如果相机使用完全不同的原色会怎样？

因此，正如许多人所知道的，人类拥有三个视锥细胞，使我们能够看到三种不同的“原色”颜色，这些颜色可能会结合在一起形成我们能够看到的整个光谱。同时，许多其他动物有四个或更多的视锥细胞，使它们能够看到更广阔或更明确的光谱。

现在，数码相机通常使用光敏“像素”阵列记录光。像素通常以四个为一组排列，其中两个专门用于绿色（使用过滤材料），一个用于红色，一个用于蓝色。每个像素检测到的强度，然后使用某种算法将其转换为RGB文件。每个专门像素记录的强度可以映射到下面的色相光谱。

这就是我们通常想要的，因为生成的图像对我们的眼睛来说非常有意义，并且足以记录大多数意图和目的的场景。但是，为什么我们必须限制相机以人类看到的方式捕获和记录光？

假设我们更改了光敏“像素”上的滤光片，以最佳地吸收不同的波长，尤其是我们通常看不到的波长，或者是在可以提供更多细节的特殊颜色范围内更近的波长。从那里，我们可以拉伸色相光谱，其中0/360为第一色，120为第二色，240为最终色。

我很想知道这样做的结果是什么，例如，如果我们选择800 nm，400 nm和200 nm的波长，以便更多地看到红外线和紫外线。或者，如果我们拼贴的是蓝色的东西，我们可以选择450 nm，475 nm和500 nm的波长，以便更轻松地区分相似的阴影。另一种可能性是检测四个不同的波长并将其映射到色调光谱上。这样就可以进行“四色”摄影。

这是一个可能的预期模型（已更改以更好地反映该问题）：

以下是一些要回答的问题：

这已经完成了吗？如果没有，为什么不呢？（我以前见过紫外线和红外线摄影，但是通常是黑色/白色或黑色/洋红色。为什么要使用一维尺寸，为什么不拉伸光谱？）

以这种方式拍摄图像的消费者技术存在什么？

技术上对可以捕获哪些波长有限制吗？

彩色摄影确实基于三色理论。1861年，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clark Maxwell）使用红色，绿色和蓝色滤镜制作了世界上第一幅彩色照片。今天的彩色摄影是基于他的方法。1891年，加布里埃尔·利普曼（Gabriel Lippmann）使用一张黑白胶片，无滤镜，无色染料或颜料演示了全彩色图像。由于无法复制或复制精美的图像，因此该过程被搁置了。在1950年代，宝丽来公司的爱德温·兰德（Edwin Land）博士证明，他仅用两种颜色（579和599纳米）就可以制作出精美的彩色照片。这也落在了一边。

成像工程师很久以前就想使用光谱的非可视部分进行成像。很快发现，普通的照相板和胶卷只能记录紫光和蓝光以及紫外线（4纳米至380纳米）。他们发现影片记录了X射线和红外线。

光谱的其他哪些部分可以成像？天文学家通过无线电频率图像气象员和航空业，通过雷达成像。光学显微镜被限制为约1000倍，但是电子显微镜对分子和原子成像。

我们使用声波（超声波）对人体成像。我们使用无线电波（磁共振成像，MRI）对人体成像。

还有无数其他成像方法。首先，使用光谱的非可视部分制作的图像仅以黑白显示。毕竟，我们无法通过这种辐射看到，所以我们呈现的任何图形图像都是不正确的呈现。

现在，看着X射线的医生正在寻找灰色阴影中的细微变化。利用计算机逻辑，我们可以将黑白色调更改为假色，以更好地区分。因此，现代的X射线和超声检查图以假色显示。其他成像科学学科也紧随其后。由光谱的非视觉部分产生的伪彩色图像是常规的。

这已经完成了吗？

当然。哈勃太空望远镜感应近红外，可见和近紫外光谱。您从哈勃望远镜看到的所有包含可见光谱之外信息的图像都是假彩色图像。

类似地，只能通过将Xandra的“色调”映射到可见光谱来可视化观察X射线光谱的Chandra图像。

在非天文领域，机场的毫米波扫描仪会将毫米范围的信号映射到可视域。

以这种方式拍摄图像的消费者技术存在什么？

FLIR相机，一台。

技术上对可以捕获哪些波长有限制吗？

这个问题过于笼统（技术上总是有局限性）。

一些通用的摄影机实际上是在可见光谱之外记录的，因此有一些经验。众所周知，徕卡M8可以记录IR。扩展范围对色彩精度有严重影响，徕卡必须为客户的镜头提供红外/截止滤镜以解决该问题。

延伸至紫外线很困难，因为镜片中的玻璃会阻挡紫外线。

一次捕获更宽光谱的效果-至少在Leica或经过改进的相机上可以看到-并不是特别令人愉悦，有趣或有用。即使您设法以某种有趣的方式处理数据，也将获得一个小技巧。

如果您有兴趣，有些公司会从传感器上拆下过滤器。您可以在镜头顶部使用具有不同光谱的滤色镜，使用不同的滤镜创建三个曝光，然后将其混合到软件中。

每个专门像素记录的强度可以映射到下面的色相光谱。

拜耳矩阵不映射到任何颜色。对该图像进行插值以产生每个像素全彩色的图像，其中每个像素都具有R，G和B分量。可以将这些RGB分量映射到一个色彩空间，例如sRGB或adobeRGB，但是RGB模式本身并不具有色彩空间。

假设我们更改了光敏“像素”上的滤光片，以最佳地吸收不同的波长，特别是通常看不到的波长，或者是在可以提供更多细节的特殊颜色范围内更近的波长。

问题是构成细节的问题之一。 如果目标是进行光谱分析，则不应使用普通的照相机，而应使用光谱仪或分光光度计。

添加的每个滤波器都会降低传感器的整体效率。RGB摄像机在可见波段的净效率约为20％到25％。使用5个滤镜的UV-VIS-IR摄像机在该波段上的效率将接近10％，而UV和IR波段开始时的光线较少，因此它们将需要更多的增益并且噪声更大。

这已经完成了吗？如果没有，为什么不呢？

是的，它们被称为分光光度计。实际上，已经完成了与您所谈论的极其相似的事情。好奇号漫游车上的MastCAM使用特殊的拜耳阵列，可释放大量红外光并配上8个滤光轮。然后，摄像机可以在短波IR中以6种不同的波长进行全分辨率窄带成像。

它是通常完成的吗？在科学查询之外，这种类型的设置使相机体积非常庞大，并且需要更复杂的元数据方案。这两件事是消费产品的祸根。

请注意，只要记录设备和显示设备使用相同的原色，就可以在可见光谱中使用任意 3个原色，并且会生成准确的图像（在记录和显示设备的限制范围内）。例如，过去十年来发布的大多数相机都具有传感器，它们可以捕获适合sRGB色彩空间的色彩。大多数监视器以sRGB色彩空间（或接近它的色彩）显示。

较新的相机（目前是高端相机，但无疑很快会成为消费类相机）可以在称为DCI-P3的更宽色彩空间中进行捕捉。它仍然被认为是“ RGB”色彩空间，因为捕获的原色是我们主观上称为“红色”，“绿色”和“蓝色”的色彩，尽管它们与sRGB原色不同。现在，最近的计算机和手机中的多个LCD显示屏也可以在DCI-P3色彩空间中显示。这些设备捕获并显示更广泛的颜色。

如果要查看用一组原色捕获并在另一组中显示的图像，可以在喜欢的图像编辑器中使用色相调整滤镜。旋转色相将显示与一组原色捕捉和与另一组原色显示等效的效果。

技术上对可以捕获哪些波长有限制吗？

有：

• 近红外摄影（夜视），
• 中红外摄影（热成像）http://www.ipac.caltech.edu/outreach/Edu/Regions/irregions.html
• X射线（不仅可以看到带有通过的trhu X射线的骨头，而且有些射线是如此敏感，以至于您可以看到反射的射线）https://en.wikipedia.org/wiki/Backscatter_X-ray，
• 射电望远镜和微波望远镜。
• 伽玛射线望远镜。
• 紫外线照相机等

因此，基本上所有频谱都已被探索。

但是所有这些人都有不同的系统。需要考虑的是波长与物质之间的关系，环境以及传感器的特定性。

看一下为什么我们看到“可见光”，如果特别是波长不通过高层大气，就不会有光源，也就是阳光：https ://en.wikipedia.org/wiki/File:Atmospheric_electromagnetic_opacity.svg 另一个通过的光是无线电，但是穿过我们的身体太长了。

波长的差异是指数的，所以是的，存在一些技术问题，这些问题可以用我们的眼睛或仪器在某些电磁波上进行传播。

以这种方式拍摄图像的消费者技术存在什么？

红外线

一个简单的问题是，您可以使用近红外胶片和滤光片进行实验，并且可以调整dlsr：https ://photo.stackexchange.com/search ? q = infrared

有一些夜视摄像机和镜头。

您可以购买远红外热像仪，但它不是“消费类”产品，因为它们价格昂贵。

紫外线 我怀疑向人们发射更多能量的光束是否合法。请记住，长时间暴露在紫外线下会灼伤您的视网膜。因此，您需要在弱光环境下使用低功率紫外线。“黑光”图像是紫外线引起的反射，因此，您也可以这样做。https://en.wikipedia.org/wiki/Ultraviolet_photography

我以前看过紫外线和红外线摄影，但是通常是黑色/白色或黑色

如果看不到，那就是一种解释。夜视Google通常是绿色的，因为我们的眼睛对绿色更敏感，当士兵移开镜头时，他的眼睛更容易适应黑暗。如果您具有黑白视觉，则眼睛适应黑暗的时间会更长。

为什么要使用一维？

“原色”的“ 3D无感性”仅仅是因为我们的大脑透视光的方式。品红色不在可见光谱中，没有与之相关的波长。我们的大脑将其解释为洋红色。

实际上，电磁波谱是一维的。这是bimensional如果我们使用强度作为第二个维度产生图像。

为什么不扩大频谱呢？

我们必须努力。要么我们看到它，要么我们没有看到。黑白图像实际上是对我们看不到的有限波长光谱的重新压缩。

当然，您可以制造一台X射线数字机器来显示洋红色，我有一台旧的CTR显示器可以自行完成。但这更多的是心理方面而不是技术方面。

但是在某些领域（例如热成像）中，色谱用于检测温度差异，因此目前已完成。

关于为什么不对可见光谱进行调整，我认为这完全是一种艺术诠释，因此您可以做任何您想做的事情。

但

但是从另一方面来说，拥有一个拥有少数人的Tetrachromacy模拟器会很有趣，类似我们如何拥有这样的色盲模拟器：http : //www.color-blindness.com/coblis-color-blindness-模拟器/

我正在阅读玛格丽特·利文斯通（Margaret Livingstone）写的一本非常有趣的书，名为“视觉与艺术，视觉的生物学”。我还没有完成它，但是到目前为止，我已经阅读的章节都谈到了眼睛如何感知颜色，颜色是如何混合的（光和颜料）以及局限性以及原因。它可能有助于回答您有关眼睛如何工作以及照相功能的限制方面的一些问题。