Når du ser på de fantastiske billeder, der er taget af Hubble eller Mars Exploration Rovers, undrer du nogensinde: er det, hvad du virkelig ville se med dine egne øjne? Desværre er svaret sandsynligvis ikke. I nogle tilfælde, som med Mars-roverne, forsøger forskere at kalibrere roverne for at se i ”ægte farve”, men for det meste vælges farver til at give mest videnskab. Sådan kalibrerer forskere deres fantastiske instrumenter og forskellen mellem ægte og falske farver.
Så for at starte med, lad os sætte dette i form af et sandt eller falskt spørgsmål: T eller F: Når vi ser de smukke, ikoniske billeder fra Hubble-rumteleskopet eller de fantastiske panoramaer fra Mars Exploration Rovers, repræsenterer disse billeder hvad menneskelige øjne ville se, om de observerede disse udsigter fra første hånd.
Svar: For Hubble, mest falsk. For roverne, for det meste sandt, da roverne giver en kombination af såkaldte "ægte" og "falske" farvebilleder. Men det viser sig, at udtrykket "ægte farve" er en smule kontroversielt, og mange involverede i området udenrigsbilleder er ikke meget interesserede i det.
"Vi prøver faktisk at undgå udtrykket 'ægte farve', fordi ingen virkelig ved nøjagtigt, hvad 'sandheden' er på Mars, 'sagde Jim Bell, den førende videnskabsmand for Pancam-farveafbildningssystemet på Mars Exploration Rovers (MER). Faktisk påpegede Bell på Mars såvel som Jorden farveændringer hele tiden: hvad enten det er overskyet eller klart, solen er høj eller lav, eller hvis der er variationer i hvor meget støv der er i atmosfæren. ”Farver skifter fra øjeblik til øjeblik. Det er en dynamisk ting. Vi prøver ikke at trække den hårde linje ved at sige 'dette er sandheden!' ”
Bell kan godt lide at bruge udtrykket “omtrentlig sand farve”, fordi MER panoramakamerabillederne er estimater af, hvad mennesker ville se, hvis de var på Mars. Andre kolleger, sagde Bell, bruger "naturlig farve."
Zolt Levay fra Space Telescope Science Institute fremstiller billeder fra Hubble Space Telescope. For de forberedte Hubble-billeder foretrækker Levay udtrykket "repræsentativ farve."
”Farverne i Hubble-billeder er hverken 'ægte' farver eller 'falske' farver, men er normalt repræsentative for de fysiske processer, der ligger til grund for motivets billeder,” sagde han. "De er en måde at repræsentere i et enkelt billede så meget information som muligt, der er tilgængelig i dataene."
Ægte farve ville være et forsøg på at gengive visuelt nøjagtige farver. Falsk farve er på den anden side et vilkårligt valg af farver, der repræsenterer et eller andet kendetegn i billedet, såsom kemisk sammensætning, hastighed eller afstand. Derudover skal ethvert infrarødt eller ultraviolet billede pr. Definition være repræsenteret med "falsk farve", da disse bølgelængder er usynlige for mennesker.
Kameraerne på Hubble og MER tager dog ikke farvebilleder. Farvebilleder fra begge rumfartøjer er samlet fra separate sort / hvide billeder taget gennem farvefiltre. For et billede skal rumfartøjet tage tre billeder, normalt gennem et rødt, et grønt og et blåt filter, og derefter bliver hvert af disse fotos downlinket til Jorden. Derefter kombineres de med software til et farvebillede. Dette sker automatisk inde i hylde farvekameraer, som vi bruger her på Jorden. Men MER Pancams har 8 forskellige farvefiltre, mens Hubble har næsten 40, lige fra ultraviolet (“blåere”, end vores øjne kan se,) gennem det synlige spektrum, til infrarødt (“rødere” end hvad der er synligt for mennesker.) Dette giver billeddannelsesteamene uendeligt mere fleksibilitet og undertiden kunstnerisk licens. Afhængigt af hvilke filtre der bruges, kan farven være tættere eller længere fra "virkeligheden".
Den samme klippe afbildet i ægte og falsk farve af muligheden.
I tilfælde af Hubble, forklarede Levay, justeres billederne yderligere for at øge kontrasten og justere farver og lysstyrke for at understrege visse funktioner i billedet eller for at gøre et mere behageligt billede.
Men når MER Pancam-teamet ønsker at fremstille et billede, der viser, hvad en menneskelig stående på Mars ville se, hvordan får de de rigtige farver? Rovers har begge et værktøj ombord kendt som MarsDial, som er blevet brugt som et uddannelsesprojekt om solur. ”Men dets virkelige job er et kalibreringsmål,” sagde Bell. ”Det har gråtonerringer på med farvechips i hjørnerne. Vi målte dem meget nøjagtigt og tog billeder af dem før lancering, og så ved vi, hvad farverne og forskellige grå nuancer er. ”
Et af de første billeder taget af roverne var af MarsDial. ”Vi tager et billede af MarsDial og kalibrerer det og behandler det gennem vores software,” sagde Bell. ”Hvis det ser ud, som om vi ved, det burde, har vi stor tillid til vores evne til at pege kameraet et andet sted, tage et billede, udføre den samme proces, og at disse farver også vil være rigtige.”
Hubble kan også producere farvekalibrerede billeder. Dets “UniverseDial” ville være standard stjerner og lamper inden i kameraerne, hvis lysstyrke og farve er kendt meget nøjagtigt. Hubbles mission er dog ikke at fremstille billeder, der trofast gengiver farver. ”For en ting, der er noget meningsløs i tilfælde af de fleste af billederne,” sagde Levay, ”da vi generelt ikke kunne se disse objekter alligevel, fordi de er så svage, og vores øjne reagerer forskelligt på farver med meget svagt lys. ” Men det vigtigste mål med Hubble er at fremstille billeder, der formidler så meget videnskabelig information som muligt.
Rover Pancams gør dette også. "Det viser sig, at der er en lang række jernbærende mineraler, der har forskellige farvereaktioner ved infrarøde bølgelængder, som kameraet er følsomt over for," sagde Bell, "så vi kan lave meget garnige, slags Andy Warhol-lignende falske farvebilleder .” Bell tilføjede, at disse billeder tjener dobbeltopgave, idet de leverer videnskabelig information, plus at offentligheden virkelig nyder billederne.
Og så i både Hubble og MER bruges farve som et værktøj til enten at forbedre et objekts detaljer eller til at visualisere, hvad der ellers ikke kunne ses af det menneskelige øje. Uden falsk farve ville vores øjne aldrig se (og vi ville aldrig vide), hvilke ioniserede gasser, for eksempel udgør en tåge, eller hvilke jernholdige mineraler ligger på Mars's overflade.
Hvad angår "ægte farve", er der et stort akademisk og videnskabeligt samfund, der studerer farve inden for områder som malingsindustrien, der undertiden bliver oprørt, når udtrykket "ægte farve" bruges af den astronomiske billeddannelsesgruppe, forklarede Bell.
”De har en veletableret ramme for hvad der er sand farve, og hvordan de kvantificerer farve,” sagde han. ”Men vi arbejder ikke rigtig inden for denne ramme på det niveau. Så vi prøver at undgå at bruge udtrykket 'ægte farve'. ”
Levay bemærkede, at ingen farvegengivelse kan være 100% nøjagtig på grund af forskelle i teknologi mellem film og digital fotografering, udskrivningsteknikker eller endda forskellige indstillinger på en computerskærm. Derudover er der variationer i, hvordan forskellige mennesker opfatter farve.
”Det, vi laver på Mars, er virkelig bare et skøn,” sagde Bell, ”det er vores bedste gæt ved hjælp af vores viden om kameraerne med kalibreringsmålet. Men uanset om det er helt 100% sandt, tror jeg, det vil tage folk der skal der for at finde ud af det. ”
For mere information se http://hubblesite.org/ eller tjek Jim Bells 2006-bog "Postkort fra Mars."
