Что представляют собой цвета на ложных цветных изображениях?

Каждый ребенок, который впервые заглянет в телескоп, потрясен, увидев, что все черно-белое. Красивые цвета, как на этой картине Галактики Спящей Красавицы (M64) , отсутствуют:

Человек, управляющий телескопом, объяснит им, что цвет, который они видят на фотографиях, не соответствует действительности. Они называются «ложными цветными изображениями», а цвета обычно представляют свет за пределами визуальной части электромагнитного спектра.

Часто вы видите изображения, где красный цвет используется для инфракрасного света, а фиолетовый - для ультрафиолета. Это также правильно для ложных цветных астрономических изображений? Какие цвета используются для других частей спектра? Существует ли стандарт или он зависит от телескопа, с которого было снято изображение, или какого-то другого фактора?

Часть того, почему вы не видите цвета в астрономических объектах через телескоп, заключается в том, что ваш глаз не чувствителен к цветам, когда то, на что вы смотрите, слабо. У ваших глаз есть два типа фоторецепторов: палочки и колбочки. Шишки определяют цвет, но палочки более чувствительны. Поэтому, когда вы видите что-то слабое, вы в основном используете свои удилища, и вы не получаете много цвета. Попробуйте посмотреть на цветную фотографию в слабо освещенной комнате.

Как указывает Джефф Гахерти, если бы объекты были намного ярче, вы бы действительно видели их в цвете.

Тем не менее, они не обязательно будут того же цвета, что вы видите на изображениях, потому что большинство изображений действительно ложного цвета. Что означает ложный цвет, зависит от данных. Какие длины волн представляет изображение, зависит от того, какой фильтр использовался (если есть) при съемке изображения, и чувствительности используемого детектора (например, ПЗС). Таким образом, разные изображения одного и того же объекта могут выглядеть очень по-разному. Например, сравните это изображение туманности Лагуна (M8) с этим .

Немногие астрономы используют наборы фильтров, разработанные для соответствия человеческому глазу. Чаще всего наборы фильтров выбираются исходя из научных соображений. Наборы фильтров общего назначения общего пользования не соответствуют человеческому глазу: сравните кривые пропускания для фильтров UBVRI Джонсона-Кузена и SDSS-фильтры чувствительности человеческих колбочек . Таким образом, набор изображений объекта с данного астрономического телескопа может иметь изображения на нескольких длинах волн, но они, вероятно, не будут точно такими, которые соответствуют красному, зеленому и синему для человеческого глаза. Тем не менее, для людей самый простой способ визуализировать эти данные - сопоставить эти изображения с красными, зелеными и синими каналами в изображении, в основном притворяясь, что они есть.

В дополнение к простому сопоставлению изображений через различные фильтры с каналами RGB изображения иногда используются более сложные подходы. См., Например, этот документ (2004PASP..116..133L) .

Таким образом, в конечном итоге то, что цвета, которые вы видите на изображении ложного цвета, на самом деле означает, зависит как от того, какие данные использовались для создания изображения, так и от способа составления карты, который предпочитает тот, кто создавал изображение.

Anonymous

Отвечать, что цвета ложные, неправильно. Ложные цвета используются только в небольшом меньшинстве астрономических фотографий. В большинстве случаев цвета на 100% реальны. Они, конечно, не были добавлены компьютерами, как утверждают некоторые люди. Первые цветные фотографии астрономических объектов появились в конце 1950-х годов и показали яркие красные и синие цвета. Это было за десятилетия до того, как компьютеры начали использоваться в астрофотографии.

Правильный ответ заключается в том, что цвета реальны, но человеческому глазу не хватает способности видеть любые цвета при таких низких уровнях интенсивности света. Цвета есть, но все воспринимается человеческим глазом как оттенки серо-зеленого.

Я могу рассчитывать только три раза за 54 года наблюдений, когда я видел цвета в объектах глубокого неба, и все они были с очень большими отверстиями: 18-дюймовый (Eta Carinae Nebula), 22-дюймовый (туманность Гантель) и 74-дюймовый Туманность Кошачий Глаз.

Для физики Солнца ложные цвета использовались для быстрой идентификации используемого фильтра и, возможно, даже самого инструмента.

Так, например, в SOHO / EIT есть четыре фильтра, каждый из которых обычно показан с цветом, упорядоченным по спектру (например, «зеленое» изображение с ложным цветом имеет спектральную чувствительность между «желтым» и «синим» изображениями). «желтый» находится между «оранжевым» и «зеленым»)

STEREO / SECCHI / EUVI использовали те же цвета для соответствующих спектральных линий, к которым чувствительны их фильтры, поэтому, когда вы увидели «синее» изображение солнца, вы знали, что оно было около 171 Ангстрем, «зеленое» было около 195 Ангстрем и др.

И затем пришло SDO / AIA, которое было сделано командой, которая принесла вам TRACE, поэтому они перенесли цвета из своего предыдущего инструмента, который никогда не генерировал полные образы дисков (кроме как в виде мозаики). Итак, теперь 171 изображение желтого, а не синего цвета. Голубые изображения на самом деле 335, что было бы ближе к красным / оранжевым 304 изображениям, которые сами по себе имеют достаточно разногласий по цветным таблицам, так что даже веб-сайт миссии SDO использует таблицу ближе к таблицам EIT / EUVI, чем таблицу команд AIA PI. , (так, в некотором смысле, таблица цветов также отражает то, что ученый больше интересует . Сжигание областей или повседневные вещи.)

обновление : я должен также упомянуть, что предпочтительным термином при обсуждении цветовых отображений на изображениях с одной длиной волны является «кодированный цвет», особенно для спектральных диапазонов вне диапазона человеческого зрения. «Ложный цвет» все еще уместен, когда вы смешиваете три длины волны вместе как каналы RGB.

Anonymous

Астрономы иногда показывают объекты, такие как Луна и Меркурий, в их истинных цветах, но, поскольку цветовые вариации неуловимы, они увеличивают насыщенность цветов, чтобы показать различия более четко.

Земные ученые часто используют специальную ложную цветовую палитру для наблюдений; фильтры инфракрасные, красные и зеленые (они не используют синий, потому что синий больше всего рассеивается атмосферой). Но инфракрасное излучение на изображении преобразуется в зеленый, поскольку растения сильно отражают инфракрасное излучение. Затем красный цвет остается красным, а зеленый преобразуется в синий для создания «естественных» изображений.

Астрономы должны использовать ложные цвета при визуализации объектов в полосовых проходах, совершенно невидимых для глаз, таких как инфракрасный и ультрафиолетовый. Они почти всегда используют соглашение о том, что самая длинная длина волны или самая низкая энергия отображается красным, средняя полоса - зеленым, а самая короткая длина волны или самая высокая энергия - синим. Это может оказать существенную помощь ученым в интерпретации, а также просто широкой общественности.