カメラでまったく異なる原色を使用するとどうなりますか？

つまり、多くの人が知っているように、人間には3つの錐体細胞があり、3つの異なる「原色」を見ることができます。一方、他の多くの動物には4つ以上の錐体細胞があり、さらに広い、またはより明確なスペクトルを見ることができます。

現在、デジタルカメラは通常、感光性の「ピクセル」のアレイを使用して光を記録します。ピクセルは一般に4つのグループに配置され、2つは（フィルター材料を使用して）緑、1つは赤、1つは青に特化しています。各ピクセルで検出された強度は、アルゴリズムを使用してRGBファイルに変換されます。各専用ピクセルによって記録された強度は、以下の色相スペクトルにマッピングできます。

結果として得られる画像は私たちの目に完全に理解でき、ほとんどの目的と目的でシーンを記録するのに十分であるため、これは私たちが一般的に望んでいることです。しかし、なぜ人間がそれを見るのと同じように、カメラに光の取り込みと記録を制限する必要があるのでしょうか。

感光性「ピクセル」のフィルターを変更して、異なる波長、特に通常は見られない波長、またはより詳細な特定の色範囲で互いに近づく波長を最適に受け入れるとしましょう。そこから、色相スペクトルをストレッチできます。0/ 360が最初の色、120が2番目の色、240が最終色です。

たとえば、800 nm、400 nm、および200 nmの波長を選択して、赤外線と紫外線を少し見た場合、この結果がどうなるかを知りたいと思います。または、青く見えるコラージュがある場合、450 nm、475 nm、500 nmの波長を選択して、同様の色合いをより簡単に区別できます。別の可能性は、4つの異なる波長を検出し、これらを色相スペクトルにマッピングすることです。これにより、「四色」写真のようなものが可能になります。

以下は、予想されるモックアップです（質問をより適切に反映するように変更されています）。

ここに答えるいくつかのものがあります：

これはすでに行われていますか？そうでない場合、なぜでしょうか？（私は以前に紫外線と赤外線の写真を見たことがありますが、通常は黒/白または黒/マゼンタです。なぜ1次元を使用し、スペクトルを引き伸ばさないのですか？）

この方法で画像を撮るための消費者向け技術の観点から何が存在しますか？

キャプチャできる波長にテクノロジーの制限はありますか？

カラー写真は確かに三色理論に基づいています。ジェームズクラークマクスウェルの赤、緑、青のフィルターを使用して作成された1861年の最初のカラー写真は世界で見られました。今日のカラー写真は彼の方法に基づいています。1891年、Gabriel Lippmannは、白黒のフィルムを1枚使用し、フィルターを使用せず、着色された染料や顔料を使用せずにフルカラー画像を示しました。美しい画像をコピーまたは複製することができなかったため、このプロセスは道端に落ちました。1950年代、ポラロイド社のエドウィンランド博士は、2色（579および599ナノメートル）で美しいカラー写真を作成できることを示しました。これも道端に落ちた。

イメージングエンジニアはずっと前に、スペクトルの非視覚的な部分を使用してイメージングしたいと考えていました。通常のフォトプレートとフィルムは紫と青の光と紫外（4ナノメートルから380ナノメートル）の記録のみを画像化することがすぐにわかりました。彼らは、フィルムがX線と赤外線を記録することを発見しました。

スペクトルの他のどの部分を画像化できますか？天文学者は無線周波数を介して画像を表示しますウェザーマンと航空業界はレーダーを介して画像を表示します。光学顕微鏡は約1000倍に制限されていますが、電子顕微鏡は分子と原子を画像化します。

音波（超音波）を使って人体をイメージングします。電波を利用して人体をイメージングします（磁気共鳴イメージング、MRI）。

他にも数えきれないほどの方法でイメージを作成できます。最初は、スペクトルの非視覚部分を使用して作成された画像は、白黒のみで表示されていました。結局のところ、私たちはこの放射を通して見ることができないので、私たちが提示するグラフィックイメージは、正しくないプレゼンテーションになります。

現在、X線を見る医師は、灰色の濃淡の微妙な変化を探しています。コンピュータロジックを使用して、白黒のトーンを偽色に変更して、より適切に区別できます。したがって、最新のX線とソノグラムは偽色で表示されます。科学の他のイメージング分野も同様です。スペクトルの非視覚部分から作成された偽色画像は日常的です。

これはすでに行われていますか？

承知しました。ハッブル宇宙望遠鏡は近赤外線、可視光線、近紫外線スペクトルを感知します。ハッブルから見ることができる可視スペクトル外の情報を含む画像は、偽色画像です。

同様に、X線スペクトルを観測するチャンドラの画像は、その「トーン」を可視光スペクトルにマッピングすることによってのみ視覚化できます。

非天文学的なドメインでは、空港のミリ波スキャナーが、ミリ波の信号を視覚的なドメインにマッピングします。

この方法で画像を撮るための消費者向け技術の観点から何が存在しますか？

1つはFLIRカメラです。

キャプチャできる波長にテクノロジーの制限はありますか？

その質問は広すぎます（常に技術には限界があります）。

一部の一般的な用途の写真用カメラは、実際には可視スペクトルの範囲外で記録するため、これに関する経験があります。ライカM8はIRの記録で有名です。拡張された範囲は色の精度に悪影響を及ぼし、ライカはそれを解決するために顧客にレンズ用のIR /カットフィルターを提供する必要がありました。

レンズのガラスが紫外線を遮断するため、紫外線への拡張は困難です。

少なくともライカや改造カメラで見られるように、一度に広いスペクトルをキャプチャする効果は、特に楽しいものでも、興味深いものでも、有用なものでもありません。なんらかの興味深い方法でデータを処理できたとしても、トリックは1つしかありません。

興味があれば、センサーからフィルターを削除する会社があります。レンズの上に異なるスペクトルのカラーフィルターを使用し、異なるフィルターで3つの露出を作成し、ソフトウェアでブレンドすることができます。

各専用ピクセルによって記録された強度は、以下の色相スペクトルにマッピングできます。

ベイヤーマトリックスは、どの色にもマップしません。画像が補間されて、フルカラー/ピクセルの画像が生成されます。この場合、各ピクセルにはR、G、およびBコンポーネントがあります。これらのRGBコンポーネントは、sRGBやadobeRGBなどの色空間にマッピングできますが、RGBモードには本質的に色空間はありません。

感光性「ピクセル」のフィルターを変更して、異なる波長、特に通常は見られない波長、またはより詳細な特定の色範囲で互いに近づく波長を最適に受け入れるとしましょう。

問題は、詳細を構成するものの1つです。 分光法を実行することを目的とする場合は、通常のカメラではなく、分光計または分光光度計を使用する必要があります。

追加された各フィルターは、センサーの全体的な効率を低下させます。RGBカメラは、可視帯域全体で約20〜25％の正味効率を持っています。5つのフィルターを使用するUV-VIS-IRカメラは、その帯域全体で10％近くの効率を持ち、UV帯域とIR帯域では、最初は光が少ないため、はるかに多くのゲインが必要で、ノイズが多くなります。

これはすでに行われていますか？そうでない場合、なぜでしょうか？

はい、分光光度計と呼ばれています。実際、あなたが話していることと非常によく似たことが行われます。好奇心探査ローバーのMastCAMは、8フィルターホイールと組み合わせて重要なIR光を放出する特別なベイヤー配列を使用します。次に、カメラは、6つの異なる波長の短波IRでフル解像度の狭帯域イメージングを実行できます。

それは普通に行われますか？科学的問い合わせの外では、このタイプのセットアップは非常にかさばるカメラを必要とし、より複雑なメタデータスキームが必要になります。これらは消費者製品の悩みの種です。

可視スペクトルの任意の 3つの原色を使用でき、記録デバイスと表示デバイスが同じ原色を使用している限り、（記録デバイスと表示デバイスの制限内で）正確な画像を生成することに注意してください。たとえば、過去10年間にリリースされたほとんどのカメラには、sRGB色空間に適合する色をキャプチャするセンサーがあります。また、ほとんどのモニターはsRGB色空間（またはそれに近い色空間）で表示されます。

新しいカメラ（現在はハイエンドですが、間違いなくすぐに一般向けのカメラ）は、DCI-P3と呼ばれるより広い色空間でキャプチャできます。キャプチャーされた原色は主観的に「赤」、「緑」、「青」と呼ばれるものであるため、「RGB」色空間と見なされますが、sRGB原色とは異なります。最近のコンピューターや携帯電話のいくつかのLCDディスプレイも、DCI-P3色空間で表示できるようになりました。これらのデバイスは、はるかに広い範囲の色をキャプチャして表示します。

1つの原色のセットでキャプチャして別のセットで表示するとどのようになるかを確認したい場合は、お気に入りの画像エディターで色相調整フィルターを使用できます。色相を回転させると、1つの原色のセットでキャプチャして別の色のセットで表示するのと同じことを示します。

キャプチャできる波長にテクノロジーの制限はありますか？

有る：

• 近赤外線写真（暗視）、
• 中赤外写真（熱画像）http://www.ipac.caltech.edu/outreach/Edu/Regions/irregions.html
• X線（通過するX線で骨を見るだけでなく、反射されたものを見ることができるほど感度が高いものもあります）https://en.wikipedia.org/wiki/Backscatter_X-ray、
• 電波望遠鏡とマイクロ波望遠鏡。
• ガンマ線望遠鏡。
• 紫外線カメラなど

したがって、基本的にすべてのスペクトルが調査されています。

しかし、これらすべてに異なるシステムがあります。考慮すべきことは、波長と物質の関係、雰囲気、そしてより具体的なセンサーです。

「可視光」が表示される理由を確認してください。特に波長が上層大気を通過しない場合、光源、つまり日光はありません。https：//en.wikipedia.org/wiki/File：Atmospheric_electromagnetic_opacity.svg 他の通過光はラジオですが、私たちの体を通過するには長すぎます。

波長の違いは指数関数的であるため、そうです。私たちの目や器具を使って、電磁波が感知できるいくつかの技術的な問題があります。

この方法で画像を撮るための消費者向け技術の観点から何が存在しますか？

赤外線

簡単な質問は、あなたが実験するための近赤外線フィルムとフィルターを持つことができ、あなたのdlsrを適応させることができるということです：https ://photo.stackexchange.com/search?q=infrared

いくつかの暗視カメラとレンズがあります。

遠赤外線サーマルカメラを購入することもできますが、高価であるため、「消費者向け」の製品ではありません。

UV 私は人々により強力な光線を発射することが合法であることを疑います。まず、網膜に紫外線が当たると、やけどする可能性があることを覚えておいてください。したがって、低出力UVを使用するには、低光環境が必要です。「ブラックライト」画像はUVによって引き起こされる反射なので、そうすることもできます。https://en.wikipedia.org/wiki/Ultraviolet_photography

私は以前に紫外線と赤外線の写真を見たことがありますが、通常は黒/白または黒です

あなたがそれを見ることができないならば、それは解釈です。私たちの目は緑に敏感なので、暗視グーグルは通常緑です。黒と白の視力がある場合、目が暗闇に順応する時間がはるかに長くなります。

なぜ1つの次元を使用するのですか？

「原色」の色の「3D次元性」は、私たちの脳が光を知覚する方法のためです。マゼンタは可視スペクトルにはありません。波長は関連付けられていません。私たちの脳はそれをマゼンタと解釈します。

実際には、電磁波長スペクトルは一次元です。それはあるbimensional我々は農産物画像に二次元としての強度を使用している場合。

なぜスペクトルを伸ばしませんか？

我々は持っているスペクトルをストレッチします。または私たちはそれを見るか、または見ません。白黒の画像は、実際には見えない波長を、限られたスペクトルに再圧縮したものです。

Xrayデジタルマシンを作成してマゼンタの色を表示できるコースの中で、私はそれ自体でそれを行う古いCTRモニターを持っていました。しかし、これは技術的な側面よりも心理的な側面です。

しかし、熱画像のような一部の分野では、温度の違いを検出するために色スペクトルが使用されるため、現在行われています。

なぜ可視光スペクトルを微調整しないのかというと、それは完全に芸術的な解釈だと思いますので、好きなことができます。

だが

しかし、その一方で、それを持っている少数の人々のテトラクロマシーシミュレータがあると興味深いです。シミュレーター/

私はマーガレット・リヴィングストンの「視覚と芸術、見ることの生物学」という非常に興味深い本を読んでいます。まだこれで終わりではありませんが、これまで読んだ章では、目が色をどのように知覚するか、色がどのようにブレンドされるか（光と色素の両方）、制限とその理由について説明します。目がどのように機能するか、写真機能にどのような制限があるかについてのいくつかの質問に答えるのに役立ちます。