Ko pogledate neverjetne slike, ki jih je posnel Hubble ali Mars Exploration Rovers, se kdaj vprašate: je to tisto, kar bi v resnici videli s svojimi očmi? Na žalost odgovor verjetno ni. V nekaterih primerih, na primer z marsovskimi roverji, znanstveniki poskušajo in umeriti roverje, da bi videli "pravo barvo", večinoma pa so barve izbrane tako, da dajo največ znanosti. Tukaj je opisano, kako znanstveniki umerjajo svoje neverjetne instrumente in kakšna je razlika med resničnimi in lažnimi barvami.
Naj za začetek postavimo to v obliki resničnega ali napačnega vprašanja: T ali F: Ko vidimo čudovite, ikonične slike iz vesoljskega teleskopa Hubble ali osupljive panorame z Mars Exploration Rovers, te slike predstavljajo, kaj človeške oči bi videli, če bi te vidike opazovali iz prve roke.
Odgovor: Za Hubble večinoma napačen. Za roverje večinoma velja, saj roverji ponujajo kombinacijo tako imenovanih "pravih" in "napačnih" barvnih slik. Vendar se izkaže, da je izraz "prava barva" nekoliko sporen, zato ga mnogi, ki sodelujejo na področju nezemeljskih slik, nimajo prav radi.
"Izraz" prava barva "se dejansko poskušamo izogniti, ker nihče v resnici ne ve natančno, kaj je" resnica "na Marsu," je dejal Jim Bell, vodilni znanstvenik za sistem barvnega slikanja Pancam na Mars Exploration Rovers (MER). Dejansko je Bell poudaril, da se na Marsu, pa tudi na Zemlji, barva ves čas spreminja: ali je oblačno ali jasno, sonce je visoko ali nizko ali če obstajajo razlike v tem, koliko prahu je v atmosferi. "Barve se spreminjajo iz trenutka v trenutek. To je dinamična stvar. Trudimo se, da ne bi tako močno potegnili črte z besedami: "to je resnica!"
Bell rad uporablja izraz "približna resnična barva", ker so panoramske slike MER ocene, kaj bi ljudje videli, če bi bili na Marsu. Drugi kolegi, je dejal Bell, uporabljajo "naravno barvo."
Zolt Levay z Znanstvenega inštituta za vesoljski teleskop izdeluje slike s vesoljskega teleskopa Hubble. Za pripravljene Hubble slike Levay raje izraz "reprezentativna barva".
"Barve na slikah Hubble niso" prave "niti" lažne "barve, ampak so ponavadi reprezentativne za fizične procese, na katerih temeljijo slike," je dejal. "Na eni sliki predstavljajo čim več informacij, ki so na voljo v podatkih."
Prava barva bi bila poskus reprodukcije vizualno natančne barve. Lažna barva je na drugi strani poljuben izbor barv, ki predstavljajo nekatere značilnosti slike, na primer kemično sestavo, hitrost ali razdaljo. Poleg tega bi bilo treba kakršno koli infrardečo ali ultravijolično sliko predstaviti z "napačno barvo", saj so te valovne dolžine za ljudi nevidne.
Kamere na Hubblu in MER pa ne fotografirajo barvno. Barvne slike obeh vesoljskih plovil so sestavljene iz ločenih črno-belih slik, posnetih skozi barvne filtre. Za eno sliko mora vesoljsko plovilo narediti tri slike, običajno skozi rdeči, zeleni in modri filter, nato pa se vsaka od teh fotografij spusti na Zemljo. Nato jih s programsko opremo kombinirajo v barvno sliko. To se samodejno zgodi znotraj zunanjih barvnih kamer, ki jih uporabljamo tukaj na Zemlji. Toda MER Pancams imajo 8 različnih barvnih filtrov, medtem ko jih ima Hubble skoraj 40, od ultravijoličnega ("modrejšega", kot ga vidijo naše oči), skozi vidni spekter, do infrardečega ("rdeče" od tistega, kar je vidno za človeka.) To daje slikarske ekipe imajo neskončno večjo fleksibilnost in včasih tudi umetniško licenco. Glede na to, kateri filtri se uporabljajo, je barva lahko bližja ali bolj oddaljena od "resničnosti".
Opportunity je iste skale posnel v resnični in lažni barvi.
V primeru Hubbleja, je pojasnil Levay, so slike dodatno prilagojene za povečanje kontrasta in spreminjanje barv in svetlosti, da se poudarijo nekatere značilnosti slike ali da se ustvari bolj prijetna slika.
Ko pa želi ekipa MER Pancam izdelati sliko, ki prikazuje, kaj bi videl človek, ki stoji na Marsu, kako dobijo prave barve? Roverji imajo na krovu orodje, znano kot MarsDial, ki je bilo uporabljeno kot izobraževalni projekt o sončnih poteh. "Vendar je njegova resnična naloga kalibracijski cilj," je dejal Bell. „Na vogalih je na voljo sivi obroči z barvnimi čipi. Zelo natančno smo jih izmerili in jih pred lansiranjem fotografirali, zato vemo, kakšne so barve in različni odtenki sive. "
Ena prvih fotografij, ki so jo naredili roverji, je bila MarsDial. "Fotografiramo MarsDial in ga umerimo ter obdelamo z našo programsko opremo," je dejal Bell. "Če se zdi tako, kot vemo, da bi morali, potem imamo veliko zaupanje v našo sposobnost, da kamero usmerimo kam drugam, fotografiramo, naredimo isti postopek in da bodo tudi te barve prave."
Hubble lahko ustvari tudi barvno kalibrirane slike. "UniverseDial" bi bile standardne zvezde in svetilke v fotoaparatih, katerih svetlost in barva sta zelo natančno znani. Vendar Hubblova naloga ni ustvariti slike, ki resnično reproducirajo barve. "Za eno stvar, ki je pri večini slik nekoliko nesmiselna," je dejal Levay, "saj teh predmetov na splošno tako ali tako nismo mogli videti, ker so tako šibki, naše oči pa drugače reagirajo na barve zelo šibke svetlobe. ” Toda najpomembnejši cilj Hubbleja je izdelati slike, ki prenašajo čim več znanstvenih informacij.
Rover Pancams to tudi počnejo. "Izkazalo se je, da obstaja veliko raznovrstnih mineralov, ki vsebujejo železo, ki imajo različne barvne odzive pri infrardečih valovnih dolžinah, na katere je kamera občutljiva," je dejal Bell, "zato lahko naredimo zelo prijetne, podobne lažne barvne slike Andyja Warhola. . " Bell je dodal, da te slike služijo dvojni dolžnosti, ker zagotavljajo znanstvene informacije, poleg tega javnost resnično uživa v slikah.
In tako se v Hubblu in MER barva uporablja kot orodje za izboljšanje podrobnosti predmeta ali za vizualizacijo tistega, kar človeško oko ne bi moglo videti. Brez lažne barve oči nikoli ne bi videle (in nikoli ne bi vedele), kakšni ionizirani plini na primer tvorijo meglico ali kakšni minerali, ki vsebujejo železo, ležijo na površini Marsa.
Kar zadeva "pravo barvo", obstaja velika akademska in znanstvena skupnost, ki preučuje barvo na področjih, kot je barva, ki se včasih razjezi, ko astronomska skupina za slikanje uporablja izraz "prava barva", je pojasnil Bell.
"Imajo dobro uveljavljen okvir za to, kaj je prava barva in kako količinsko opredeljujejo barvo," je dejal. "Toda na tej ravni v resnici ne delamo v tem okviru. Zato se poskušamo izogniti uporabi izraza "prava barva". "
Levay je ugotovil, da nobena barvna reprodukcija ne more biti 100% natančna zaradi razlik v tehnologiji med filmsko in digitalno fotografijo, tehnikami tiskanja ali celo zaradi različnih nastavitev na računalniškem zaslonu. Poleg tega obstajajo razlike v tem, kako različni ljudje dojemajo barvo.
"To, kar počnemo na Marsu, je v resnici samo ocena," je dejal Bell, "najbolje ugibamo, če uporabimo svoje znanje o kamerah s kalibracijskim ciljem. Toda ali je popolnoma 100-odstotno resnično, mislim, da bodo ljudje morali tja, da to ugotovijo. "
Za več informacij glejte http://hubblesite.org/ ali poglejte knjigo Jima Bela iz leta 2006 "Razglednice z Marsa."
