创建七彩彗星

创建七彩彗星


 

诺亚高盛
美国马里兰大学帕克学者

“我看见蓝天，白云，我想我自己是多么美好的世界。” - “多么美好的世界” -
路易斯·阿姆斯特朗

宇宙确实是一个多姿多彩的地方，但它是什么样子？几十年来，天文学家们拍摄了天空的照片，并产生了一些壮观的彩色图像。天文学家已经允许人类以其丰富多彩的荣耀观察天空，并以丰富的颜色来展示宇宙。但是这些彩色照片从哪里来？一台相机如何分辨一种颜色与另一种颜色的区别，黑白图像如何变成彩色？

在数字摄影之前的几天，天文学家将他们的望远镜的图像记录到照相胶片和平板上。照相胶片是由光敏（或光敏）材料制成的，当暴露在光线下时会改变颜色。颜色的变化随着光的不同波长（或颜色）而变化，并将图像记录到胶片上。一旦图像被记录，一系列化学过程被用来将图像和颜色从胶片转印到纸上，从而产生彩色照片。

另一方面，数码摄影则运用革命性的技巧来创造一个形象，介绍自己的优点和缺点。数字摄影使用称为电荷耦合器件（Charge-Coupled Device，CCD）的设备来记录图像。CCD测量并记录多少光照在其薄片表面上，并使用计算机存储器存储图案。CCD不考虑其颜色而记录光线。因此它只能记录黑白图像。那么，数码相机如何记录彩色图像呢？颜色必须在稍后添加。

图1

1985年，Harold Reitsema为了描述数字图像的彩色显示而创造了“falsi colori”（意为“假色”的意大利语）。当时Reitsema正在欧洲开发一种广播哈雷多色相机（HMC）图像的方法，在彗星哈雷遇到的世界电视网络上，黑白电视机和彩色电视机一样好。这样网络可以使用单个信号来播放他们的节目，而且他们在彩色和黑白电视机上仍然看起来不错。这不是一件容易的事情，但Reitsema设计了一种方法来使它工作。在致力于他的工作中，一些天文学家在创造数字彩色图像Falsi Colori时仍然使用Reitsema的术语。

图2

科学家基于后来加入颜色的思想，开发了两种不同的方法来创造假彩色。真实的色彩构成和颜色表。在颜色表方法中，创建了许多颜色方案，根据亮度为图像分配颜色。当颜色表应用于图像时，每个像素的颜色是根据其相对于所有其他像素的亮度来选择的。然后为每个强度范围分配一个特定的颜色，并在图像亮度落在该范围内的任何地方添加适当的颜色。

使用颜色表通常在增强用于分析的图像的某些特征方面非常有用。举例来说，图2中的图像使用了名为Hardcandy的假色彩方案。这种颜色选择已经加深了冲击和喷射物之间的差异，使得喷射物的形状更容易定义。不幸的是，这样的配色方案不能以任何方式对应于观察对象的真实颜色，并且需要一个彩条（例如图1中的那个）来解释它们。此外，使用颜色表显示的图像虽然信息丰富，但往往显得卡通和不切实际，并且可能掩盖图像的一些更加壮观的特征。为此，创建了“真彩色”组合的方法。

图3

在真实的色彩构成中，使用不同的滤色器拍摄同一场景的几张照片。一个过滤器将阻止除了某种颜色（或多种颜色）之外的所有光的频率，并以该颜色给出一个完整的场景图像。在天文学的情况下，天文学家通常用三个主要的过滤器（红色，蓝色和绿色）拍摄照片，并使用计算机以各自的颜色来绘制每个图像。三个图像然后被组合在一起，并且颜色混合在一起。如图3所示，当两个或更多原色在图像的任何部分重叠时，产生除主要三个以外的颜色。这些复合图像然后被释放并被描述为“真实的颜色”。

如果可以用肉眼观察的话，真彩色图像可以窥见物体如何出现。他们提供令人惊叹的行星，卫星和彗星，给他们现实的面孔图片。这样的图像激发了想象力。实际上，他们是梦想的东西。然而，真实的彩色图像并不全是糖和香料。由此产生的图片可能会有所不同，取决于使用的过滤器，以及用于绘制每个过滤器图像的颜色。这些选择仍然有些武断，很大程度上取决于可用的滤波器，以及天文学家个人对图像的偏好。这可能会导致图像，虽然漂亮，令人鼓舞，仍然不一定反映星体的本色。

彩色图像通常是天文学中极具戏剧性和信息量的图像。但事实上，这种颜色是错误的，并不能完全缩放到我们眼中的反应。不同的图像和天文学家的颜色可能会有所不同，几乎没有界限。极终，它们只不过是一种法式色彩。

参考

德拉米尔，艾伦。“更多Falsi Colori”电子邮件给Alan Delamere。2005年8月23日

Wilson，T.，Nice，K.和Gurevich，G。“ 数码相机如何工作 ”，HowStuffWorks.com，2005年8月26日

人物

图1：Hardcandy IDL颜色表的示例颜色条。此颜色栏显示极低值以深蓝色和绿色显示，极高值以橙色和森林绿色显示。诺亚·戈德曼（Noah Goldman）为深度冲击（Deep Impact）

图2：使用Hardcandy IDL颜色表显示的彗星Tempel 1的影响。彗星的核心在蓝色和栗色中可见，并且冲击闪光以多种颜色环绕，这反映了闪光强度从撞击位置进一步减小。这张图片是由Alan Delamere为Deep Impact创作的。

图3：三种主要的滤镜颜色，红色，绿色和蓝色，混合在一起创建其他颜色。红色和绿色使黄色，绿色和蓝色使青色，蓝色和红色使洋红色，蓝色，绿色和红色使白色。这就是天文学家如何在真实的色彩构成中创造出色彩。这张图片是由马里兰州艺术学院创建的。