo en las películas convencionales.
La mayoría de las fotografías de bodas , paisajes y arte infrarrojo en blanco y negro se realizan utilizando filtros naranja (15 o 21), rojo (23, 25 o 29) o visualmente opacos (72) sobre la lente para bloquear el azul visible. luz de la exposición. La intención de los filtros en la fotografía infrarroja en blanco y negro es bloquear las longitudes de onda azules y permitir el paso de los infrarrojos. Sin filtros, las películas negativas infrarrojas se parecen mucho a las películas negativas convencionales porque la sensibilidad al azul reduce el contraste y contrarresta eficazmente el aspecto infrarrojo de la película. Algunos fotógrafos utilizan filtros naranjas o rojos para permitir que pequeñas cantidades de longitudes de onda azules lleguen a la película y así reducir el contraste. Los filtros de color rojo muy oscuro (29) bloquean casi todo el azul y los filtros visualmente opacos (70, 89b, 87c, 72) bloquean todas las longitudes de onda azules y también las rojas visibles, lo que da como resultado una fotografía de infrarrojos más puro con un contraste más pronunciado. .
Ciertas películas sensibles a los infrarrojos, como Kodak HIE, sólo deben cargarse y descargarse en total oscuridad. [11] Las películas infrarrojas en blanco y negro requieren tiempos de revelado especiales, pero el revelado generalmente se logra con reveladores y productos químicos estándar para películas en blanco y negro (como el D-76). La película Kodak HIE tiene una base de película de poliéster que es muy estable pero extremadamente fácil de rayar, por lo que se debe tener especial cuidado en el manejo de Kodak HIE durante todo el proceso de revelado e impresión/escaneado para evitar daños a la película. La película Kodak HIE era sensible a 900 nm.
El 2 de noviembre de 2007, "KODAK anunció previamente la discontinuación" de la película infrarroja HIE de 35 mm indicando las razones de que "la demanda de estos productos ha disminuido significativamente en los últimos años y ya no es práctico continuar fabricándolos dada la bajo volumen, la antigüedad de las formulaciones de los productos y la complejidad de los procesos involucrados". [12] [13] En el momento de este aviso, HIE Infrarrojo 135-36 estaba disponible a un precio de venta al público de alrededor de $12,00 por rollo en los puntos de venta por correo de EE. UU.
Podría decirse que el mayor obstáculo para la fotografía con películas infrarrojas ha sido la creciente dificultad para obtener películas sensibles a los infrarrojos. A partir del 20 de octubre de 2020 [actualizar], la discontinuación de Kodak HIE y el IR820 de Efke ha reducido la selección de películas infrarrojas en blanco y negro a la película Rollei Infrarrojos 400, que se ha convertido en la única película IR del mercado con buena sensibilidad más allá de 750 nm; la película Rollei se extiende más allá de los 750 nm pero la sensibilidad IR cae muy rápidamente.
Las películas de transparencia infrarroja en color se basan en una emulsión que, al igual que las películas en color estándar, contiene al menos tres capas fotosensibles separadas. Cada capa está específicamente sensibilizada para producir el color deseado. Los granos de haluro de plata expuestos a la luz en estas capas reaccionan con un agente reductor para formar partículas metálicas de plata. Esto produce revelador oxidado, que reacciona con compuestos llamados acopladores de color en las capas de emulsión para formar varios tintes de color , según cómo se sensibilizó originalmente el haluro de plata para cada capa.
Debido al hecho de que los haluros de plata son sensibles a la exposición fuera del rango visible del espectro electromagnético , en longitudes de onda más largas, pueden usarse fácilmente para producir tintes que se corresponden con la luz infrarroja. Sin intervención especializada, los haluros de plata sólo son sensibles a una longitud de onda inferior a unos 450 nm. [14]
La película de color convencional se imprima con una capa formadora de cian, que se expone a la luz antes de que las capas formadoras de amarillo y magenta se apilen detrás. Dado que estas capas también son sensibles a la luz azul, a menudo se coloca una capa de filtro amarillo entre la capa que se forma cian y las capas que se forman amarilla y magenta. Esto sirve para minimizar el paso no deseado de longitudes de onda que se supone que no exponen las últimas capas. El diseño de la capa de emulsión para películas de color convencionales es bastante directo: las longitudes de onda visibles se corresponden con las respectivas capas diseñadas para producir tintes que representan cómo percibimos estas longitudes de onda como colores, utilizando medios sustractivos . La película infrarroja en color, por el contrario, depende de la traducción. Por ejemplo, la radiación infrarroja de longitud de onda larga forma tintes amarillos y magenta para producir un color rojo, aunque los tintes rojos en este contexto no describen algo que podamos ver en color. Además, las longitudes de onda de la radiación de la banda roja forman tintes cian y amarillo para producir un color verde. Las longitudes de onda de la banda verde forman tintes cian y magenta para producir un color azul. [15] Por lo general, la luz azul se bloquea mediante un filtro amarillo . Esto se debe a que la sensibilidad sesgada hacia la radiación de longitud de onda corta, característica de las películas infrarrojas en color, hace que la exposición a la luz azul sea indeseable y no deseada por el diseño de la emulsión. Las películas infrarrojas de color no tienen una capa formadora de tinte sensibilizado al azul para exponer y, por lo tanto, a menudo no tienen una capa de filtro amarillo interno posterior incorporada en la película. Esto requiere que los fotógrafos utilicen filtros de lentes externos menos azules.
La salud del follaje se puede determinar a partir de la intensidad relativa de la luz verde e infrarroja reflejada; esto se muestra en color infrarrojo como un cambio del rojo (saludable) al magenta (no saludable). Las primeras películas infrarrojas en color se revelaron en el antiguo proceso E-4 , pero Kodak posteriormente fabricó una película de transparencia en color que podía revelarse con la química estándar E-6 , aunque se obtuvieron resultados más precisos revelando utilizando el proceso AR-5. En general, no es necesario reenfocar el infrarrojo de color en la marca de índice de infrarrojos de la lente.
En 2007, Kodak anunció que cesaría la producción de la versión de 35 mm de su película infrarroja en color (Ektachrome Professional Infrarrojos/EIR) porque no había demanda suficiente. Desde 2011, se han descontinuado todos los formatos de película infrarroja en color. En concreto, Aerochrome 1443 y SO-734.
Actualmente no existe ninguna cámara digital disponible que produzca directamente los mismos resultados que la película infrarroja en color Kodak, aunque se pueden producir imágenes equivalentes utilizando una cámara digital infrarroja de espectro completo y un filtro de lente Kolari Vision Color IR Chrome. [16] Se pueden lograr efectos similares tomando dos exposiciones, una infrarroja y otra a todo color, y combinándolas en la posproducción . También se puede utilizar un filtro amarillo (menos azul), que proporciona una única imagen que también se puede posprocesar para emular el aspecto de Ektachrome. [17] Las imágenes en color producidas por cámaras fotográficas digitales que utilizan filtros de paso de infrarrojos no son equivalentes a las producidas con películas infrarrojas en color. Los colores resultan de diferentes cantidades de infrarrojos que pasan a través de los filtros de color de los sitios fotográficos, modificados posteriormente por el filtrado de Bayer. Si bien esto hace que estas imágenes no sean adecuadas para el tipo de aplicaciones para las que se utilizó la película, como la teledetección de la salud de las plantas, la tonalidad de color resultante ha demostrado ser popular artísticamente.
El infrarrojo digital en color, como parte de la fotografía de espectro completo, está ganando popularidad. La facilidad de crear una fotografía de colores suaves con características infrarrojas ha despertado el interés de aficionados y profesionales.
En 2008, el fotógrafo de Los Ángeles, Dean Bennici, comenzó a cortar y enrollar a mano una película infrarroja en color Aerochrome. Todo el Aerochrome de mediano y gran formato que existe hoy en día salió directamente de su laboratorio. La tendencia de la fotografía infrarroja sigue ganando impulso con el éxito del fotógrafo Richard Mosse y de múltiples usuarios en todo el mundo. [18]
Los sensores de las cámaras digitales son inherentemente sensibles a la luz infrarroja, [19] lo que interferiría con la fotografía normal al confundir los cálculos del enfoque automático o suavizar la imagen (porque la luz infrarroja se enfoca de manera diferente a la luz visible) o sobresaturar el canal rojo. Además, algunas prendas son transparentes en el infrarrojo, lo que lleva a usos no deseados (al menos para el fabricante) de las cámaras de vídeo . [20] Por lo tanto, para mejorar la calidad de la imagen y proteger la privacidad, muchas cámaras digitales emplean bloqueadores de infrarrojos . [21] Dependiendo del tema, la fotografía infrarroja puede no ser práctica con estas cámaras porque los tiempos de exposición se vuelven demasiado largos, a menudo en el rango de 30 segundos, creando ruido y movimiento borroso en la imagen final. Sin embargo, para algunos temas, la exposición prolongada no importa o los efectos de desenfoque de movimiento realmente contribuyen a la imagen. Algunas lentes también mostrarán un "punto caliente" en el centro de la imagen ya que sus recubrimientos están optimizados para luz visible y no para IR.
Un método alternativo de fotografía infrarroja DSLR es quitar el bloqueador de infrarrojos frente al sensor y reemplazarlo con un filtro que elimina la luz visible. Este filtro está detrás del espejo, por lo que la cámara se puede usar normalmente: en la mano, con velocidades de obturación normales, composición normal a través del visor y enfoque, todo funciona como una cámara normal. La medición funciona pero no siempre es precisa debido a la diferencia entre la refracción visible e infrarroja. [22] Cuando se elimina el bloqueador de infrarrojos, muchas lentes que mostraban un punto de acceso dejan de hacerlo y se vuelven perfectamente utilizables para fotografía infrarroja. Además, debido a que los microfiltros rojo, verde y azul permanecen y tienen transmisiones no sólo en su color respectivo sino también en el infrarrojo, se puede registrar un color infrarrojo mejorado. [23]
Dado que los filtros Bayer de la mayoría de las cámaras digitales absorben una fracción significativa de la luz infrarroja, estas cámaras a veces no son tan sensibles como las cámaras de infrarrojos y, en ocasiones, pueden producir colores falsos en las imágenes. Un enfoque alternativo es utilizar un sensor Foveon X3 , que no tiene filtros absorbentes; La Sigma SD10 DSLR tiene un filtro de bloqueo de IR extraíble y un protector contra el polvo, que puede simplemente omitirse o reemplazarse por un filtro de bloqueo de luz visible de color rojo intenso o completo. El Sigma SD14 tiene un filtro de bloqueo IR/UV que se puede quitar/instalar sin herramientas. El resultado es una cámara IR digital muy sensible.
Si bien es común utilizar un filtro que bloquea casi toda la luz visible, la sensibilidad de longitud de onda de una cámara digital sin bloqueo infrarrojo interno es tal que se pueden obtener una variedad de resultados artísticos con una filtración más convencional. Por ejemplo, se puede utilizar un filtro de densidad neutra muy oscuro (como el Hoya ND400) que deja pasar una cantidad muy pequeña de luz visible en comparación con el infrarrojo cercano que deja pasar. Una filtración más amplia permite utilizar un visor SLR y también pasa información de color más variada al sensor sin reducir necesariamente el efecto Wood. Sin embargo, es probable que una filtración más amplia reduzca otros artefactos infrarrojos, como la penetración de neblina y los cielos oscuros. Esta técnica refleja los métodos utilizados por los fotógrafos de películas infrarrojas, donde la película infrarroja en blanco y negro se usaba a menudo con un filtro rojo intenso en lugar de uno visualmente opaco.
Otra técnica común con filtros de infrarrojo cercano es intercambiar los canales azul y rojo en un software (por ejemplo, Adobe Photoshop) que conserva gran parte del característico "follaje blanco" al tiempo que reproduce los cielos en un azul glorioso.
Varias cámaras Sony tenían la función Night Shot, que aleja físicamente el filtro de bloqueo del camino de la luz, lo que hace que las cámaras sean muy sensibles a la luz infrarroja. Poco después de su desarrollo, Sony "restringió" esta instalación para dificultar que las personas tomaran fotografías que vieran a través de la ropa. [20] Para hacer esto, el iris se abre completamente y la duración de la exposición se limita a tiempos prolongados de más de 1/30 de segundo aproximadamente. Es posible disparar en infrarrojos, pero se deben utilizar filtros de densidad neutra para reducir la sensibilidad de la cámara y los largos tiempos de exposición significan que se debe tener cuidado para evitar artefactos de vibración de la cámara.
Fuji ha producido cámaras digitales para uso en criminología y medicina forense que no tienen filtro de bloqueo de infrarrojos. La primera cámara, denominada S3 PRO UVIR, también tenía una sensibilidad ultravioleta ampliada (los sensores digitales suelen ser menos sensibles a los rayos UV que a los IR). La sensibilidad UV óptima requiere lentes especiales, pero las lentes comunes generalmente funcionan bien para IR. En 2007, FujiFilm presentó una nueva versión de esta cámara, basada en la Nikon D200/FujiFilm S5, llamada IS Pro , capaz también de utilizar objetivos Nikon. Fuji había presentado anteriormente una cámara infrarroja no SLR, la IS-1, una versión modificada de la FujiFilm FinePix S9100. A diferencia del S3 PRO UVIR, el IS-1 no ofrece sensibilidad UV. FujiFilm restringe la venta de estas cámaras a usuarios profesionales y su EULA prohíbe específicamente la "conducta fotográfica poco ética". [24]
Los respaldos de las cámaras digitales Phase One se pueden pedir en una forma modificada por infrarrojos.
Las cámaras termográficas y de detección remota son sensibles a longitudes de onda más largas de infrarrojos (consulte Espectro infrarrojo § Esquema de subdivisión de uso común ). Pueden ser multiespectrales y utilizar una variedad de tecnologías que pueden no parecerse a los diseños de filtros o cámaras comunes. Las cámaras sensibles a longitudes de onda infrarrojas más largas, incluidas las utilizadas en astronomía infrarroja, a menudo requieren enfriamiento para reducir las corrientes oscuras inducidas térmicamente en el sensor (ver Corriente oscura (física) ). Las cámaras digitales termográficas no refrigeradas de menor costo funcionan en la banda infrarroja de onda larga (consulte Cámara termográfica ). Estas cámaras se utilizan generalmente para inspección de edificios o mantenimiento preventivo, pero también se pueden utilizar para actividades artísticas, como esta imagen de una taza de café.
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Medios relacionados con la fotografía infrarroja en Wikimedia Commons