इन्फ्रारेड फिल्म और Wood Effect: डीप रेड फिल्टर, सफ़ेद पत्तियाँ, और फ़ोकस शिफ्ट

Robert W. Wood, पहली प्रकाशित इन्फ्रारेड तस्वीर (उनका ग्रीष्मकालीन आवास, East Hampton), The Century Illustrated Monthly Magazine, फ़रवरी 1910

में Simon Lehmann द्वारा लिखा गया Editor

इन्फ्रारेड-संवेदनशील फिल्म पर डीप रेड या ओपेक IR फिल्टर लगाने से पत्तियाँ सफ़ेद और आकाश काला क्यों दिखता है, और लेंस को दोबारा फ़ोकस क्यों करना पड़ता है।

जो परिदृश्य आँख को साधारण लगता है, वह उस फिल्म से एकदम बदल जाता है जो आँख की पहुँच से परे तरंगदैर्ध्यों पर प्रतिक्रिया करती है। पत्तियाँ सफ़ेद चमकने लगती हैं, नीला आकाश लगभग काले में सिमट जाता है, और त्वचा व पानी एक अजीब-सी मुलायमियत ओढ़ लेते हैं। इसे Wood effect कहते हैं, और यह दो चीज़ों के मेल पर निर्भर है: एक ऐसा इमल्शन जो दृश्य स्पेक्ट्रम के लाल सिरे से आगे संवेदनशील हो, और एक फिल्टर जो उस दृश्य प्रकाश को रोके जिसे इमल्शन अन्यथा रिकॉर्ड कर लेता।

प्रभाव कहाँ से आता है, और इसके पीछे का भौतिकी

यह प्रभाव अमेरिकी भौतिकविद् Robert W. Wood (1868–1955) के नाम पर है, जिन्होंने near-infrared-sensitive प्लेटों पर बनी शुरुआती तस्वीरें प्रकाशित कीं। उनका लेख “A New Departure in Photography” 1910 में The Century Magazine में छपा और उसमें near-infrared एक्सपोज़र की खास सफ़ेद पत्तियाँ और गहरा आकाश दिखाया गया था। उन्हीं सफ़ेद पत्तियों ने इस घटना को नाम दिया।

पत्तियाँ सफ़ेद क्यों रिकॉर्ड होती हैं, यह रासायनिक नहीं बल्कि संरचनात्मक कारण है। क्लोरोफिल दृश्य लाल रंग में तीव्रता से अवशोषण करता है, इसलिए स्वस्थ हरी पत्तियाँ लाल प्रकाश का केवल कुछ प्रतिशत ही परावर्तित करती हैं और पारंपरिक रेड-फ़िल्टर्ड श्वेत-श्याम तस्वीर में गहरी दिखती हैं। दृश्य स्पेक्ट्रम के ठीक बाद, लगभग 700 nm पर, वर्णक अवशोषण बंद कर देते हैं और पत्ती के अंदर हवा से भरा स्पंजी mesophyll अपनी कोशिका-भित्ति सीमाओं पर near-infrared को बड़ी कुशलता से बिखेरता है। इसलिए near-infrared में परावर्तन लगभग 40–60 प्रतिशत तक उछल जाता है। 700 nm के आसपास यह अचानक छलाँग “red edge” कहलाती है — जिसे remote sensing NDVI जैसे सूचकांकों में उपयोग करती है — और यही वह है जिसे एक infrared-sensitive इमल्शन हल्के, लगभग चमकदार टोन के रूप में रिकॉर्ड करता है।

गहरा आकाश भी उसी तरंगदैर्ध्य बदलाव से आता है। साफ़ नीला आकाश Rayleigh scattering की वजह से चमकीला होता है, जिसकी तीव्रता 1/तरंगदैर्ध्य⁴ के अनुपात में घटती है। near-infrared तक पहुँचते-पहुँचते यह आँकड़ा बहुत कम हो जाता है, इसलिए आकाश बहुत कम बिखराव करता है और एक बार जब फिल्टर दृश्य नीले को हटा देता है, तो यह गहरे, लगभग काले टोन में रिकॉर्ड होता है।

आज फिल्म का चुनाव

क्लासिक स्ट्रॉन्ग-इफेक्ट फिल्म जा चुकी है। Kodak High Speed Infrared (HIE) 2 नवंबर 2007 को बंद हो गई। यह लगभग 900 nm तक पहुँचती थी — किसी भी सामान्य pictorial फिल्म की सबसे लंबी पहुँच, 750–840 nm के आसपास अनुकूलतम — और सबसे प्रबल Wood effect देती थी। Kodak से कुछ न बचने पर अब चुनाव उन फिल्मों की छोटी सूची पर आ जाता है जो अभी बनाई जा रही हैं; यहाँ infrared पहुँच और प्रभाव की तीव्रता के क्रम में:

  • Ilford SFX 200 — एक मध्यम-गति की panchromatic फिल्म जिसमें विस्तारित लाल संवेदनशीलता है, 720 nm पर शीर्ष और लगभग 740 nm तक फैलाव। चूँकि यह near-infrared में बमुश्किल प्रवेश करती है, इसलिए यह सामान्य प्रभाव देती है।
  • Adox HR-50 / Rollei Retro 80S — दोनों Agfa Aviphot Pan इमल्शन पर बने हैं, जो लगभग 750 nm तक संवेदनशील हैं। ISO 50 पर ultra-fine-grain तकनीकी इमल्शन, जो 720 nm फिल्टर के तहत सामान्य Wood effect देता है और बहुत बारीक डिटेल बनाए रखता है।
  • Rollei Infrared 400 (IR400) — एक hyperpanchromatic फिल्म जिसकी नाममात्र संवेदनशीलता ISO 200–400 है, near-infrared में पहुँचती है (Rollei का डेटा शीट लगभग 750 nm देता है, फिल्टर 715–730 nm पर अनुशंसित; कुछ स्रोत 820 nm की ओर विस्तारित प्रतिक्रिया बताते हैं)। HIE से स्ट्रॉन्ग-इफेक्ट की विरासत यहाँ आई है — यही वह फिल्म है जब आप near-white पत्तियाँ और सबसे गहरे आकाश चाहते हों।

चमक फिल्म की है, प्रकाश की नहीं

HIE का खास halo — शाखाओं और चमकीले किनारों के आसपास highlights का नरम चमक में फैल जाना — अक्सर infrared प्रकाश का अंतर्निहित गुण समझा जाता है। ऐसा नहीं है। HIE में anti-halation परत नहीं थी और यह transparent base पर लेपित थी, इसलिए प्रकाश पीछे से गुज़रता, पीठ से परावर्तित होता, और इमल्शन को दोबारा एक्सपोज़ करता: blooming और halation। ऊपर सूचीबद्ध हर आधुनिक infrared फिल्म में anti-halation backing है, इसलिए SFX 200, Rollei Infrared और Adox/Rollei Aviphot स्टॉक infrared को साफ़ तरीके से रेंडर करते हैं, बिना halo के। यदि आप वह चमक चाहते हैं, तो कोई जीवित फिल्म नहीं देगी; यदि आप साफ़ infrared रेंडरिंग चाहते हैं, तो आधुनिक फिल्म बेहतर औज़ार है।

फिल्टर: कट-ऑफ़ तय करता है प्रभाव की तीव्रता

Red 25 फिल्टर दृश्य लाल और near-infrared को गुज़रने देता है जबकि नीले और अधिकांश हरे को रोकता है। यह आकाश को गहरा और पत्तियों को हल्का करता है, लेकिन फिर भी काफ़ी दृश्य प्रकाश रिकॉर्ड होता है, इसलिए प्रभाव हल्का रहता है। छवि को सिर्फ़ infrared परावर्तन से बनाने के लिए आप एक ऐसा opaque फिल्टर लगाते हैं जो आँख को काला दिखता है और केवल near-infrared गुज़ारता है। कट-ऑफ़ जितना लंबा, छवि उतनी अधिक सिर्फ़ infrared से बनती है और रेंडरिंग उतनी मज़बूत होती है। लगभग 50-प्रतिशत ट्रांसमिशन बिंदुओं के आधार पर क्रम:

  • Wratten 89B ≈ 715–720 nm — सबसे उथला, अभी भी गहरा दृश्य लाल गुज़ारता है
  • Wratten 88A ≈ 745–750 nm
  • Wratten 87 ≈ 795 nm
  • Wratten 87C ≈ 850 nm — सबसे गहरा, सबसे अधिक शुद्ध infrared

pictorial उपयोग का de-facto मानक फिल्टर Hoya R72 है, जो 720 nm और उससे लंबे को गुज़ारता है, 760–860 nm में लगभग 95 प्रतिशत ट्रांसमिट करता है। Ilford SFX 200 के लिए सीधे समकक्ष बताता है: B+W 092, Heliopan RG695 और Hoya R72, साथ ही ILFORD SFX फिल्टर और Heliopan 715। Rollei का Infrared 400 के लिए अनुशंसित फिल्टर Heliopan RG715 है। फिल्टर जितना लाल, प्रभाव उतना नाटकीय — और एक्सपोज़र उतना लंबा।

एक्सपोज़र और मीटरिंग

यह infrared काम का सबसे व्यावहारिक जाल है। डीप रेड या opaque फिल्टर के पीछे TTL मीटर की रीडिंग पर भरोसा नहीं किया जा सकता, क्योंकि मीटर और फिल्म उपलब्ध प्रकाश पर अलग तरह से प्रतिक्रिया करते हैं — और त्रुटि किसी भी दिशा में जा सकती है (Ilford उदाहरण के लिए चेताता है कि कुछ कैमरे डीप रेड फिल्टर के पीछे डेढ़ स्टॉप तक कम एक्सपोज़ करते हैं)। भरोसेमंद तरीका है हैंडहेल्ड मीटर से incident रीडिंग लेना, फिल्म-विशिष्ट EI का उपयोग करना, और दोनों तरफ ब्रैकेट करना।

जहाँ साहित्य ठोस शुरुआती बिंदु देता है: Kodak की HIE डेटा शीट (Publication F-13) ने दिन के उजाले में हैंडहेल्ड मीटर से Wratten 25 के साथ EI 50 निर्दिष्ट किया था — और लेंस के ज़रिये फिल्टर लगाकर मीटर करने वाले कैमरे के लिए EI 200 शुरुआती बिंदु के रूप में दिया, सलाह देते हुए कि फिल्टर लगाने से पहले रीडिंग लें और फिर फ़िल्टर्ड रीडिंग को नज़रअंदाज़ करें। opaque Wratten 87 के पीछे यह EI 25 तक गिर गया। आधुनिक फिल्म के लिए, Rollei Infrared को RG715 के पीछे आमतौर पर EI 6–12 के आसपास रेट किया जाता है, और SFX 200 को R72 के पीछे बॉक्स स्पीड से काफ़ी नीचे रेट किया जाता है।

फिल्टर फैक्टर भी इसी तर्क पर चलते हैं। Red 25 लगभग 3 स्टॉप खर्च करता है। Opaque R72 या Wratten 87 कहीं अधिक खर्च करते हैं, और कोई निश्चित संख्या नहीं है — क्षतिपूर्ति इस पर निर्भर करती है कि दृश्य में वास्तव में कितना infrared है, इसीलिए एकल गणना-आधारित एक्सपोज़र नहीं बल्कि ब्रैकेट सही तरीका है। बहुत गहरे फिल्टरों के साथ एक्सपोज़र इतने लंबे हो जाते हैं कि तिपाई व्यावहारिक रूप से अनिवार्य हो जाती है।

फ़ोकस शिफ्ट, और उससे जो प्रक्रिया निकलती है

एक लेंस infrared और दृश्य प्रकाश को एक ही तल पर फ़ोकस नहीं करता। ऑप्टिकल काँच लंबी तरंगदैर्ध्यों को कम अपवर्तित करता है, इसलिए near-infrared लेंस के पीछे थोड़ा अधिक दूर अभिसरण करता है; infrared छवि तीखी आने के लिए लेंस को थोड़ा आगे करना होगा — फ़ोकस को थोड़ा नज़दीक करें। एक सामान्य नियम सुधार को फ़ोकल लंबाई के लगभग 1/400 पर रखता है, या मिलीमीटर में:

shift = focal length × 0.0025

तो 50 mm लेंस को लगभग 0.125 mm आगे जाना होगा, और 100 mm लेंस को लगभग 0.25 mm। कई पुराने manual-focus लेंसों पर डिस्टेंस स्केल पर एक छोटा लाल infrared इंडेक्स मार्क ठीक इसी के लिए होता है, हालाँकि वह मार्क अनुमानित है और वास्तविक शिफ्ट लेंस-डिज़ाइन पर निर्भर है।

चूँकि opaque फिल्टर लगाने पर लेंस से देखकर फ़ोकस करना असंभव है, इसलिए काम का क्रम मायने रखता है। तिपाई पर काम करें, और: पहले मीटर करें और फ्रेम बनाएँ; सामान्य रूप से फ़ोकस करें और स्टैंडर्ड इंडेक्स के सामने की दूरी पढ़ें; लेंस को घुमाएँ ताकि वह दूरी लाल infrared मार्क के सामने आ जाए; फिर काला फिल्टर लगाएँ। लगभग f/11–f/16 तक रुकना बची हुई शिफ्ट को depth of field में दबा देता है, जो एक और कारण है कि infrared काम के लंबे एक्सपोज़र आमतौर पर छोटे apertures पर बनाए जाते हैं।

डेवलपमेंट का एक व्यावहारिक उदाहरण

Infrared फिल्म अभी भी सामान्य केमिस्ट्री में डेवलप होती है। Ilford के ID-11, Perceptol और Microphen सभी 20–24 °C रेंज में चलते हैं, और मानक नियम है कि 20 °C से नीचे हर डिग्री पर समय में लगभग 10 प्रतिशत जोड़ें। Microphen, एक स्पीड-बढ़ाने वाला डेवलपर, वह है जिसे Ilford SFX 200 के साथ विशेष रूप से उपयोगी बताता है: EI 200 पर रेट किया गया SFX 200, Microphen stock में 20 °C पर लगभग 8 मिनट 30 सेकंड में डेवलप होता है। HIE की तुलना में, Kodak D-76 में 20 °C पर 10 मिनट लगते थे।

सच्ची infrared फिल्मों पर लोडिंग की एक सावधानी लागू होती है। Rollei निर्देश देता है कि Infrared को मंद रोशनी में — कुछ स्रोत पूरे अंधेरे में कहते हैं — लोड और अनलोड करें, क्योंकि 35 mm कैसेट के felt light-trap इस संवेदनशील इमल्शन के किनारों पर fog कर सकते हैं। इसे उतनी ही सावधानी से संभालें जितनी संवेदनशील सामग्री के साथ बरतनी चाहिए, और फ्रेम साफ़ आएँगे।

स्रोत: Ilford SFX 200, ID-11, Perceptol और Microphen Technical Information; Kodak Publication F-13 (High Speed Infrared); Hoya R72 product data; Rollei/Maco Infrared data sheet; Adox HR-50 product data; R. W. Wood, “A New Departure in Photography,” The Century Magazine, 1910.

Image: Robert W. Wood, पहली प्रकाशित इन्फ्रारेड तस्वीर (उनका ग्रीष्मकालीन आवास, East Hampton), The Century Illustrated Monthly Magazine, February 1910, public domain

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