Раскрашивая Космос
Как цвет позволяет увидеть невидимое
Вселенная невероятно красива. За последние 25 лет, благодаря таким телескопам, как «Хаббл», мы смогли увидеть космос красочным и волшебным. Словно кто-то махнул радужной кистью по черному холсту бездны. Однако, то что мы видим на цветных фотографиях вселенной — это фальшивка, созданная для нашего удобства, комфорта и привлечения внимания.
Но не спешите с выводами, распутывать этот заговор необходимо с самого начала — с основ того, что такое цвет, как создаются фотографии космоса и почему NASA раскрашивает их.
RED GREEN BLUE
Взгляните на картинку выше. Это весь свет во вселенной, который мы с вами можем видеть. Это мизерная доля спектра электромагнитного излучения и большинство частот невидимы нашему глазу. Тот свет, что доступен восприятию человека начинается с красного в самой длинной части волны и заканчивается фиолетовым на самой короткой частью волны. Все это — видимый спектр.
Человек воспринимает свет в видимом спектре благодаря клеткам в наших глазах — конусам, которые интерпретируют отражаемый от объектов свет. В глазах человека расположено три типа конусов, восприимчивых к длинным, средним и коротким электромагнитным волнам. Если переводить их в цвет, то приблизительно эти частоты можно отнести к красному, зеленому и синему в видимом спектре.
Красный, зеленый и синий — главные цвета. Все остальные цвета — результат комбинации этого трио. Данная комбинация стала ключевым принципом в деле раскрашивания черно-белых фотографий.
ДОБАВЛЯЯ КРАСКИ
Портрет выше был сделан в 1911 году. Это один из первых примеров цветной фотографии, хотя в действительности он создан на основе трех черно-белых кадров, наложенных друг на друга. Русский химик и фотограф Сергей Прокудин-Горский сделал три идентичных снимка Алим-хана используя три фильтра для отдельных цветов света. Один позволял красному свету проходить в камеру, второй — зеленому и третий — синему. Увидеть эффективность такого простого метода можно просто взглянув на кадры снятые с красным и синим фильтром.
Обратите внимание, насколько яркой выглядит синяя одежда хана на фото справа. Это означает, что больше света синего цвета проходило через фильтр. Раскрашивание и комбинирование трех негативов позволяет нам увидеть следующее:
ШИРОКИЙ СПЕКТР
Пришло время вернуться в космос. Космический телескоп «Хаббл» находится на орбите Земли с 90-го года прошлого века, позволяя нам заглядывать в далекие уголки вселенной и представляя подобные изображения:
Трюк в том, что каждый цветной кадр начинает свою жизнь черно-белым. Связано это с тем, что главная функция телескопа в измерении яркости света, отражаемого объектами в космосе. Четче всего такие кадры получаются в черно-белом виде. Цвета добавляются позже, подобно портрету Алим-хана, за тем исключением, что ученые используют специфические программы, подобные Photoshop.
Давайте используем этот снимок Сатурна для разбора:
Фильтры разделяют свет на длинные, средние и короткие волны. Процесс называется «широкополосная фильтрация», так как нацелен на широкие диапазоны спектра. После этого каждый черно-белый кадр получает свой цвет, в зависимости от позиции в видимом спектре.
Комбинированный результат позволяет увидеть истинное изображение, если бы наши глаза были сопоставимы с Хабблом по мощности.
То же можно проделать и на примере Юпитера. Обратите внимание, как комбинирование красного и зеленого создает желтый, а появление синего фильтра вводит бирюзовый и пурпурный для представления всего спектра.
Пришло время добавить еще один уровень сложности.
УЗКОПОЛОСНЫЙ СВЕТ
Наблюдение за объектом в том виде, каким он предстает перед нашими глазами — не единственный способ применения цвета. Ученые используют цвет для определения, как различные газы взаимодействуют в космосе для формирования галактик и туманностей.
Телескоп Хаббл способен делать снимки в очень узких спектрах света, исходящего от индивидуальных химических элементов, таких как кислород и углерод. Цвет позволяет выявлять их наличие на изображениях. Данный процесс называется «узкополосная фильтрация». Самое частое применение такой фильтрации полагается на изолированный свет водорода, серы и кислорода — три строительных блока звезд.
Самый известный пример фотографии, снятой при помощи узкополосной фильтрации Хабблом — «Столпы творения». На кадре видны невероятно огромные «колонны» газа и пыли в процессе формирования новых звездных систем.
Но это не так, как выглядит данная часть космоса, если смотреть глазами человека. Получившийся снимок скорее можно назвать раскрашенной картой.
Водород и сера в естественной среде находятся в красной части спектра. В то же время кислород ближе к зелено-синей части цветового спектра. Раскрашивая такие снимки согласно позиции в спектре мы получим: красный, красный и циан. В результате «Столпы» получатся такими:
Согласитесь, не очень удобно для визуального анализа. Чтобы получить полноцветный кадр и отделить водород от серы, ученые назначают элементам цвета согласно хроматическому порядку: красный, зеленый и голубой.
По сути это значит, что так как у кислорода самая высокая частота из трех, то ему назначают синий цвет. Несмотря на то, что водород — красный, его частота выше серы, поэтому его раскрашивают в зеленый. В результате мы получаем полноцветное изображение, изучая процесс, в котором могла зародиться и наша Солнечная система.
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЦВЕТОВ
Космический телескоп Хаббл способен «видеть» свет и за пределами видимого спектра — в ближнем инфракрасном и ультрафиолетовом диапазоне.
Рассматривая те же Столпы творения, в инфракрасном спектре кадр будет выглядеть совсем иначе. Длинные волны преодолевают облака газа и пыли, блокирующие свет в видимом спектре, представляя группы звезд как внутри «Столпов», так и за их пределами.
Кадры, отражающие невидимый свет, раскрашиваются похожим образом. Снимки в различных диапазонах получают световое кодирование на основе хроматического порядка — низкие частоты становятся красным, высокие — синим.
Подобные манипуляции восприятием могут вызвать вопрос — а реален ли цвет? Ответ прост: и да, и нет.
Цвет отражает реальные данные и используется для визуализации химического состава объекта или области космоса, помогая ученым выяснять, как газы за тысячи световых лет от нас взаимодействуют друг с другом. Это критическая информация, благодаря которой мы можем строить модели формирования галактик и звезд. Даже если с технической стороны для нас космос не выглядит таким образом, результаты наблюдений и съемки не выдуманы.
Цвет помогает нам видеть не только красивые картинки, но и отражает невидимые нашему глазу части вселенной.
Источник
Какие цвета надо для космоса
Неделю назад в нашем творческом инстаграме @miftvorchestvo мы запустили конкурс на рисование акварельного конкурса. Вы можете посмотреть все работы по тегу #акварельныйкосмосконкурс. Публикуем лучшие рисунки и даем пошаговый мастер-класс, как научиться рисовать космос акварелью.
Автор фото — @juleekho
Автор фото — @shagero.alled
Автор фото — @kamarkovskaya
Автор фото — @arlyapovaeireen
Автор фото — @katrin_is_art
Пошаговый мастер-класс
Если вы не участвовали в конкурсе, но тоже хотите научиться рисовать космос, сохраните себе куда-нибудь эти пошаговые инструкции, что и как делать, чтобы получились яркие и красивые переливы. Публикуем урок от Леонардо Перезнието.
Материалы
- Акварельная бумага горячего прессования формата А4 или А3;
- Малярный скотч;
- Мольберт или деревянная доска;
- Палитра;
- Контейнер воды;
- Кусок ткани;
- Соль в крупных кристаллах.
Акварель:
- оранжевый;
- красный кадмий;
- марганцовая фиолетовая;
- делфте синий;
- лазурь;
- индиго;
- прусский зеленый;
- зеленый фталоцианин;
- перманентный зеленый;
- темный кобальт зеленый;
- блестящий сине-фиолетовый;
- хром оранжевый;
- кадмий светло-желтый;
- черная слоновая кость;
- титановые белила.
Кисти из белки:
- Кисть-швабра;
- Кисть № 0;
- Кисть № 2;
- Кисть № 4;
- Кисть № 8;
- Кисть № 12.
Шаг первый. Смешиваем краски
Закрепите акварельную бумагу на деревянной доске малярным скотчем. Смешайте оранжевый со светлым красным кадмием. Должен получиться светло-алый оттенок. Далее смешайте глубокий красный с марганцовой фиолетовой и каплей индиго, чтобы получить вишнево-красный оттенок. Потом добавьте делфте синий к индиго для получения темно-синего. И последняя смесь — прусский, перманентный и темный кобальт зеленый, фталоцианин, чтобы получить средне-зеленый.
Если у вас нет всех этих цветов, задачу можно упростить и рисовать просто теми цветами, которые у вас есть. Итог все равно получится интересным.
Шаг второй. Наносим цвета на бумагу
Разместите мольберт под небольшим углом и намочите водой всю бумагу чистой водой кистью-шваброй. Ей же в верхнем левом углу нанесите темно-красный и светло-красные цвета. Правый нижний угол закрасьте синим оттенком. Кисть № 8 нанесите зеленый оттенок по диагонали — из левого нижнего угла в верхний правый угол.
Шаг третий. Добавляем детали
Работать нужно достаточно быстро, пока бумага еще влажная. Кистью № 4 усильте некоторые участки и заполнить все пробелы любой краской, какой вам захочется.
Старайтесь избегать смешивания дополнительных цветов (например, желтого и фиолетового, красного и зеленого, синего и оранжевого) друг с другом, так как это приведет к мутности цвета.
Шаг четвертый. Усиливаем цвета
Как только краска начнет высыхать, нанесите еще один слой краски сверху для усиления цвета. Не забывайте каждый раз промакивать кисточку, прежде чем брать новый оттенок.
Шаг пятый. В игру включается соль
Когда вы закончите наносить краску и будете довольны сочетанием цветов и их яркостью, посыпьте на рисунок зерна крупной соли. Она впитает воду и заберет часть цвета, оставив красивые разводы в виде туманностей. Дождитесь полного высыхания и аккуратно соскоблите соль.
Шаг шестой. Добавляем чистые цвета
Мы сделали лишь половину работы! Снова намочите всю поверхность водой и закрепите цвета их чистыми аналогами, используйте для этого кисть № 2. Чтобы получить чистый яркий цвет, добавляйте меньше воды в краску и не смешивать краски на палитре, а берите прямо из контейнера.
Шаг седьмой. Затемняем края
Пока бумага еще влажная, смешайте лазурь и черную слоновую кость. Кистью № 4 нанесите краску по краям листа, вокруг границ туманности. Только не наносите краску в виде черной рамки, вспомните как выглядят туманности — в виде вытянутого эллипса. На этом этапе нам пригодится ткань, которую можно использовать для поглощения краски, чтобы смягчить края.
Шаг восьмой. Добавляем звезды
Дожидаемся полного высыхания и используем кисть № 2 для финальных штрихов. Чтобы добавить звезды в наш космос, положите мольберт на горизонтальную поверхность. Возьмите в не ведущую руку палочку (или другую кисточку) и держите ее параллельно бумаге. Наберите на кисточку в ведущей руке титановые белила и делайте легкие удары кистью о палочку так, чтобы крошечные белые частицы краски попадали на вашу картину. Добавьте «вручную» несколько звезд тонкой кистью № 0.
Дайте рисунку высохнуть, снимите малярную ленту. И вот он, ваш космос!
Источник