第2-3章.近紅外線影像技術－近紅外線照相術應用於戶外及植物照相

目錄：

2-3.1. 前言   4

2-3.2. 關於Photography by Infrared: Its Principles and Applications的作者 5

2-3.3. 近紅外線戶外照相    7

2-3.4. 近紅外線軟片照相的影像特徵   12

2-3.4.1. 黑白近紅外線軟片 12

2-3.4.2. 近紅外線彩色軟片 12

2-3.4.3. 使用近紅外線軟片拍攝所需的戶外照明條件（Outdoor Lighting Conditions） 13

2-3.5. 葉片對光線的反應    16

2-3.5.1. 植物葉片的呈色     16

2-3.5.2. 葉片呈色的主要因素－葉綠素、胡蘿蔔素與葉黃素 16

2-3.5.3. 關於葉片反射光線及近紅外線的研究 18

2-3.5.3.1. ”photography by infrared” 2nd EDITION ，1946年     19

2-3.5.3.2. 林務局農林航空測量所2002年【91年綠資源NDVI調查計畫成果報告書】    22

2-3.5.3.3. 台灣大學農藝學系2003年「甘藷葉片反射光譜分析與色素含量之遙測估算」 24

2-3.5.3.4. 屏科大2011年「小花蔓澤蘭與香澤蘭反射光譜季節動態」    26

2-3.5.4. 葉片對近紅外線反應的研究差異  30

2-3.5.4.1. 關於葉片產生近紅外線螢光反應的論述    30

2-3.5.4.1.1. ”photography by infrared” 2nd EDITION ，1946年     30

2-3.5.4.1.2. 湛江海洋大學課程內容『第五章－植物的光合作用』Photosynthesis of Plants）    33

2-3.5.4.2. 關於葉片反射近紅外線的論述  37

2-3.5.4.2.1. ”photography by infrared” 2nd EDITION ，1946年     37

2-3.5.4.2.2. 林務局農林航空測量所【91年綠資源NDVI調查計畫成果報告書】 37

2-3.5.4.2.3. 台灣大學農藝學系2003年「甘藷葉片反射光譜分析與色素含量之遙測估算」   38

2-3.5.4.2.4. 屏科大2011年「小花蔓澤蘭與香澤蘭反射光譜季節動態」    38

2-3.5.4.3. 葉片透射近紅外線的論述    38

2-3.5.4.3.1. ”photography by infrared” 2nd EDITION，1946年     39

2-3.5.4.4. 「水」或「水分」對紅外線影像的影響－假設近紅外線會穿透植物葉片中葉綠素    48

2-3.5.4.4.1. 屏科大2011年「小花蔓澤蘭與香澤蘭反射光譜季節動態」    49

2-3.5.4.4.2. ”Infrared system engineering” 關於陽光被水吸收的研究    49

2-3.6. 附錄：     54

2-3.6.1. Infrared photography applied to botany and palaeontology原文「註解索引」  54

前言

筆者從1997年開始編寫本書時就存在著一個刻板印象：葉片是因為葉綠素會產生「近紅外線發光」所以呈現明亮的色澤，這個刻板印象是從”Applied infrared photography”一文形成。但是筆者最近重新編校本書，重新細讀1946年WALTER CLARK博士所著"PHOTOGRAPHY BY INFRARED，2nd EDITION"一書之第10章「近紅外線照相術應用於植物學及古生物學」（Infrared photography applied to botany and palaeontology）時發現相片中葉片部分出現不尋常的「近紅外線」光譜，使影像中呈現明亮色澤的原因其實並不全然是「近紅外線發光」的效果，再加上近期許許多多的攝影愛好者紛紛加入近紅外線影像創作的行列，不但發表近紅外線影像創作作品，更有部分創作者提出各式各樣的理論來解釋近紅外線影像的成因與結果，因此筆者特別增加本章內容，從前人的學術研究中提供資訊給近紅外線影像創作者一些思維與參考，切莫人云亦云，也不要擅自發揮想像力來解釋不明事件，畢竟科學是有一定的法則。

近紅外線照相術應用於植物學通常是透過高空拍攝植物對近紅外線反應，可以利用遙測技術瞭解及測定森林生態，量測與分析地表植被程度，檢驗經濟農作物遭受天災或病蟲害影響的範圍，辨識農作物品種等等。

然而拍攝植物並非近紅外線照相的全部用途，所以筆者把葉片對光線的反應獨立一章來來呼應上一章《第2-2章.近紅外線影像技術－近紅外線影像與一般影像的差異》，而不放在關於近紅外線影像鑑定的相關章節之中。

說句老實話，一般創作攝影師追求的如幻似夢的近紅外線影像創作，說穿了其實只有唯一的主角－「葉綠素」在近紅外線下的表現而已，除卻「葉綠素」之外，其他物體幾乎沒有太大的反應，至於那些小有反應的部分，卻極可能是科學鑑識運用的主力，但絕對不是一般創作攝影師所追求的創作的範圍，關於科學鑑識運用的近紅外線影像技術請繼續閱讀本書第5章《近紅外線影像鑑定設備綜覽－2000年以前之產品》、第6章《近紅外線影像鑑定設備綜覽－2000年以後產品》。（2013年11月10日筆者加註）

關於Photography by Infrared: Its Principles and Applications的作者

1946年出版的原著Dr. Clark擁有博士學位，同時也是英國皇家攝影學會的高級會士（F.R.P.S.－Fellowship of the Royal Photographic Society）及美國攝影學會的高級會士（F.P.S.A.－Fellow of the Photographic Society of America），並且領銜為柯達研究實驗室（Kodak Research Laboratories，筆者覺得用這個頭銜寫出”Photography by Infrared: Its Principles and Applications”才會比音樂理論博士來得貼切些）。根據Dr. Clark在二版序中陳述：”Photography by Infrared: Its Principles and Applications”的頭版是1939年在倫敦印刷，然後頭版的製版照相片毀於倫敦空襲中，於是Dr. Clark重新編寫二版，除了增加第13章「使用近紅外線照相術偵測欺敵偽裝」之外，及在第11章「近紅外線照相術應用於植物學及古生物學」中增加森林空中觀測照相，並且重新修訂許多章節內容。

關於F.R.P.S.及F.P.S.A.這兩個簡稱，筆者孤狗搜尋了2天才知道F.R.P.S.是英國皇家攝影學會的高級會士，於是拜訪英國皇家攝影學會官網，在2013-10-08用email詢問F.R.P.S.及F.P.S.A.的正式名稱為何。沒想到2013-10-09就收到英國皇家攝影學會的Dr Michael Pritchard FRPS, Director-General回函，告訴筆者F.R.P.S.及F.P.S.A.的正式名稱，同時也告訴筆者Dr. Walter Clark曾任柯達研究實驗室（Kodak Research Laboratories）的研究員及主任職位。

特此向英國皇家攝影學會的Dr Michael Pritchard FRPS, Director-General致謝。

近紅外線戶外照相

由於戶外近紅外線照相不需要與室內近紅外線照相相同條件的特殊化照明技術及光源過濾技術，因此相對比較簡單。這是筆者建立近紅外線照相概念的最初基礎，不過，請不要立即把這個概念當做你全部關於紅外線照相的概念，請務必閱讀本章後面的各節，才能建立完整的紅外線照相概念。

戶外近紅外線照相有兩個主要的範圍：地面照相及空中照相。

近紅外線戶外地面照相（GROUND PHOTOGRAPHY）有二個主要目的：第一是為了獲得科學或技術上的資訊，其次是為獲得迥然不同的影像效果（獲得如畫似幻的相片）。

近紅外線軟片照相的影像特徵

黑白近紅外線軟片

◎天空幾乎是黑色；

◎雲和雪是白色；

◎樹影及未受光之樹形是暗色，但是可以比全色片顯現更多的細節；

◎草及樹葉呈現如同雪花覆蓋的白色；

◎遠處影像仍然可以清晰顯現。

近紅外線彩色軟片

◎樹葉是醒目的紅色；

◎花朵的顏色與天然色有出入；

◎某些石頭會維持原有的色調；

◎天的藍，雲的白，全部都被回覆到令人喜愛的色調與對比。