标签: 透视

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 LED ， 3W ，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。