Как запечатлеть невидимый мир: фотография в ультрафиолетовом спектре

Ультрафиолетовая фотография — техника фотосъемки, в которой используют либо отраженное ультрафиолетовое излучение, либо видимую флуоресценцию. УФ-фотографию активно применяют в медицинской диагностике, реставрации объектов искусств, криминалистике, а иногда — в качестве творческого способа самовыражения. 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

В предыдущей своей статье я объяснял, что человек воспринимает лишь малую часть спектра электромагнитных волн (мы ее называем светом). Так, длины волн ультрафиолетового излучения находятся в интервале от 10 нм до 400 нм. Для УФ-фотографии интересно только ближнее излучение: воздух непрозрачен для волн короче 200 нм, линзы — для волн короче 180 нм.

Диапазоны ультрафиолетового излучения согласно Международной организации по стандартизации, ИСО (International Organization for Standardization, ISO)

Есть два способа УФ-съемки: в отраженном свете и индуцированная флуоресценция. При первом методе объект освещают ультрафиолетом или ярким солнечным светом, а на линзу помещают пропускающий фильтр. При втором — используют УФ-флуоресцентную краску и блокирующий фильтр.

"Forbidden Treasure", Don Komarechka. Источник: donkom.ca

ИНСТРУМЕНТЫ

Светофильтры

Светофильтры прозрачны для одних волн, но непрозрачны для других. По этому принципу можно выделить два типа УФ-фильтров:

• Блокирующий
  Их имеют все стандартные цифровые фотоаппараты. Поэтому для съемки с применением индуцированной флуоресценции подходит любая камера.
  
• Пропускающий
  При фотографии в отраженном свете используют светофильтры, пропускающие только ультрафиолетовое излучение. Например, Baader-U, StraightEdgeU, Kodak Wratten 18A, B+W 403, Hoya U-340 и Kenko U-360. Фильтры изготавливают из специальных цветных стекол.
  

Источники излучения

Естественный источник ультрафиолетового излучения — Солнце. Соотношение волн разных диапазонов зависит от высоты Солнца над горизонтом и камеры над уровнем воды, от облачности, грунта, материала горизонтальной поверхности, наличия водоема и влажности воздуха.

Основной искусственный источник — УФ-лампы. Излучаемый ими свет воспринимается человеком как неоново-синий. Лампы обычно заполнены инертным газом в смеси со ртутью, которая при пропускании электрического разряда испускает ультрафиолет. Кстати, нередко фильтры помещают непосредственно на сам источник УФ-излучения, чтобы выделить лишь узкий диапазон волн.

"Mandarin in flourescence", oldTor, 2020. Источник: flickr.com

Специальные объективы и цифровые камеры

Большинство линз пропускают ультрафиолетовое излучение до 350 нм. Для понижения порога чувствительности используют объективы со стеклами с добавлением кварца и флюоритов. Таковыми являются Nikon UV-Nikkor 105 mm f/4.5, Coastal Optics 60 mm f/4.0, Hasselblad (Zeiss) UV-Sonnar 105 mm и Asahi Pentax Ultra Achromatic Takumar 85 mm f/3.5.

При использовании «цифры» достаточно удалить УФ- и ИК-блокирующие внутренние фильтры. Однако есть камеры, изготовленные без них: Nikon D70, Nikon D40 DSLR и Fujifilm FinePix IS Pro.

Красители

Определенные химические соединения способны поглощать короткие, высокоэнергетические ультрафиолетовые волны, а затем испускать более длинные, низкоэнергетические волны видимого диапазона. При таком методе съемку следует проводить в затемненном помещении, на черном фоне. Одежда фотографа тоже должна быть темной, так как светлые ткани нередко флуоресцируют под УФ-лучами.

"space", V.M., 2014. Источник: 500px.com

Пленка

Для ИК-съемки используют инфрапленки, потому что обычные не улавливают этот спектр. Но вот все три диапазона ультрафиолетового излучения они фиксируют.

• Цветная негативная пленка
  Особо восприимчива к УФ-лучам ближнего (например, Kodak Gold 100, Fujicolor Superia100) и среднего (например, Fujicolor Superia X-tra ISO 800) диапазонов.
• Черно-белая негативная пленка
  Почти все такие пленки улавливают излучение менее 360 нм — вплоть до рентгеновского.

Фотография в комбинированном диапазоне УФ+ИК излучения.
"Still life in UV+IR", oldTor, 2020. Источник: flickr.com

ХУДОЖЕСТВЕННАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ

На черно-белых снимках предметы, отражающие ультрафиолет, будут белыми, а поглощающие — черными. При переходе на цветную фотографию мы получим большое количество оттенков синего (при ИК-съемке — красного). Связано это с тем, что диапазон УФ-лучей лежит ближе к сине-фиолетовой части видимого излучения (а в случае с ИК-лучами к красной) — поэтому матрицы и пленки именно так их и распознают. Однако конвертировать цвет можно при изменении баланса белого, постобработке фотографий или использовании пленок с эффектом.

УФ-съемка позволяет изучить мир глазами одного из самых многочисленных классов животных — Насекомых. Видимый диапазон этих существа смещен в сторону более коротких волн. При методе отраженного света на снимках можно обнаружить скрытые от человека узоры на цветках: «посадочные полосы» из пыльцы, опознавательные знаки, оставленные опылителями.

Фотография в ближнем диапазоне ультрафиолетового излучения (вверху) и в видимом спектре (внизу).
"Stardust", Don Komarechka. Источник: donkon.ca

Сами насекомые тоже способны отражать УФ-излучения. Так, если сфотографировать цикаду или стрекозу в темной комнате, их прозрачные крылья окрасятся в яркие синие цвета.

"Glow of the Cicada", Don Komarechka. Источник: donkom.ca

"Arachnophobia", Don Komarechka. Источник: donkom.ca

На самом деле, отражать УФ-лучи могут почти все материалы: на разнице в избирательном поглощении ультрафиолетового излучения основаны методы криминалистики, реставрации и медицинской диагностики.

В предыдущем моем материале — история и особенности съемки в инфракрасном спектре.