Vấn đề 54: Sai màu

Ngày 8 tháng 12 năm 2022

Trong số báo tuần này: Chúng ta đi sâu vào thế giới của hình ảnh vệ tinh có màu sai ; Mauna Loa của Hawaii kết thúc năm 2022 thành công rực rỡ ; và một con đường cao tốc uốn lượn qua những ngọn núi ở Hàn Quốc.

Đây là một vấn đề được lưu trữ. Đăng ký tại đây để nhận bản tin Planet Snapshots vào sáng thứ Năm hàng tuần.

Câu chuyện nổi bật: Màu giả

Không, những hình ảnh bạn đang xem không phải do một sinh viên nghệ thuật năm thứ nhất thực hiện với một chiếc máy ảnh cũ và phim đã hết hạn sử dụng. Đây là những hình ảnh sai màu . Mặc dù cái tên này hơi gây nhầm lẫn vì những bức ảnh này không sai hơn là sự thu hút của những con bò đực đối với màu đỏ (đó là một huyền thoại). Đó không chỉ là cách con người chúng ta nhìn nhận thế giới. Màu sai giới thiệu các bước sóng mà mắt thường không nhìn thấy được và khám phá các chi tiết ẩn trong phong cảnh.

Có một số cách để thể hiện trực quan Trái đất. Gần như mọi hình ảnh chúng tôi đã chia sẻ trong 53 số báo trước đều có màu sắc trung thực . AKA ảnh RGB trông điển hình của bạn: đỏ là đỏ, lục là lục và lam là lam. Tuy nhiên, màu sai lại chơi một chút ghế âm nhạc với các kênh này và gán các bước sóng phi truyền thống cho màu RGB. Những hình ảnh này giới thiệu ít nhất một bước sóng mà mắt thường không nhìn thấy được.

Để đơn giản hóa mọi thứ, chúng tôi sẽ chỉ tập trung vào một kết hợp: cận hồng ngoại, đỏ và lục ( NRG ). Hình ảnh NRG hiển thị ánh sáng hồng ngoại gần màu đỏ, ánh sáng đỏ màu xanh lục và ánh sáng xanh lục màu xanh lam. Sự xáo trộn này làm thay đổi đáng kể diện mạo của phong cảnh theo một số cách:

• Thực vật hiển thị như màu đỏ. Bóng râm càng sâu, tán lá càng rậm rạp và khỏe mạnh
• Nước trong trở nên đen kịt
• Nước mây thấy trong xanh nhạt

Nếu bạn nhận thấy có nhiều màu đỏ trong những hình ảnh này như một bộ phim của Quentin Tarantino, thì bạn đang tìm hiểu điều gì đó. Đội chiếc mũ khoa học cấp hai của bạn trong một giây và ghi nhớ cách tất cả các bề mặt phản chiếu các thành phần ánh sáng độc đáo. Thực vật phản xạ bước sóng màu lục (do đó có màu lục Grinchy) nhưng cũng phản xạ ánh sáng cận hồng ngoại (để tìm hiểu sâu hơn về màu sắc, hãy đọc tại đây ). Vì vậy, hình ảnh hồng ngoại đảo ngược kịch bản và cho chúng ta thấy thực vật phản xạ hồng ngoại bằng màu đỏ, thay vì màu xanh lá cây.

Tất cả điều đó có nghĩa là dữ liệu sai màu NRG đặc biệt phù hợp để thể hiện những thay đổi trong thảm thực vật. Xem đám cháy rừng diễn ra trong khoảng thời gian 2 tháng ở Bolivia. Khi lớn lên, những khu rừng khỏe mạnh hơn (đỏ tươi) bị lửa thiêu rụi và biến thành sẹo bỏng (xám đen và đen). Dải hồng ngoại cũng ít bị cản trở bởi khói hơn. Nó khác biệt và trực tiếp như một timelapse.

Giống như cháy rừng, lũ lụt cũng làm thay đổi thảm thực vật nhanh chóng. Và dải hồng ngoại giúp làm nổi bật mức độ mà màu sắc trung thực có thể hơi lộn xộn. Hãy xem xét hai hình ảnh từ lũ lụt gần đây ở Úc . Thật khó để phân tích nước lũ trong hình ảnh màu thực ở trên cùng. Nhưng màu sai hoạt động xung quanh các màu nâu lộn xộn và thể hiện một bức tranh rõ ràng hơn nhiều.

Ở đây, chúng tôi tập trung vào khía cạnh trực quan của hình ảnh sai màu — các chi tiết được tiết lộ bằng cách làm cho quang phổ vô hình có thể nhìn thấy được. Nhưng những hiểu biết thực sự đến từ dữ liệu cơ bản.

Chỉ số thực vật khác biệt được chuẩn hóa (NDVI) và các chỉ số khác sử dụng ánh sáng hồng ngoại để biến những hình ảnh như thế này thành các phép đo. Và chúng tôi thậm chí không nhận được các ứng dụng đến từ các dải hồng ngoại khác (cũng như các dải khác ngoài hồng ngoại gần). Chúng tôi sẽ lưu chúng cho một vấn đề trong tương lai. Cho đến lúc đó, chúng tôi hy vọng những hình ảnh sai màu này cho bạn thấy rằng luôn có nhiều thứ hơn những gì bạn thấy.

Mauna loa

Hunga Tonga-Hunga Ha'apai đã bắt đầu năm 2022 bằng một cú nổ và giờ đây Mauna Loa cũng sẽ kết thúc nó bằng một cú nổ. Lần đầu tiên sau gần 40 năm , ngọn núi lửa mang tính biểu tượng của Hawaii đã phun trào, tạo ra một cảnh tượng cho người xem cũng như các nhà khoa học và làm gián đoạn các phép đo lượng khí carbon dioxide trong khí quyển tại trạm quan sát gần đó .

Không phải tất cả các bước sóng ánh sáng mà chúng ta thu được đều bị phản xạ từ mặt trời. Một số được phát ra bởi chính Trái đất. Bật bếp điện lên 11 và xem nó phát sáng đỏ. Điều tương tự cũng xảy ra với các bề mặt nóng trên Trái đất. Một số thứ không đủ nóng để phát sáng rõ ràng bằng mắt của chúng ta — điều này xảy ra khi nhiệt độ đạt khoảng 600˚C/1100˚F — sẽ phát ra ánh sáng cận hồng ngoại. Vì vậy, chúng tôi thường sử dụng hình ảnh sai màu cho các vụ phun trào núi lửa để xem ánh sáng của dung nham thường ẩn trong màu thật

Đó là một chút mới lạ, nhưng ai lại không thích nhìn thấy dung nham? Hãy xem phối cảnh sai màu của dung nham phun ra từ vụ phun trào Cumbre Vieja năm ngoái và vệt nóng chảy của nó hướng ra đại dương.

Và kiểm tra so sánh màu sắc trung thực để xem có bao nhiêu sự khác biệt giữa hai loại hình ảnh này.

Quốc lộ bị chôn vùi

Đường cao tốc Donghae của Hàn Quốc có thể đã soán ngôi Đường cao tốc đến địa ngục của AC/DC để trở thành cơ sở hạ tầng vận chuyển hàng loạt cấp tiến nhất. Chúng tôi đã phát hiện đường cao tốc này len lỏi giữa và xuyên qua những ngọn núi ven biển của đất nước (hãy xem chi tiết để biết những điểm thú vị nhất). Không có nhiều thứ khác đối với hình ảnh, nhưng chúng tôi đang nỗ lực mở rộng khả năng hình ảnh của mình thông qua email theo đúng nghĩa đen. Vì vậy, hãy đồng hành cùng chúng tôi và hãy nhớ rằng: vấn đề không phải là đích đến, mà là hành trình.