原创 红外能不能透*视?!

2020-6-1 17:26 28179 79 1 分类: 消费电子

最近,一加手机的红外辅助调整色调的方法在网上引起轩然大波,逼的一加把这个功能阉割掉了,作为一个红外物理专业出身的工程师来说,有必要出一篇专题来讨论一下。

任何物体只要温度高于绝对零度,都可以辐射红外!这个和很多人的观念有差别,但是到了大学学习过黑体辐射以后应该都会明白,普朗克的黑体辐射定律是一个非常基本的理论,就是一块冰也会辐射红外信号,包括远红外信号。所以,不要轻易相信所谓远红外辐射保暖内衣或者远红外电饭煲,甚至于火山石能量石什么的玩意,因为远红外波段任何物体都有,只是因为材质的不同有多少的差异,相同温度时,黑体辐射能力最强,其它材质辐射量都会低于黑体辐射;不同温度的时候,差别就大了,一个内衣的远红外辐射量,绝对比不上一根火柴的远红外波段的辐射量;但是无论如何,辐射出来的能量是比较小的,一个麦饭石材质的电饭煲的辐射量,也比不上加热蒸汽的做功,举个简单的例子,炖牛肉的时候你在旁边烤火,牛肉熟了,你会熟吗?

当红外辐射产生以后,照射到物体上要么被吸收、反射、透射,这正好跟辐射能力反着来,黑体吸收能力又是最强。物体吸收辐射以后,会升温,然后和周围物体或者空气进行热交换,最终形成动态的平衡。

不同材质的吸收率、透射率都不一样,而且在不同的波段透射率也不一样,因此需要专业的测试,吸收峰的不同,对成分组成有很大的判断价值,最直接的例子,就是太阳辐射光谱,通过对不同波段的测量,发现光谱分布和6000K的黑体辐射曲线基本一致,如下图,因此得出太阳表面温度,那么曲线上有很多波谷,都是因为空气中不同的气体成分对光线的吸收作用造成的,如下图所示,大家可以看出水对红外部分有几个吸收峰,而人体70%以上都是水。所以,贾宝玉说错了,男女都是水做的骨肉。

 

那么转回话题,到底能不能透视?原理上说,可以,实际上,很难。但是网上宣传会有很多图片,看起来好真实,好清晰,就跟没穿衣服一样,其实很多都是PS出来的。真实情况只能在特定情况下看到隐隐约约的图像,但是绝对不会到毫无遮挡的程度,只能满足某些有特殊癖好的人的窥私欲。

实验的话,就需要做一个红外摄像头,但不是测温的那种,而是在CMOS基础上改一下,其实硅材质本身能吸收部分近红外波段,但是我们的摄像头都会放一个红外截止膜,如下图,右边的镜头上红色玻璃片就是镀了截止膜,这个要去掉。

然后在镜头上贴一个红外带通滤光片,小于800nm的光线全部滤除,如下图所示,左边为普通摄像头,右边为改装的红外摄像头。

如下图所示,左图是可见光图像,右边是红外图像,除了颜色不一样以外,还是可以看出部分材质的差异,比如蓝色的遮光膜在红外图像中变成透明的了,桌子上的玻璃碗看不到了,纸箱变浅了,黑色字体变清晰了,牌匾上玻璃也看不见了,木边条却变浅了。

所以像PVC、玻璃这些材质对于红外光来说是透明的。

还有一个差异就是红外图像有点模糊,为什么?因为波长比可见光长,而且频段更宽,所以凸透镜无法将红外光汇聚到同一个焦点,这是通过调焦也改善不了的。所以红外图像必然是模糊的,这也是大家不用太担心偷拍泄密的问题,肯定拍不清楚。

用书来做对比,也可以发现对焦不准和颜色的缺失。

      拍显示器也会发现,带有颜色的显示器在近红外的波段是黑色的,下图中拍的显示器就是截图中的画面。

940nm的红外LED3W,在可见光拍照中只能看到微微发光,但是在红外摄像头中,爆亮。

左图是没有940nm红外灯辅助照明时拍摄的,右图是有辅助照明时拍摄的,可以看出血管明显增强,因为血红蛋白对940nm吸收率很高,所以呈现暗色,这就是血管增强成像辅助吊针的原理。

近红外光有很强的穿透能力。

一个在6℃取出来的农夫山泉和刚打的100℃的开水在红外摄像头下的对比,注意手臂体温在35℃左右。这么点的温度差距,其实没什么明显差异。

分别把冰水和开水放进我的衣服里面,也没看出很明显的差异,我的是棉衣,也就是说在我的红外摄像头,温差几十度在棉衣下面是不能透射的。而且,也没有显示出我健壮的一块腹肌。

但是将材质更换成维达纸巾就不一样了

塑料袋表面的印花基本不见了,就可以隐隐约约看得到里面的纸巾。

手指放进袋子里也能看得到,但是和没有放进袋子中的还是有明显的清晰度差异,

不过一般情况下大家也不用担心,因为太阳光的红外背景辐射强于人体,所以在阳光下,很难能拍出透视效果,比如用摄像头拍摄大约半米远的位置,手指放在纸巾盒中,就已经看不清楚手指了,除了太阳的红外背景辐射造成的影响以外,前面提到的聚焦问题也造成不会清晰成像,所以如果想在大街上,相聚几米远能拍出透视效果,绝对不是一个普通的眼镜或者手机摄像头就可以实现的了。

塑料袋是聚乙烯的,化工塑料一类的东西会透过红外光,颜色起不到遮挡作用,所以大家如果想防止偷拍,就要尽量不选择这类材质的衣服,比如雪纺,尼龙、化纤什么的,真丝、羊毛也会有很好的透过率,选棉麻一类的,他们都是长纤维,含水量大(就算晒干了也是富含水的),分子比较复杂,对红外的吸收率很高,所以不会产生透视效果。

综上所述,近红外成像,在近距离,无太阳红外背景噪声的条件下,能够实现对一些化纤、丝绸等材质衣服的透射成像;但是在实际生活中很难成像,普通的棉麻衣服甚至一张纸巾都可以轻松避免,大家不用过于担心。

 

 

 

作者: 忆轻狂, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-1384650.html

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文章评论4条评论)

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pidaneng 2020-9-4 01:48

不错

tom2068_897375514 2020-6-5 08:13

不排除是一加自己闹乌龙吸睛

忆轻狂 2020-6-2 09:25

FPFA兔兔爸: 担心的人,恐怕看到的都是 P图, 而不是“真正的”红外透视图像。
其实网上的真正的“红外透视图片”,全是黑白的,什么也看不到, 是绅士们YY用的。
根本不用太 ...
那个确实很牛,AI换头,面容相差不大的时候,的确很真实,很容易用来做非法的事情

FPFA兔兔爸 2020-6-2 08:52

担心的人,恐怕看到的都是 P图, 而不是“真正的”红外透视图像。
其实网上的真正的“红外透视图片”,全是黑白的,什么也看不到, 是绅士们YY用的。
根本不用太担心。
反倒是 AI 的智能脱衣功能, 危害很大。
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