第3-1.章. 近紅外線攝影實務

2010年12月20日筆者註：如本書《2-1.9. 近紅外線底片介紹》、《2.1.7. 近紅外線的取像方式》所述，近紅外線取像技術受到近代電子科技發展的衝擊，電子取像法已經幾乎完全取代傳統的近紅外線照相術，但是仍然有部份情況還是需要使用近紅外線照相術，因此筆者覺得站在歷史軌跡的角度，本章仍然有存在的必要。

本章原本就分為「照相」及「攝影」兩個部份來討論，原始概念及理論完全不變，只是使用的元件不同而已，希望讀者能夠參照比較。

或許有人會質疑為什麼要把「照相」及「攝影」分成兩個部份？它們不是一樣的東西？不過在筆者一貫的著作及定義中，「照相」是指拍攝單一影幅的靜止影像（still image），例如早期用的照相機拍攝出來的一張張相片，或者是用數位相機拍攝出來的單一影幅影像。而「攝影」則是指可以拍攝一連串連續動作的影幅或影像。早期的類比式攝影機拍攝的是類比訊號影像（videos）是利用掃描線拆解或重組影像訊號。近年數位科技發達，數位攝影機拍攝的結果已經變成跟電影攝影機（movie camera）拍攝的電影片一樣，是一連串連續動作的獨立影像，這些數位影像（digital videos，motion pictures，continuous images）每一影幅各自都是一個靜止影像（still image），但是經過影音串流技術，可以像電影一樣播放。

2014年4月24日筆者註：再過1年，筆者就要從服務將近40年的職場退休。最近1年多，筆者發現智力體力及記憶力急速衰退，甚至懷疑是否得到阿滋海默症。

筆者研究近紅外線影像技術大約有30年，雖然一直有這種認識：這門學問始終不是主流技術，始終沒有人願意下工夫，更沒有人關心它的源流及發展，但是在感受到即將退休的時間壓力以及個人能力急速衰退的能力壓力之後，就打算做一個切割，把手上所有的技術從2014年停止更新，像windos xp一樣讓它自然停止，但是，已經累積的成果不能就這樣棄之如敝屣，畢竟即使如敝屣，也是敝帚自珍，所以打算一章一章的結算，一章一章的放到blog裡，給將來可能的一天，那個想到要找點資料的渾小子，……。

所以，假設有些資料已經跟不上時代，務必請自行訂正即時資訊，不要被舊資訊左右了正確的觀念。

靜態影像壓縮標準（Joint Photographic Experts Group，JPEG）

數位訊號處理器（Digital Signal Processor，DSP）

筆者在1994年花大錢購買的“THE PHOTONIC DESIGN AND APPLICATIONS HANDBOOK”目前已經被出版商Laurin-Publishing把該手冊2002年的原文版本全書上傳到網路，讀者可以自行下載閱讀參考。下載網址為http://www.polaritech.ir/wp-content/uploads/2016/06/753-The-Photonics-Design-Applications-Handbook-Laurin-Publishing-B000IBU65U-Photonics-2002-320p-200.pdf

此外，在AMAZON 網頁Books › Arts & Photography › Graphic Design 項目下仍然可以查詢到The Photonics Design & Applications Handbook (46th International Edition 2000, Book 3) Paperback – 2000 “THE PHOTONIC DESIGN AND APPLICATIONS HANDBOOK”，書籍內容主題包括：Worldwide coverage of optics, lasers, imaging, fiber optics, electro-optics, and optoelectronics. Includes technology overviews and standards organizations.筆者就不再逐項翻譯。

3-1.1.   近紅外線照相應注意事項：

3-1.1.1.        裝備選擇

1.  相機：

任何相機均可用來拍攝近紅外線影像，但是如果可能的話，應該儘量使用單眼反射型相機（SLR, Single-lens-reflect camera）。並且最好有「鏡後式自動曝光控制機能」（Through-The-Lens, TTL Exposure Meter），如此可以獲得較準確的曝光效果。

2.  濾色片：

拍攝純粹近紅外線光域影像時，必須加裝「近紅外線透通濾色片」（Infrared Transmittance Filter）。此種濾色片通常呈暗紅色或黑色，以便純化進入照相機鏡頭之光線。至於該用何種型號之濾色片，則視需要及被攝物體色澤而定。如果被攝物體呈暖色系，最好選用黑色濾色片，以濾除顏色的干擾，若被攝體呈現冷色系，則可以採用暗紅色濾色片，以便在拍攝過程中精確對焦。採用黑色濾色片時，在檢像窗中無法看見被攝體影像，所以需先對焦後再按裝濾色片，並依鏡頭「近紅外線對焦基準點」標示適當調整焦距。

如果拍攝彩色近紅外線影像時，則必須按裝黃色濾色片（請參閱《2-2.8.1.2.彩色近紅外線底片照相》）。

3.  鏡頭：

大部份的手動對焦鏡頭都有「近紅外線對焦基準點」（Infrared Focus Position，請見圖**）及「可見光對焦基準點」（Visual Focus Position）。自動對焦鏡頭幾乎都沒有這項設計，因此在鏡頭的選用上，必須格外留意。不過當鏡頭套上專用的「近紅外線透通濾色片」時，通過鏡頭的光線已經是純淨的近紅外線，與自動對焦機構所使用的對焦光源（通常是近紅外線二極體所投射出的光束）幾乎一致，雖然仍能驅動鏡頭的自動對焦機能，但因此機能係針對可見光域而設計，會自動修正聚焦位置，所以仍然不適合近紅外線照相。此點務必牢記！

4.  底片：

請參閱《2-1.10.近紅外線底片現況》。

3-1.1.1.        操作程序

1.  裝卸底片：

近紅外線底片必須在暗房裝卸。使用前後底片都必須保藏在冰箱內，取出後應儘快拍完沖洗。

關於近紅外線底片保存的一些注意事項：

¨   黑白近紅外線底片：

²   必須保存在13℃（55℉）以下，因此必須保藏在冰箱或冷凍櫃內，如果不立即使用，請注意維持原包裝之完整。

²   使用時必須置於室內溫度中升溫備用，以免凝結水氣：

l   自冰箱取出必須置於室內溫度中升溫1小時。

l   自冷凍櫃必須置於室內溫度中升溫1～1.5小時。

l   大捲底片必須置於室內溫度中升溫6～8小時。

²   拍攝完畢應立即沖洗；如果不能立即沖洗則必須置於4℃溫度下保存，再取出沖洗時應先升溫。

¨   彩色近紅外線底片：

²   必須保持在 -18 ～ -23℃（0 ～ -10℉）以下，因此必須保藏在冷凍櫃內，如果不立即使用，請注意維持原包裝之完整。

²   使用時必須置於室內溫度中升溫備用，以免凝結水氣：

l   自冷凍櫃必須置於室內溫度中升溫1～1.5小時。

l   空照底片必須置於室內溫度中升溫6～8小時。

²   拍攝完畢應立即沖洗；如果不能立即沖洗則必須置於4℃溫度下保存，再取出沖洗時應先升溫。

2.  對焦：

¨   因為近紅外線的波長比可見光長，所以通過鏡頭時，其折射率與可見光不同，不會在一般可見光的聚焦點成像。

¨   因為底片相機無法即時看到拍攝結果，所以通常在鏡頭上有個白色或黑色的基準點供對焦或指示被攝體距離之用。而在此基準點旁邊另有一紅色基準點（可能較小或標示【R】字母），供調節近紅外線影像成像位置之用，此即「近紅外線對焦基準點」，請參考(圖形3-1)-1至(圖形3-1)-3。

¨   當你在檢像窗對準被攝體之後，如果相機內用的是近紅外線底片，你必須把鏡頭上由「可見光對焦基準點」所指示的距離默記下來（或者用貼紙，色筆標示出來），然後，把此位置輕輕推轉，使它對準「近紅外線對焦基準點」，才能拍攝出較清晰的近紅外線影像來。當您手握相機瞄準被攝體時，「近紅外線對焦基準點」位於「可見光對焦基準點」的左手邊。（意即近紅外線影像的成像距離比可見光為短）

¨   如果你要用「近紅外線透通濾色片」來提高近紅外線影像的品質時，務必記住不要馬上套上濾色片。請先對好焦距，記住被攝體的距離標示，套上濾色片，不撥動調焦環，把剛才記住的距離標示對準「近紅外線對焦基準點」然後再按下快門。

¨   為了確保近紅外線影像絕對清晰，鏡頭光圈在可能範圍內縮小一至兩段，以便增加景深距離，如此可以獲得品質較好的近紅外線影像，當然，要適度延長曝光時間1～2倍。

3.  燈光：

¨   新的近紅外線底片感光速度已經提高，但是「近紅外線透通濾色片」的光耗量極大，所以最好能使用燈光照明。關於燈光的選擇，筆者另以專章－《第4章.近紅外線光源的取得》介紹。