UV紫外胶片摄影

逛街发现本地相机店在卖一个有意思的科研镜头,买回来研究了一下,发现开启了新世界。


一些背景知识:


UVB-UVC波段,玻璃会强吸收(<350nm),不能用光学玻璃做镜头。这个波段有许多特殊的表面反射性质,在UV反射摄影中很重要。

UVA波段,比如常见的紫外LED照明365或395nm,使用简单结构镜片很少,单层或无镀膜的可见光镜头(通常是几十年前的古代产品)可以提供足够的紫外透过率,然而由于其设计考虑,可见光和紫外的焦点位置不一样,不能用眼睛对焦后直接摄片,也存在巨大的色散,使用较为繁琐,需要配合各种滤镜和窄带光源。


紫外石英和单晶萤石可以透过200nm以上的紫外,可以做镜头。


单纯用紫外石英做镜头,会有巨大的色散,用可见光对焦的位置和紫外对焦的位置有显著不同,同时需要窄波长(<10nm)的光源照明以避免色散带来的分辨率降低。现代的紫外科研镜头为了某些指标和价格的权衡,通常是这样设计的。


在可见光内做镜头设计时,为了保证RGB三色落在焦平面同一个位置,需要几种不同折射率和色散(阿贝数)的玻璃互相补偿。

在紫外-可见段做镜头时,也可以用萤石和石英等材料互相补偿以消除色散,达到200nm的UVC,到近红外(1100nm)不需要重新对焦,也没有显著的色散问题。


总结了一些UV摄影爱好者常用的紫外-可见光摄影镜头(只列举量产型号,此处忽略许多买不到的非量产型号):


全画幅(36*24mm)

Nikon 105mm f/4.5 UV-Nikkor (画质最好,但是只适用于UV-VIS,没有对NIR进行色散补偿)

Coastal Optics 60mm f/4 UV-VIS-IR APO Macro (画质较好,且对UV-VIS-NIR进行了色散补偿)

Coastal Optics 105mm f/4.5 UV-Micro-APO (画质较差)

Pentax Ultra-Achromatic-Takumar 85mm f/4.5 (尚未买到,无法测试,网络信息较少)

上述镜头的二手价格大约5万人民币,在紫外摄影中处于入门地位。。


中画幅 (6*6cm)

Hasselblad Zeiss 105 mm f/4.3 UV-Sonnar (画质极好,根据MTF测试可以提供2-5亿像素的单次曝光信息量)


本次测试采用中画幅UV-Sonnar镜头配合感紫外胶片(Ilford HP5+)进行了一些对比测试:


路牌带抗紫外褪色涂层或角反射涂层,则呈现全黑一片

马路上铲除的路标,依然有足够的残留能够清晰可见。

汽车玻璃变得不透明。

comp5 - 副本.jpg




高对比黄油漆含有大量防褪色成分,呈现强吸收

comp1 - 副本.jpg




路灯玻璃变得不透明

comp3 - 副本.jpg




车牌涂层与车前窗玻璃变得不透明,后窗半透明。

comp4 - 副本.jpg




某些暗色的喷漆,反而特别的明亮。

2020-07-12-0003 - 副本.jpg




大灯玻璃与挡风玻璃变得不透明

2020-07-12-0001 - 副本.jpg




局部的角反射涂层变得不透明

2020-07-12-0011 - 副本.jpg

来自:核与粒子束 / 极客实验
 
3
2020-7-13 22:16:17
1楼

胶片能感光日盲紫外吗

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2020-7-14 3:08:07
RodTech(作者)
2楼
引用smith发表于1楼的内容
胶片能感光日盲紫外吗

查了才知道日盲紫外是啥,200nm起是感光的,但是200-250nm左右性能不好,需要高银盐低乳胶的胶片,或者特质的短波紫外科研胶片,都非常的便宜,因为已淘汰多年。。。

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3楼

看来萤石是个好东西

何不改一下相机,把低通滤镜换成紫外滤镜,似乎CCD表面的玻璃也要敲掉,或者换成石英玻璃,另外CCD表面的拜耳滤镜也最好刮掉,这样就改成了专用的紫外相机了

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RodTech(作者)
4楼
引用twz562发表于3楼的内容
看来萤石是个好东西何不改一下相机,把低通滤镜换成紫外滤镜,似乎CCD表面的玻璃也要敲掉,或者换成石英...

不存在什么“紫外滤镜” 这种东西能够替代传感器玻璃。

按照您的描述,会改出来一台红外相机。。。


常见的肖特UG-11, Hoya U340紫外玻璃,都会漏不少红外,而室外红外比紫外要多的多,结果就是拍出了红外照片。


常用黑白胶片完全不感红外,对红外有无比大的抑制,只要不把胶片烧一个洞都是免疫的,所以很适合用于紫外摄影。


事实上的确有数码UV-A方案,但是改的不是CCD相机,也不需要刮bayer和敲掉cover glass,而是把CMOS相机的hot mirror换成普通玻璃。CCD相机无法数码取景,不能在紫外段对焦,也没有足够高的ISO感光度。


为什么我不改呢,答案是改早就改了一台中画幅数码后背,UVA数码摄影太常见了没什么好说的。。。

Screenshot_20200713-220600_Gallery.jpg

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5楼
引用RodTech发表于4楼的内容
不存在什么“紫外滤镜” 这种东西能够替代传感器玻璃。按照您的描述,会改出来一台红外相机。。。常见的肖...

这个CMOS是开盖了吧,好手艺 sticker sticker

不过话说回来,看一些光电子器件光谱响应曲线可以发现,半导体器件对紫外线响应度确实不怎么高,反倒是许多在可见光或红外光下无法进行的化学反应,在紫外线照射下却可以发生。所以这么想来,紫外成像用胶片应该是最合适不过的。


[修改于 1 个月前 - 2020-07-14 13:42:56]

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