**フルスペクトルと赤外線写真**

日本語訳:

概要:
この記事は、UV/IRブロッキングフィルタを取り外し、センサーが近赤外線（NIR）光（≈850–1000 nm）に曝露されるようになった Canon EOS Rebel T6 を検証しています。2 つのレンズを使用します：通常の写真向けに NIR を遮断する「ホットミラー」フィルタと、可視光を遮断して純粋な NIR のみがセンサーに到達するようにする 850 nm ローパスフィルタです。

主な観察点
昼間: 太陽光は大量の赤外線を含むため、撮影すると画像がピンク色になります。これは赤チャネルがより多くの IR を記録しているためです。影は暗くなり、空は非常に黒くなるのは、IR ではレイリー散乱が減少するからです。
植物と霧: 葉は NIR に強く反射し、葉が明るく透明になることで近距離でのシャープな影を軽減します。大気中の霧は可視光よりも NIR を透過しやすく、遠距離で詳細が鮮明に見えますが、雲はミー散乱で依然として散乱します。
夕暮れ（「ゴールデンアワー」）: 赤外線の寄与が増加し、可視光と異なる焦点特性を持つためピンク色の輝きやぼやけたエッジが生じ、焦点だけで補正できません。
夜間: ナトリウム放電灯は強い NIR ピーク（ピンク色に見える）を発し、LED はほとんど IR を出力せず、防犯カメラの筐体は赤外線で明るく光ります。
屋内: ヘリオゲンランプや電気コンロが可視化され、現代の LED 照明はほぼ IR がなく、屋内の全スペクトル写真は普通のものに似ています。

背景と今後の作業
ナトリウム放電灯から LED 照明への移行は、全スペクトル撮像下での屋内シーンの見え方を変化させました。著者は次回の記事で選択的なスペクトルフィルタリング、紫外線写真、および全スペクトル機材による天体撮影の可能性を探求する予定です。

このブログ記事は、私の以前の記事「古いDSLRでDIYフルスペクトラム改造」で終わったところから再開します。奇妙なカメラをどのように手に入れたか知りたい場合は、まずそちらを読んでください！

クイックリフレッシャー

フルスペクトラムデジタルカメラとは、メーカーが装着しているUVおよびIR遮断フィルターを除去した通常のカメラです。これにより、画像センサーは人間の目で見える範囲を超えた追加波長も拾うことができます。余分なフィルタリングがないため、光源とカメラセンサーのカラーフィルター配列（CFA）色素によって、各色チャネルに追加の光貢献が現れます。

使用した方法

本記事のすべての写真は、フルスペクトラム改造済み Canon EOS Rebel T6 DSLR と非常にシンプルなレンズを使用しています。通常のカメラを再現するために「ホットミラー」フィルター（赤外線光を反射して可視光のみの感度に戻す）を用い、完全にIR撮影には 850 nm のローパスフィルタ（可視光を遮断し近赤外線と長波長だけを通過させる）を使用します。両フィルタは Kolari で購入しました。

右から左へ：フルスペクトラム改造済みDSLR、ホットミラー IR遮断フィルター、850 nm IRローパスフィルタ
ホットミラーは肉眼では微かにシアン色に見えますが、カメラのホワイトバランス補正で調整されます。
IRローパスフィルタは完全に不透明に見えるのは、可視光を通さないためです。

ここで言う「赤外線」は近赤外線（約850〜1000 nm）を指します。これは熱赤外線よりも短く、可視光よりわずかに長い波長であり、熱画像とは別物です。光学的にはほぼ可視光と同様に振る舞いますが、特定の素材や媒体が反射・散乱する仕方に重要な違いがあります。

この記事ではフルスペクトラム撮影時にホワイトバランスを調整しません；これは主にスタイリスティックな選択です。赤外線光が豊富なシーンでホワイトバランスを合わせると色彩が大きく消えるため、私は温かいピンクのハイライトを好みます。

UVについてはほとんど触れません。技術的には感度は上がっていますが、カメラに入る UV 光量は可視光・IR に比べ極めて少ないため、通常は影響が無視できるレベルです。将来の記事で UV 光に専念します。

日中のフルスペクトラム撮影

フルスペクトラム写真は照明スタイルに非常に敏感です。異なる光源は赤外線の量を大きく変えます。まず太陽から見てみましょう。

多くの典型的な被写体では、日中に撮ったフルスペクトラム写真は通常の写真よりもピンクっぽい印象になります。太陽はかなりの赤外線を放射し（私のカメラでは特に赤チャネルが強調されます）、以下のような結果になります。

ガストウンを正午にフルスペクトラムで撮影したもの
バンクーバー・ガストウン地区。独自にはそれほど目立ちませんが、建物は温かいピンクトーンになり、植物は不自然に赤や黄に見えます。空はほぼ青です。

以下は可視光のみで撮った同じシーン：

ガストウン（ホットミラーを適用したカメラで撮影）

極端に注意深いなら、三脚に固定し、ホットミラー付きと無しのRAW画像を撮り、一方からもう一方を差し引いて赤外線貢献を推定することもできます。しかし直接 850 nm ローパスフィルタで撮るほうが簡単です。これは可視光シーンに追加される見えない近赤外線で、ピンクとしてレンダリングされます。

赤外線で撮ったガストウン（850 nmローパス）

まず注意すべきは空が非常に暗い点です。同じレイリー散乱が青光を減少させるように、赤と特に赤外線は大気をほぼ透過します。晴れた日には大気を通して宇宙へ直視でき、暗い空は赤外線の散乱が少ないため太陽光も拡散しにくくスポットライトのようになります。その結果、固体物体の影はより暗くなり、空からの環境照明は減ります。

もう一つの特徴は植物の葉が赤外線で非常に反射的です。進化上の理由を知りたいですが、一般に反射することで熱蓄積と乾燥を防ぎ、光合成やシグナル伝達に有用な色だけを吸収すると考えられます。

風景へ移行

キツラノから眺めたスタンレー公園とグラスマウンテン（フルスペクトラム）
大規模になるほど、葉の高い赤外線反射率が森林全体をピンク・レッドに変えます。さらに大きな影には鮮明さが増し、可視光では見られないクレッシングが生まれます。

同じ場所（可視光のみ）

近赤外線は大気の霞を可視光よりも透過しやすいので、大規模風景では追加光で詳細と定義が向上します。

完全に赤外線だけを見ると、暗い空と太陽スポットライト効果により非常に怖い印象になります。

スタンレー公園とグラスマウンテン（赤外線のみ）

可視光では緑の濃淡と距離による霞でコントラストが決まりますが、赤外線ではほぼ影だけがコントラストを作り出します。近赤外線は霞を透過する能力に限界があります。雲はMie散乱により光が水滴で大きく偏向されるため、赤外線でも雲は雲のままです。

以下は古いレンガ造りの家と煙突（可視光・フルスペクトラム・赤外線）を並べたもの。曇った日には雲の赤外線反射率が低い空との組み合わせで驚くほどコントラストが増します。

夕暮れ時に覆われた天気の雲（左＝赤外線、右＝可視光）
観察はカメラをすべて対象に向け、画像を比較することで最も違いが分かります。

夏末のバンクーバーでは山火事の煙で市内から山々が見えなくなるほど能率が低下しました。可視光と赤外線の両方を撮影し、煙の中でも山がはっきり見えることを確認しています。

夕暮れ時のフルスペクトラム撮影

ゴールデンアワーは赤外線にとって特別な時間です。沈む太陽の温かい横光は多くの赤外線を含み、可視光は徐々に薄れていきます。この時間帯にフルスペクトラム撮影すると、多くの効果が強調されます。

カモスンボッグの木々（左＝可視光、中央＝フルスペクトラム、右＝赤外線）
ジェリコビーチから見たキャセドラ山（可視光）。温かい横光で谷に影が落ちていますが、霞もあります。
同じ山をフルスペクトラムで撮ったものはすべてピンクになり、巨大な影がより鮮明です。
赤外線では谷全体が完全に暗くなります。

可視光と赤外線の混合で撮ると、焦点がどこにあるかが一目でわかります。多くの場合、クリアな可視境界と奇妙なピンク輝きの間で選択を迫られます。焦点をずらすことで全体的にシャープさを失うこともあります。

キャセドラ山をフルスペクトラムで撮る際の試行錯誤（左＝可視光、中央＝フルスペクトラム、右＝赤外線）
ここでは船舶が両方の光を反射し、どこに焦点を合わせても見劣りします。解決策は絞りを下げ、露出とISOを上げることで深度を犠牲にして全体をシャープにすることです。

私はピンクの木々を鮮明に保ちつつ、人造建物をぼかすこの手法が好きです。

夜間のフルスペクトラム撮影

日没後は異なる光源を単独で観察でき、各光源が放射する赤外線量の違いがわかります。私の都市ではナトリウム水蒸気街灯からLEDへ移行中です。ナトリウム灯は黄色のスペクトルピークで知られていますが、近赤外線領域にも大きなピークがあります。

ナトリウム水蒸気街灯で照らされた道路（可視光）
同じシーンをフルスペクトラムで撮影。夜の都市はピンクホットスポットのパッチワークになります。

LEDとナトリウム灯が混在する交差点：

LED街灯で照らされた前景、ナトリウム灯で照らされた背景（フルスペクトラム）
同じ交差点を可視光で撮影。周囲の葉はふわっとしたピンクになります。

白熱灯も非常に似たように見えますが、長い赤外線尾部のため極端にピンクです。

夜間にもっと驚くべきなのは、赤外線しか見えない光源で周囲が照らされていることです。例えば LED クリスマスライトを点灯した家（可視光）ではほとんど差異がありませんが、フルスペクトラムで撮ると近赤外線で輝くセキュリティカメラの数台がはっきり見えます。これは「ナイトビジョン」のような黒白映像です。

家（LEDクリスマスライト付き）を可視光で撮影（ほぼ変わらない）
同じ家をフルスペクトラムで撮影：近赤外線で輝くセキュリティカメラが明瞭に見える。
夜間天体写真は別途取り上げます。フルスペクトラム改造カメラは、特定の大気ハザードや光害を除去する専用フィルタと組み合わせることで夜空撮影も可能です。

室内でのフルスペクトラム撮影

日中の自然光が入らない室内では、人工光源単体でどんな見え方になるか観察できます。まず電気ストーブから始めましょう。

夜間に可視光で点灯した電気ストーブ
もし私の目もカメラと同じように赤外線を見えるなら、ストーブの光だけで読書が可能です。

同じ夜間をフルスペクトラムで撮影

次にハロゲンランプ。私の家では可視光より赤外線を多く放出し、色合いを変えてしまいます。

キッチンのスタイルショット（昼間）
ハロゲン照明のみで夜間に撮影したフルスペクトラム

LEDはほぼ赤外線を全く発せず、私の近隣スーパーマーケットは完全に白色LED照明です。結果としてフルスペクトラム写真は可視光と区別できません。

LED照明下でスーパーマーケットの果物（フルスペクトラム）

人造灯が LED へ移行するにつれ、室内はフルスペクトラムではより退屈になります。ポジティブな面としてエネルギー節約に貢献しており、私は外で興味深いものを探すよう促されます。

締めくくり

ここまでで、可視光・赤外線（UV も含む）全波長が同時にカメラに入るときのフルスペクトラム写真の見え方と、赤外線貢献を単独で見る方法を示しました。次回は選択的フィルタを用いて色ごとに隔離または除去した場合の挙動を探ります。さらには純粋な UV 撮影も行いますので、お楽しみに。

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