Дивлячись на дивовижні знімки, зроблені Хабблом, або Марсовими дослідницькими роверами, ви ніколи не замислюєтесь: це те, що ви насправді бачите своїми очима? Відповідь, на жаль, напевно, ні. У деяких випадках, наприклад, з марсоходами, вчені намагаються відкалібрувати ровери, щоб побачити "справжній колір", але в основному кольори вибираються для отримання найбільшої науки. Ось як вчені калібрують свої дивовижні інструменти та різницю між справжніми та помилковими кольорами.
Отже, для початку давайте поставимо це у вигляді правдивого чи помилкового запитання: T або F: Коли ми бачимо чудові, знакові зображення з космічного телескопа Хаббла або приголомшливі панорами з Марса дослідницьких роверів, ці малюнки представляють те, що людські очі побачили б, якби вони спостерігали ці види з перших рук.
Відповідь: Для Хаббла в основному неправдиво. Для роверів, в основному, правда, тому що ровери надають поєднання так званих «справжніх» і «помилкових» кольорових зображень. Але, виявляється, термін "справжній колір" трохи суперечливий, і багато хто, що займається сферою позаземної візуалізації, не дуже його люблять.
"Ми насправді намагаємось уникати терміна" справжній колір ", оскільки ніхто насправді точно не знає, що таке" правда "на Марсі", - сказав Джим Белл, провідний вчений для системи кольорових зображень Pancam на Марсових дослідницьких роверах (MER). Насправді, Белл зазначав, що на Марсі, як і на Землі, колір постійно змінюється: чи хмарно, чи ясно, сонце сильне чи низьке, чи є зміни в кількості пилу в атмосфері. «Кольори змінюються від моменту до моменту. Це динамічна річ. Ми намагаємось не настільки важко проводити лінію, кажучи: "це правда!"
Белл любить використовувати термін «приблизний справжній колір», оскільки панорамні зображення камер МЕР - це оцінки того, що люди побачили б, якби були на Марсі. Інші колеги, зазначає Белл, використовують "натуральний колір".
Золт Левай з Наукового інституту космічного телескопа виробляє зображення з космічного телескопа Хаббла. Для підготовлених зображень Хаббла Левій надає перевагу терміну "репрезентативний колір".
"Кольори в зображеннях Хаббла не є ні" справжніми ", ні" помилковими ", але зазвичай є репрезентативними для фізичних процесів, що лежать в основі об'єктів зображень", - сказав він. "Вони є способом представити в одному зображенні якомога більше інформації, доступної в даних".
Справжній колір буде спробою відтворити візуально точний колір. Помилковий колір, з іншого боку, - це довільний вибір кольорів для зображення деяких характеристик на зображенні, таких як хімічний склад, швидкість або відстань. Крім того, за визначенням, будь-яке інфрачервоне або ультрафіолетове зображення повинно бути представлене "помилковим кольором", оскільки ці довжини хвилі для людини невидимі.
Камери Hubble і MER, однак, не знімають кольорових знімків. Кольорові зображення обох космічних апаратів збираються з окремих чорно-білих зображень, зроблених через кольорові фільтри. Для одного зображення космічний корабель повинен робити три знімки, як правило, через червоний, зелений та синій фільтр, і тоді кожна з цих фотографій стає низхідною до Землі. Потім вони поєднуються з програмним забезпеченням в кольорове зображення. Це відбувається автоматично всередині кольорових камер, що не використовуються на полиці, які ми використовуємо тут, на Землі. Але Панки MER мають 8 різних кольорових фільтрів, тоді як Хаббл майже 40, починаючи від ультрафіолетового («синіший», ніж бачать наші очі), через видимий спектр, до інфрачервоного («червоніший», ніж те, що видно людям.) Це дає команди зображень нескінченно більшої гнучкості, а іноді й художньої ліцензії. Залежно від того, які фільтри використовуються, колір може бути ближче чи далі від "реальності".
Можливість того самого скелі, зображеного в справжньому та хибному кольорі.
Що стосується Хаббла, пояснив Левій, зображення додатково коригуються для підвищення контрасту та змінення кольорів та яскравості, щоб підкреслити певні особливості зображення або зробити більш приємну картину.
Але коли команда MER Pancam хоче створити образ, який показує, що бачить людина, що стоїть на Марсі, як вони отримують потрібні кольори? Обидва мотори мають на борту інструмент, відомий як MarsDial, який використовувався як навчальний проект про сонячні годинники. "Але його справжня робота - це ціль калібрування", - сказав Белл. "На ній є сірі кільця з кольоровими стружками в кутах. Ми дуже точно їх виміряли та сфотографували їх перед запуском, і тому ми знаємо, які кольори та різні відтінки сірого ».
Однією з перших знімків, зроблених роверами, був MarsDial. "Ми робимо знімок MarsDial і калібруємо його та обробляємо його за допомогою нашого програмного забезпечення", - сказав Белл. "Якщо це виглядає так, як ми його знаємо, то ми маємо велику впевненість у своїй здатності вказати камеру кудись інше, сфотографуватися, зробити той самий процес і щоб ці кольори теж були правильними".
Хаббл також може створювати кольорові калібровані зображення. Його "UniverseDial" - це стандартні зірки та світильники у камерах, яскравість та кольори яких відомі дуже точно. Однак, місія Хаббла - не створювати зображення, які справді відтворюють кольори. «Одне з дещо безглуздих у випадку більшості зображень, - сказав Левей, - оскільки ми взагалі не могли бачити цих об’єктів, оскільки вони такі слабкі, і наші очі по-різному реагують на кольори дуже слабкого світла. " Але найважливішою метою Хаббла є створення зображень, які передають якомога більше наукової інформації.
Ровесні Pancams також роблять це. "Виявляється, існує ціла різноманітність мінералів, що несуть залізо, які мають різну кольорову реакцію при інфрачервоній довжині хвилі, до якої камера чутлива", - сказав Белл, - тому ми можемо зробити дуже приємними, на зразок Енді Уорхола, як помилкові кольорові фотографії . " Белл додав, що ці образи виконують подвійний обов'язок, оскільки вони надають наукову інформацію, плюс публіка публічно полюбляє образи.
І так, і в Хаббла, і в MER колір використовується як інструмент для покращення деталей об'єкта або для візуалізації того, що інакше людське око не могло побачити. Без помилкового кольору наші очі ніколи не побачать (і ми ніколи не дізнаємось), які іонізовані гази складають туманність, наприклад, або які мінерали, що містять залізо, лежать на поверхні Марса.
Що стосується "справжнього кольору", існує велика академічна та наукова спільнота, яка вивчає колір у таких сферах, як лакофарбова промисловість, яка іноді засмучується, коли астрономічна група зображень використовує термін "справжній колір", пояснив Белл.
"Вони мають чітко створені рамки щодо того, що є справжнім кольором, і як вони кількісно оцінюють колір", - сказав він. "Але ми не дуже працюємо в рамках на цьому рівні. Тому ми намагаємось утриматися від використання терміна "справжній колір". "
Левей зазначив, що жодне кольорове відтворення не може бути на 100% точним через відмінності в технології між кіно- та цифровою фотографією, технікою друку або навіть різними налаштуваннями на екрані комп’ютера. Крім того, існують варіанти в тому, як різні люди сприймають колір.
"Те, що ми робимо на Марсі, насправді є лише оцінкою", - сказав Белл, - це найкраща здогадка, використовуючи наші знання про камери з цільою калібрування. Але чи це абсолютно 100% правда, я думаю, що люди повинні їхати туди, щоб дізнатися це ".
Для отримання додаткової інформації див. Http://hubblesite.org/ або перегляньте книгу Джима Белла "Листівки з Марса 2006 року".
