Una imagen espeluznante como esta, tomada con infrarrojos, podría ser tuya si sacas tu cámara después de que se ponga el sol. abajo. ¿Buscando hacer un poco de caza de fantasmas? ¿Estás de humor para recrear tu escena favorita de "Predator"? Sea cual sea su placer, desde la seguridad hasta la observación de la naturaleza y la expresión artística, hay una cámara de visión nocturna para usted.
Los fotógrafos nocturnos entraron en escena en 1871, cuando Richard L. Maddox desarrolló una placa fotográfica que finalmente estuvo a la altura de la tarea. Los primeros fotógrafos capturaban imágenes en placas húmedas -- paneles de vidrio recubiertos con productos químicos -- que eran delicados y engorrosos y requerían tiempos de exposición que hacían que la fotografía nocturna fuera poco práctica. La placa seca de gelatina de Maddox cambió todo eso, convirtiéndose en el primer medio capaz de capturar paisajes urbanos nocturnos [fuentes:Encyclopaedia Britannica; Schwendener].
A medida que pasó el tiempo y se extendió el interés, fotógrafos legendarios como Alfred Stieglitz, George Brassaï, Weegee y Diane Arbus trajeron mejores cámaras, películas mejoradas y técnicas especiales de revelado. Estos famosos fotógrafos descorrieron la cortina de la noche no con visión nocturna, sino con el brillo de las luces de la ciudad, los letreros luminosos, la luz de la luna y la luz de un flash ocasional.
En la década de 1970, fotógrafos japoneses como Kohei Yoshiyuki acechaban los parques de la ciudad por la noche, capturando cuadros voyeuristas con su película infrarroja (IR) y flashes con filtros. La era de la verdadera captura de imágenes de visión nocturna había comenzado, y tanto los delincuentes como los jóvenes amantes nunca volverían a estar a salvo [fuente:Schwendener].
Desde la Segunda Guerra Mundial hasta hoy, las fuerzas armadas de EE. UU. han impulsado la tecnología de visión nocturna. A medida que los militares producen cada vez mejores visores de visión nocturna, la tecnología encuentra su camino hacia las cámaras civiles. Lo más destacado es que la seguridad de circuito cerrado creció desde su infancia en la década de 1970 para convertirse en un lugar común en la década de 1990 [fuentes:Demetriadi; Archivos Nacionales; Roberts].
Hoy en día, la visión nocturna está más disponible en las cámaras de seguridad. Algunos funcionan solo de noche, mientras que otros cambian de modo según la entrada del usuario o la luz ambiental. Los equipos de vigilancia pueden costar desde $18 por una cámara con poca luz de 0,5 lux hasta $3670 por un modelo de imágenes térmicas de primera línea (lux mide la luz mínima que necesita una cámara para capturar una imagen, por lo que más bajo =mejor) [fuente:Brickhouse].
Las cámaras fotográficas de visión nocturna listas para usar son raras. La Midnight Shot NV-1, una cámara digital a color/IR de modo dual ofrecida a través de ThinkGeek por $99.99-$149.99, fue la única excepción que pudimos encontrar en 2012. En la mayoría de los casos, los fotógrafos recurren a la película IR, luces IR y accesorios especiales. filtros, o piratear sus cámaras digitales para capturar IR (más sobre esto más adelante). Los adaptadores de visión nocturna para cámaras fotográficas y de video ofrecen un enfoque más simple, pero le costarán entre $ 6,840 y $ 10,819. Las cámaras termográficas, como la serie T de FLIR, cuestan entre 8450 y 14 294 dólares.
Cualquiera que sea su selección de compras, su cámara utilizará uno de los dos enfoques básicos para ver en la oscuridad:amplificará la luz visible tenue, como el brillo nocturno ambiental de la luna y las estrellas, o recopilará tipos de radiación electromagnética que los humanos no pueden percibir , como infrarrojos.
Tiene sentido que terminemos adoptando estos dos enfoques; después de todo, así es como lo hace la madre naturaleza.
Brillando en los bosques de la noche
La naturaleza abunda en criaturas capaces de ver un mundo oculto para nosotros, una tierra de flores con patrones ultravioleta, señales térmicas y noches brillantes. Las tecnologías de visión nocturna toman prestados trucos de estos habitantes nocturnos y de las profundidades marinas, aumentando la luz existente o espiando en los reinos infrarrojos.
Cuando se trata de ver con poca luz, los ojos lo tienen, gracias a una gran cantidad de adaptaciones especializadas, que incluyen globos oculares más grandes, lentes más grandes y pupilas que se abren más, todo lo cual se suma a más luz que ingresa al ojo. Las retinas de algunos habitantes de la oscuridad se erizan con muchas más varillas (células altamente sensibles a la luz) que conos (receptores de detalle y color). Otros carecen por completo de conos o cuentan con varillas especialmente construidas para maximizar la captación de luz.
Las retinas de gatos, vacas y otros animales presentan una especie de espejo llamado tapetum lucidum . Este reflector hace rebotar la luz a través de las células sensibles a la luz de la retina, aumentando el "brillo" de la imagen al impulsar la señal nerviosa al cerebro. Algunos dicen que es por eso que los gatos a menudo tienen ojos brillantes y espeluznantes en las fotografías (pero estoy bastante seguro de que en realidad es porque están mirando tu alma inmortal).
Algunos animales perciben longitudes de onda de energía que los ojos humanos no pueden percibir. La gente ve el mundo tricromáticamente , creando una imagen en color mediante la combinación de señales de tres tipos de sensores de luz, cada uno sintonizado a una longitud de onda diferente dentro de la banda de 390-750 nanómetros:corta (azul), media (verde) y larga (roja), con recepciones de señal que alcanzan un máximo de 445 nanómetros, 535 nanómetros y 565 nanómetros, respectivamente.
Las abejas también son tricromáticas, pero uno de sus tipos de células sensibles a la luz está sintonizado con el espectro ultravioleta (con un pico de 360 nanómetros) [fuente:Meyer]. Algunas flores y pólenes muestran patrones sorprendentes en este rango; es el sello del club de la naturaleza, visible solo bajo luz negra, y llama la atención de las abejas [fuentes:ASU; Deriso].
Las serpientes de cascabel lucen pozos sensoriales capaces de "ver" la radiación en el espectro infrarrojo térmico, lo que significa que pueden detectar un animal de sangre caliente en función del calor de su cuerpo [fuente:NASA]. Depredador, de hecho.
Cuando los humanos comenzaron a desarrollar tecnología de visión nocturna, adoptamos dos de estos enfoques:amplificación de luz , también llamado intensificación de la luz , y infrarrojos térmicos . También hemos incursionado en el infrarrojo cercano.
Los humanos irradian con mayor fuerza en el infrarrojo en la banda de 10 micrómetros, por lo que las cámaras térmicas suelen operar en un rango de alrededor de 3-30 micrómetros [fuente:Morovision]. Dentro de este rango de longitud de onda, los objetos cálidos, como motores de vehículos, incendios o personas, se destacan contra el calor de fondo, particularmente de noche, un hecho que pronto aprovecharía el Ejército de los EE. UU.
Controles remotos de TV, lámparas de calor y visión nocturnaLa porción infrarroja del espectro electromagnético se encuentra entre la luz visible y las microondas. El infrarrojo cercano (NIR) se encuentra en la escala justo después del color rojo y tiene longitudes de onda en la escala de las células (0,7-2,5 micrómetros). Enviamos y recibimos señales electrónicas de forma inalámbrica con NIR en controles remotos de TV, por ejemplo, pero también podemos usarlo para iluminar áreas de una manera imperceptible a menos que mire a través de visores o lentes especiales. Esta es la base para la visión nocturna NIR activa [fuente:NASA].
En el otro extremo, el IR térmico se acerca más a las microondas, con longitudes de onda del tamaño de la cabeza de un alfiler (3-100 micrómetros). Como sugiere el nombre, los objetos cálidos irradian en esta longitud de onda y viceversa, lo que explica cómo las lámparas IR térmicas mantienen caliente la comida del restaurante [fuente:NASA].
Leer más
Ver Green TV de Starlight, o los ejércitos de la noche
Las raíces de la visión nocturna militar se remontan a la década de 1930, cuando la investigación en tecnología de televisión produjo un tubo capaz de convertir imágenes infrarrojas en pantallas visibles. Las fuerzas armadas estadounidenses basaron sus primeros dispositivos de visión nocturna, utilizados en la Segunda Guerra Mundial y la Guerra de Corea, en esta tecnología de Generación 0 [fuentes:Brickhouse; Archivos Nacionales].
Si bien fue un primer intento digno, el voluminoso visor Gen 0 tuvo problemas, como baterías pesadas y un rayo que podría revelar la posición de un francotirador si el enemigo llevaba un sensor IR [fuentes:Brickhouse; Archivos Nacionales]. Demasiado para el reconocimiento sigiloso.
En la era de Vietnam, el ejército había pasado a los dispositivos de la Generación 1, también conocidos como visores "starlight" , que amplificó la luz ambiental para convertir la noche negruzca en un día verdoso [fuente:Archivos Nacionales]. En un visor de luz estelar, la luz pasa a través de una lente hecha de fibras ópticas y luego incide en un elemento fotoemisivo. -- un material sensible a la luz que convierte los fotones en electrones. Estos electrones alimentan una serie de diminutos dispositivos similares a los tubos de imagen de televisión, cada uno de los cuales multiplica el brillo de la imagen. Es un poco como apuntar una cámara de video a un televisor, aumentar el brillo y luego enviar repetidamente la imagen de la cámara al televisor (lo que probablemente no funcionaría, pero entiendes la idea). Los visores de luz estelar Gen 1 podrían amplificar el brillo ambiental alrededor de 40,000 veces [fuente:Archivos Nacionales].
Los visores Gen 1 emitidos en Vietnam eran buenos para un rango de hasta 500-1,000 metros (1,640-3,281 pies) en la oscuridad casi total, pero seguían siendo demasiado caros e incómodos para ser considerados prácticos para armas de mano. Otro golpe en su contra:los tiradores podrían sufrir una ceguera breve debido a los destellos provocados por el fuego trazador o los misiles antitanque Dragon [fuente:Archivos Nacionales].
La amplificación de la luz continuó siendo el enfoque con los visores de la Generación 2. Estos tubos más livianos, pequeños y económicos reemplazaron a los "mini televisores" Gen 1 con un solo dispositivo electrónico llamado placa de microcanal (MCP) , que emiten hasta 10.000 electrones por cada electrón que recibieron como entrada. Estos electrones de salida golpearon una pantalla de fósforo en el extremo de visualización del tubo, generando una imagen [fuente:Archivos Nacionales].
Los visores MCP tenían aproximadamente una cuarta parte del tamaño y la mitad del peso de los visores Gen 1, y brindaban una imagen más nítida y menos distorsión que sus predecesores [fuente:Archivos Nacionales]. Su diseño más pequeño y compacto también hizo posibles las primeras gafas de visión nocturna.
La Generación 3 mejoró aún más, produciendo visores MCP con resolución y sensibilidad mejoradas. Una película de barrera de iones de óxido metálico en el MCP extendió su vida útil a alrededor de 10 000 horas, en comparación con las 2000-4000 horas posibles con los tubos Gen 2 [fuentes:Brickhouse; Morovisión].
Los dispositivos de la Generación 4 eliminaron la película de barrera de iones para disminuir los halos y aumentar la sensibilidad, la relación señal-ruido y la resolución, pero una alta tasa de fallas impulsó a las fuerzas armadas a retirar la designación por el momento. Sin embargo, algunas empresas, algo controvertidas, continúan aplicando el término [fuentes:Brickhouse; Morovisión].
A medida que el ejército perfeccionó su tecnología, siguió llegando a los mercados de fotografía y sensores de consumo, donde otros tipos de fotógrafos pensaron en nuevas aplicaciones para las nuevas longitudes de onda accesibles.
Es fácil ser verdeLos electrones que golpean una sustancia fosforescente pueden generar cualquiera de varios colores, entonces, ¿por qué las pantallas de fósforo de los dispositivos de visión nocturna brillan en verde? Porque el ojo humano puede diferenciar más tonos de verde que cualquier otro color [fuentes:Brickhouse; Rand].
Ver con nuevos ojos
Con el infrarrojo térmico, es bastante fácil ver las áreas de esta casa que están perdiendo calor. Los colores más brillantes representan áreas de pérdida de calor. Las cámaras de visión nocturna tienen usos que van más allá de la seguridad comercial, la seguridad pública, las operaciones militares, los juegos de espionaje y el control de la ayuda contratada.
En la industria, el infrarrojo térmico (TIR) puede detectar puntos calientes en circuitos, bombas y otros equipos, ver la pérdida de calor, identificar signos de fugas de agua y termitas, y permitir que los supervisores verifiquen los niveles de líquido en los tanques de almacenamiento sin siquiera abrir la tapa [fuente:Seidner].
El ultravioleta ha sido considerado como una posible fuente de visión nocturna pero, al igual que el infrarrojo cercano (NIR), requiere un iluminador activo. En términos de visión nocturna activa, NIR cubre las mismas bases que UV con menos inconvenientes y un pedigrí más largo, por lo que sigue siendo la opción estándar. Aún así, la luz ultravioleta proporciona un ejemplo de cómo mirar un poco más allá de nuestro rango visual puede revelar mucho sobre nuestro mundo que la amplificación de la luz por sí sola no puede.
Tome descarga coronal, o corona , por ejemplo. Corona se refiere a una liberación parcial de energía eléctrica alrededor de un conductor energizado, como una línea de transmisión eléctrica. En esencia, es un aviso visual de que está perdiendo energía, probablemente debido al voltaje, la forma y el diámetro del conductor, las irregularidades de la superficie, como rayones y muescas, o gotas de polvo o agua [fuente:Comisión de Servicios Públicos de California]. Corona a menudo emite ultravioleta; sintonizando la banda Solar Blind UV (240-280 nanómetros), una ventana de oportunidad de longitud de onda creada por la absorción atmosférica de los rayos UV solares en ese rango, las cámaras especiales pueden detectar este indicador UV incluso a la luz del día [fuente:SBUV].
Al igual que sus suegros, el IR térmico es muy bueno para encontrar fallas, por lo que la industria utiliza el monitoreo termográfico para examinar reactores de fusión, verificar circuitos y resolver problemas de ingeniería [fuente:Sociedad Estadounidense de Pruebas No Destructivas].
Si el agua salada corre por sus venas, la visión nocturna puede ahorrarle algunos viajes al nido del cuervo e identificar algunos peligros que su radar podría pasar por alto. Las cámaras de visión nocturna pueden ayudar a detectar boyas, rocas o afloramientos, así como pequeñas embarcaciones, mientras que el IR térmico puede detectar derrames de petróleo, icebergs o incluso piratas que se aproximan [fuente:FLIR].
Las cámaras NIR se han infiltrado en varios campos como herramientas de análisis, en gran parte porque, a diferencia de los análisis químicos típicos, proporcionan análisis no destructivos, económicos e instantáneos sin tener que abandonar el sitio [fuentes:ASD; Listón]. Los botánicos usan la reflectancia NIR para medir los niveles de carbohidratos no estructurales en los brotes de las plantas, un signo de estrés en las plantas [fuente:Batten]. Los cazadores de rocas, los buscadores y los geólogos emplean NIR de onda corta para analizar depósitos minerales en el sitio [fuente:ASD].
En cuanto a la policía, la confusión está llena de NIR. Las fuerzas del orden aplican la tecnología para detectar medicamentos falsificados y revelar documentos alterados y falsificaciones [fuentes:Rodionova; Somma].
Los instrumentos satelitales se basan en muchos de los mismos sensores para detectar características clave en la Tierra. Bajo NIR, la clorofila brilla como Edward Cullen a la luz del sol, por lo que proporciona una manera fácil de mapear la vegetación [fuente:NASA].
Sin embargo, cuando se trata de encontrar sujetos asombrosos para la fotografía de visión nocturna, ni siquiera necesita salir de su patio trasero.
Espectáculo después del anochecer
En la oscuridad entre las horas doradas, los fotógrafos se encuentran con algunas opciones para elegir. Siempre está el buen viejo flash o la técnica de pintar con luz de jugar con f-stops y velocidades de obturación para dejar entrar más luz durante más tiempo. El problema es que los flashes pueden borrar los detalles y depender de exposiciones más largas realmente puede hacer mella en su flexibilidad.
Las cámaras de visión nocturna y sus accesorios resuelven estos problemas amplificando la luz existente o trabajando con una "luz" ambiental diferente:radiación infrarroja (IR), ya sea del calor corporal (IR térmico) o de un iluminador IR activo conectado a la cámara. Estas herramientas ayudan a que las cámaras de vigilancia y las cámaras para niñeras sean posibles, por no hablar de las aplicaciones que los espías y los detectives privados pueden encontrar para ellas, pero son igual de útiles para los bichos fotográficos que buscan ver el mundo a través de los ojos de bichos reales.
Sin embargo, si crees que puedes poner un poco de película infrarroja en tu cámara, tengo buenas y malas noticias. Primero, las malas noticias:la película IR es sensible en el espectro IR cercano, no en la banda térmica, por lo que, a menos que equipe un diodo emisor de luz IR (LED) o alguna otra fuente IR, no será de mucha ayuda después de la puesta del sol.
¿Las buenas noticias? Es posible que desee hacer clic durante el día de todos modos. La naturaleza cobra vida de nuevas formas cuando se fotografía en IR, porque la clorofila se refleja en el espectro infrarrojo cercano (NIR). De manera similar, muchas flores adquieren un nuevo esplendor cuando son capturadas por cámaras ajustadas para fotografiar UV; su polen y pétalos emiten fluorescencia en el espectro ultravioleta.
Por cierto, ¿sabía que las cámaras digitales vienen con sensibilidad NIR desde el primer momento? Es cierto. De hecho, los fabricantes tienen que incorporar un filtro especial para bloquear el canal IR [fuente:Chen]. De lo contrario, podría causar problemas, como confusión con el enfoque automático, imágenes débiles o miradas involuntarias a través de la ropa transparente IR. Todavía pasa algo de IR, por lo que puede tomar instantáneas de IR simplemente bloqueando toda la radiación que no sea de IR con un filtro y tomando una exposición muy larga.
Si no le importa abrir la cámara, también puede eliminar el bloqueador por completo. Algunas tiendas harán esto por ti. Luego, puede reemplazar el filtro IR con uno que elimine la luz visible (para una cámara IR) o un filtro transparente (en cuyo caso podrá disparar en color o IR, según el filtro que coloque en su lente ).
Con cámaras de película o digitales, siempre puede montar un flash IR. Simplemente coloca un trozo de filtro IR de poliéster en tu flash y listo.
Legalidades
Las leyes que rigen las tecnologías de visión nocturna son complejas y pueden variar según la ubicación, pero estas reglas generales deberían ayudarlo a mantenerse alejado de Guantánamo.
En primer lugar, no exporte (ni viaje fuera de los EE. UU. con) tecnología de visión nocturna a menos que posea las licencias correspondientes de la Dirección de Controles Comerciales de Defensa del Departamento de Estado de los EE. UU. Es un delito grave, y las autoridades no tienen sentido del humor al respecto [fuente:Demetriadi; Congreso de Estados Unidos; Departamento de Estado de EE. UU.].
Restricciones significativas también cubren los láseres, a veces utilizados para "pintar" o iluminar sujetos bajo vigilancia; incluso los agentes de la ley individuales o el personal militar deben confiar en sus departamentos para comprarlos, porque los proveedores no los venderán a individuos [fuente:Demetriadi].
Más allá de eso, probablemente esté limpio si compra a un proveedor de confianza. Muchas de estas empresas instituyen sus propias políticas que limitan la disponibilidad de ciertas tecnologías para evitar responsabilidades si la tecnología poderosa termina en las manos equivocadas [fuente:Demetriadi].
Leer másNota del autor:cómo funcionan las cámaras de visión nocturna
Al crecer, me cautivaron varios tipos de visión, desde la maravilla del plástico transparente que tiñe el mundo hasta el efecto de ojo compuesto similar a un insecto de los caleidoscopios. Recorrí salas de espejos de casas de la risa, hice clic en View-Masters y coleccioné y construí artilugios ópticos pequeños y grandes, desde microscopios y telescopios baratos hasta periscopios de bolsillo.
Mi incursión en la visión nocturna comenzó con un viaje desacertado de la escuela secundaria a una parte desconocida de la ciudad para encontrar un minorista de seguridad. Mi amigo y yo estábamos llenos de frijoles y con una misión:él, revisar el equipo de "espía", y yo mirar a través de un visor de visión nocturna. Si hubiéramos pensado en el asunto, habríamos asumido que el personal de ventas echaría un vistazo a nuestras caras adolescentes y nos daría la patada. Sin embargo, para mi sorpresa, uno de los miembros del personal me llevó a una sala de demostración a oscuras y me dejó mirar a través de uno de los visores de varios miles de dólares de la tienda.
Una vez que superé el miedo a romper la cosa, fui arrastrado por la maravilla de ver mi propia mano en la oscuridad total. Todavía lo recuerdo vívidamente:la falta de paralaje y el extraño verdor invisible de una linterna se combinaron para hacerme sentir extrañamente incorpóreo.
Me encontré por primera vez con la fotografía UV e IR durante el día mientras escribía otro artículo de HowStuffWorks, Cómo capturar escenas de invierno en fotografía. Mientras navegaba por Internet en busca de expertos en el tema, me encontré con paisajes que parecían estar cubiertos de escarcha y escarcha, pero que en realidad eran el producto de los rayos infrarrojos que se reflejaban brillantemente en las hojas y el césped repletos de clorofila. Desde entonces, he estado obsesionado con la idea de experimentar con la fotografía IR y UV.
Creo que el deseo de ver el mundo de manera diferente, tanto literal como metafóricamente, es una tendencia natural y útil para artistas, científicos... cualquiera, en realidad. Ahora, si me disculpan, necesito encontrar una casa de empeño que venda cámaras digitales baratas; Tengo algunos bloqueadores de IR para hackear.
Fuentes
Mucha más información
Nota del autor:cómo funcionan las cámaras de visión nocturna
Al crecer, me cautivaron varios tipos de visión, desde la maravilla del plástico transparente que tiñe el mundo hasta el efecto de ojo compuesto similar a un insecto de los caleidoscopios. Recorrí salas de espejos de casas de la risa, hice clic en View-Masters y coleccioné y construí artilugios ópticos pequeños y grandes, desde microscopios y telescopios baratos hasta periscopios de bolsillo.
Mi incursión en la visión nocturna comenzó con un viaje desacertado de la escuela secundaria a una parte desconocida de la ciudad para encontrar un minorista de seguridad. Mi amigo y yo estábamos llenos de frijoles y con una misión:él, revisar el equipo de "espía", y yo mirar a través de un visor de visión nocturna. Si hubiéramos pensado en el asunto, habríamos asumido que el personal de ventas echaría un vistazo a nuestras caras adolescentes y nos daría la patada. Sin embargo, para mi sorpresa, uno de los miembros del personal me llevó a una sala de demostración a oscuras y me dejó mirar a través de uno de los visores de varios miles de dólares de la tienda.
Una vez que superé el miedo a romper la cosa, fui arrastrado por la maravilla de ver mi propia mano en la oscuridad total. Todavía lo recuerdo vívidamente:la falta de paralaje y el extraño verdor invisible de una linterna se combinaron para hacerme sentir extrañamente incorpóreo.
Me encontré por primera vez con la fotografía UV e IR durante el día mientras escribía otro artículo de HowStuffWorks, Cómo capturar escenas de invierno en fotografía. Mientras navegaba por Internet en busca de expertos en el tema, me encontré con paisajes que parecían estar cubiertos de escarcha y escarcha, pero que en realidad eran el producto de los rayos infrarrojos que se reflejaban brillantemente en las hojas y el césped repletos de clorofila. Desde entonces, he estado obsesionado con la idea de experimentar con la fotografía IR y UV.
Creo que el deseo de ver el mundo de manera diferente, tanto literal como metafóricamente, es una tendencia natural y útil para artistas, científicos... cualquiera, en realidad. Ahora, si me disculpan, necesito encontrar una casa de empeño que venda cámaras digitales baratas; Tengo algunos bloqueadores de IR para hackear.