FOTOGRAFIA INFRAROSSI

30 Ottobre 2008

La luce visibile è costituita da emissioni con una lunghezza d'onda compresa tra i 400 e i 750nm, partendo dal colore viola dei 400nm, proseguendo nel blu, ciano, verde, giallo e arancio fino ad arrivare al rosso dei 750nm; prima del viola e quindi dei 400nm c'è la radiazione ultravioletta e comunque le radiazioni di luce non visibili; dopo il rosso, quindi dopo i 750nm c'è la radiazione infrarossa, altrettanto invisibile e che si estende "indefinitivamente". Con l'aumentare della lunghezza d'onda le radiazioni si manifestano prima come onde termiche, poi come onde radio.
Si possono registrare fotograficamente fino a 1.350nm ma nelle normali applicazioni si utilizza la zona tra i 700nm e gli 860nm, una parte dello spettro dell'invisibile largo quanto la zona che intercorre nel visibile tra il verde e il rosso. Concentrandoci sulla radiazione infrarossa va innanzitutto detto che è invisibile alle normali pellicole pancromatiche ed è quasi invisibile ai sensori normalmente montati sulle fotocamere. In realtà i sensori delle fotocamere digitali sono molto sensibili alla radiazione infrarossa: possono registrare radiazioni luminose fino a 1.200nm – con una sensibilità all'IR quindi superiore alle stesse pellicole IR - , quindi anche la radiazione infrarossa; è per questo motivo che sopra il sensore è sempre presente un filtro low-pass "IR CUT" antialiasing che ha il duplice compito di bloccare il più possibile la radiazione infrarossa per consentire una cromia naturale delle immagini a colori, e tagliare il dettaglio non risolvibile dalla specifica risoluzione del sensore per ridurre al minimo gli effetti di moirè di dettaglio e di colore in conseguenza alla matrice Bayer del sensore.

Visibile e non visibile

Nella pratica, la radiazione infrarossa e quella visibile vengono spesso riflesse e trasmesse dagli oggetti in modo completamnete diverso:

1. la clorofilla presente nel fogliame assorbe una grande quantità di radiazione visibile, la maggior parte della radiazione blu e rossa, riflettendo la radiazione verde. Mentre assorbe solo una piccola quantità di IR, quindi riflettendone la maggior parte.
2. molti tipi di terreni, rocce e sabbie hanno un elevato potere di riflessione dell'IR
3. il cielo che normalmente è di colore blu o più chiaro, viene riprodotto in una fotografia IR con una tinta molto scura, da un lato per la scarsa presenza di IR nell'aria, dall'altro perché il pulviscolo atmosferico che partecipa alla colorazione del cielo, proprio perché cade nella parte visibile dello spettro non viene registrato nella fotografia IR e questo è anche il motivo per cui nella fotografia IR si possono registrare panorami velati o quasi completamente nascosti dalla foschia; la fotografia infrarossa non è però in grado di leggere un panorama avvolto dalla nebbia, questo a causa delle grandi dimensioni delle goccioline d'acqua in essa contenute.
4. la pelle è piuttosto trasparente alla radiazione infrarossa, ecco il motivo per cui appare più chiara e levigata nella fotografia IR mentre è visibile la barba anche in una persona che si è appena rasata, perché l'IR mette a nudo i bulbi piliferi.
5. l'acqua assorbe la maggior parte della radiazione IR, mentre il filtro IR al contempo assorbe tutta la luce riflessa nel visibile, ed è per questo che appare nera nelle foto IR.

A sinistra l'immagine a colori scattata con una fotocamera digitale, a destra l'immagine in bianco e nero scattata con filtro IR. Con il filtro IR la fotocamera ha “bucato” in modo così deciso la foschia che è difficile accettare visivamente che gli scatti sono stati eseguiti in rapida successione dallo stesso punto di vista, soprattutto per le due immagini in basso. I prati e le pareti delle montagne direttamente illuminate dal sole hanno assunto quasi un aspetto da nevicata invernale, mentre nelle zone in ombra l'effetto è quasi nullo. Il limite del visibile all'orizzonte, soprattutto le nuvole e le quinte delle montagne nelle foto IR è arretrato di diversi chilometri.

Per fotografare nell'infrarosso bisogna quindi risolvere due problemi: da un lato bloccare la radiazione visibile, dall'altro utilizzare un sensore in grado di registrare anche la radiazione infrarossa.

Per bloccare la radiazione visibile si utilizzano dei filtri "neri" che fanno passare la radiazione luminosa, non visibile, solo a cominciare da una certa lunghezza d'onda. Esistono diversi filtri IR con capacità sempre più selettive per la trasmissione dell'infrarosso; la necessità di sapere quale lunghezza d'onda è in grado di passare è fondamentale nella fotografia scientifica, perché man mano che la lunghezza d'onda IR che passa è alta, cambiano le risultanze sulla fotografia, grazie al fatto che la radiazione infrarossa a seconda della sua lunghezza d'onda, è in grado di penetrare nella materia, sia inorganica che organica, a una certa profondità, permettendo quindi di vedere nella fotografia risultante gli strati inferiori invisibili a occhio nudo.

I sistemi fotografici per la fotografia IR

Utilizzando la pellicola infrarossa sarà sufficiente utilizzare un filtro che blocchi la radiazione visibile per ottenere immagini composte unicamente dalla riflessione, o dall'assorbimento, della radiazione infrarossa da parte della scena inquadrata.

Utilizzando una fotocamera digitale il procedimento è più complicato e più semplice nel contempo: a causa del filtro IR CUT anteposto al sensore, la radiazione infrarossa che riesce ad attraversare il filtro IR posizionato sull'obiettivo viene quasi completamente assorbita dal filtro. La poca radiazione che riesce comunque ad attraversare il filtro IR CUT è in ogni caso in grado di restituire una buona immagine IR, ma pagando lo scotto di un tempo di posa insostenibile a mano libera, e comunque di una durata disarmante: parliamo di decine di secondi in una giornata di sole pieno, con il rischio di veder aumentare il rumore di fondo nell'immagine digitale e di non poter assolutamente fotografare oggetti o soggetti in movimento.

Questo vale soprattutto per le reflex DSRL in quanto le compatte digitali hanno un filtro IR CUT non ugualmente efficace e questo ne permette l'impiego con il filtro IR con tempi di posa più ridotti, che variano da modello a modello di compatta.

A sinistra una reflex digitale e il filtro al low-pass IR CUT rimosso, a destra la stessa reflex normale.

Il passo successivo è quello di rimuovere il filtro IR CUT dalla reflex digitale: i tempi di posa si riducono e sono assimilabili a quelli di un normale scatto in luce visibile: resta lo svantaggio, comune anche alla fotografia IR su pellicola con una reflex, di non poter comporre l'immagine attraverso il mirino in quanto completamente oscurato dal filtro IR posto di fronte all'obiettivo, né di poter sempre utilizzare efficacemente il sistema AF in quanto sul sensore AF arriva unicamente la radiazione infrarossa che riesce ad attraversare il filtro.

La cecità nel mirino reflex è uno dei motivi per cui in fotografia IR a pellicola si utilizzano più efficacemente le fotocamere a telemetro e quindi con mirino galileiano o le biottiche medio formato: il filtro anteposto all'obiettivo da presa non interferisce con la visione nel mirino galileaino o nell'immagine visualizzata nell'ottica utilizzata per inquadrare e focheggiare nelle biottiche.

L'ultimo passo, quello più efficace, è di trasformare una reflex digitale in una macchina IR in modo reversibile ma permanente, sostituendo il filtro IR CUT posto di fronte al sensore con un filtro IR; in questo modo i vantaggi diventano tali da permettere di scattare quasi nelle medesime condizioni della fotografia visibile: attraverso il mirino è possibile comporre perfettamente l'inquadratura, il filtro IR non è più montato sull'ottica ma davanti al sensore, il sistema AF è in grado di funzionare anche in situazioni a basso contrasto, il sistema esposimetrico non terrà conto del filtro ma si arriva facilmente a una corretta esposizione utilizzando la staratura intenzionale, un poco di pratica e controllando a monitor l'istogramma dell'immagine appena scattata; inoltre la presenza del filtro IR davanti al sensore riporta lo schema ottico nelle medesime condizioni di una DSRL normale, dove il filtro IR CUT davanti al sensore partecipa alla costruzione ottica dell'immagine.

Compatta digitale e IR

Parallelamente agli esperimenti con questi nuovi materiali, la possibilità di fotografare in IR in digitale ha iniziato a diventare una possibilità: é risaputa l'elevata sensibilità di molte compatte digitali alla radiazione infrarossa, nonostante un filtro low-pass "IR CUT" posto di fronte a qualsiasi sensore destinato alla ripresa a colori, sia esso di una compatta o di una reflex DSLR.

Ecco così i primi tentativi di infrarosso digitale utilizzando una fotocamera compatta digitale con risultati decisamente interessanti ma indubbiamente migliorabili: tempi di posa insostenibili a mano libera, rispetto allo scatto a pellicola IR con tempi di posa identici alle pellicole pancromatiche, grosse difficoltà in situazioni poco contrastate di effettuare la messa a fuoco in AF, la messa a fuoco in MF è quasi inutilizzabile in queste situazioni, ma soprattutto in diverse situazioni la comparsa di un'area più chiara nella parte centrale dell'immagine difficilmente correggibile in post produzione.

Di contro si cominciava ad intravedere un qualche spiraglio di soluzione, e ai problemi manifestati qualche soluzione alla fine si trovava. La sfida si stava comunque facendo sempre più avvincente, ma soprattutto si poteva finalmente cominciare a pensare a un infrarosso alternativo a quello a pellicola, da intervallare agli scatti eseguiti in modalità normale con la medesima fotocamera: era anche molto più facile realizzare dei confronti tra i normali scatti a colori senza filtro IR e quelli con il filtro, anche per capire la sensibilità della fotocamera digitale alla radiazione IR.

Tipologia dei filtri infrarosso

I filtri infrarosso sono suddivisi in 3 categorie, per valori in nm=nanometro:

-filtri che bloccano la luce fino ai 600 nm
-filtri che bloccano la luce fino ai 700 nm
-filtri che bloccano la luce fino ai 900 nm

Le prime due classi da 600 e 700 nm, non bloccano totalmente la luce visibile e quindi con essi si ottengono riprese a colori, con tonalità particolarissime e impossibili anche con un programma di fotoritocco.

I filtri della classe fino ai 900 nm, sono definiti anche “black” o “dark”, essendo scuri (e densi) quanto i vetri protettivi delle maschere da saldatore, bloccano tutta la luce visibile, tanto da creare una foto completamente in bianco/nero. Anche quest’ultimo effetto è molto difficile, se non impossibile, da riprodurre con software di fotoritocco.

I filtri INFRAREX sono una soluzione ottimale e non costosa per l'infrarosso digitale. Tre versioni: 84 RED, 84 DARK RED, 84 BLACK in ordine di densità.

Il filtro 84 RED con densità dai 550 ai 650 nm, è il meno denso dei tre e adatto per riprese a colori.
L'84 DARK RED con densità 680 nm è più denso del precente, accentua l'effetto su cielo e vegetazione.
E l'84 BLACK 700/800 nm per infrarosso b/n, la sua elevata densità blocca la luce visibile.

Fonte:www.photoactivity.com