Όταν κοιτάζετε τις καταπληκτικές φωτογραφίες που τραβήχτηκαν από το Hubble, ή το Mars Exploration Rovers, αναρωτιέστε ποτέ: είναι αυτό που πραγματικά θα δείτε με τα μάτια σας; Δυστυχώς, η απάντηση δεν είναι. Σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως με τον Άρη, οι επιστήμονες προσπαθούν να βαθμονομήσουν τους ρόβερ για να δουν σε «αληθινό χρώμα», αλλά κυρίως, τα χρώματα επιλέγονται για να αποδώσουν την περισσότερη επιστήμη. Δείτε πώς οι επιστήμονες βαθμονομούν τα καταπληκτικά όργανα τους και τη διαφορά μεταξύ αληθινών και ψευδών χρωμάτων.
Έτσι, για να ξεκινήσουμε, ας το θέσουμε με τη μορφή μιας αληθινής ή ψευδούς ερώτησης: T ή F: Όταν βλέπουμε τις πανέμορφες, εικονικές εικόνες από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble ή τις εκπληκτικές πανοραμικές εικόνες από το Mars Exploration Rovers, αυτές οι εικόνες αντιπροσωπεύουν τι τα ανθρώπινα μάτια θα μπορούσαν να δουν αν παρατήρησαν αυτά τα βλέμματα από πρώτο χέρι.
Απάντηση: Για το Χαμπλ, κυρίως ψευδές. Για τους rover, κυρίως αληθινοί, καθώς οι rover παρέχουν έναν συνδυασμό των λεγόμενων "true" και "false" έγχρωμων εικόνων. Όμως, αποδεικνύεται ότι ο όρος «αληθινό χρώμα» είναι λίγο αμφιλεγόμενος και πολλοί που εμπλέκονται στον τομέα της εξωγήινης απεικόνισης δεν τους αρέσει πολύ.
«Στην πραγματικότητα προσπαθούμε να αποφύγουμε τον όρο« αληθινό χρώμα »γιατί κανείς δεν ξέρει ακριβώς τι είναι η« αλήθεια »στον Άρη», δήλωσε ο Jim Bell, ο επικεφαλής επιστήμονας για το σύστημα έγχρωμης απεικόνισης Pancam στο Mars Exploration Rovers (MER). Στην πραγματικότητα, ο Μπελ επεσήμανε, στον Άρη, καθώς και στη Γη, το χρώμα αλλάζει συνεχώς: είτε είναι νεφελώδες είτε καθαρό, ο ήλιος είναι υψηλός ή χαμηλός ή αν υπάρχουν παραλλαγές στο πόσο σκόνη είναι στην ατμόσφαιρα. «Τα χρώματα αλλάζουν από στιγμή σε στιγμή. Είναι ένα δυναμικό πράγμα. Προσπαθούμε να μην τραβήξουμε τη γραμμή τόσο σκληρά λέγοντας «αυτή είναι η αλήθεια!» »
Ο Μπελ αρέσει να χρησιμοποιεί τον όρο «κατά προσέγγιση αληθινό χρώμα», επειδή οι πανοραμικές εικόνες της κάμερας MER είναι εκτιμήσεις για το τι θα έβλεπαν οι άνθρωποι αν ήταν στον Άρη. Άλλοι συνάδελφοι, είπε ο Μπελ, χρησιμοποιήστε «φυσικό χρώμα».
Ο Zolt Levay του Επιστημονικού Ινστιτούτου Διαστημικού Τηλεσκοπίου παράγει εικόνες από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble. Για τις προετοιμασμένες εικόνες Hubble, ο Levay προτιμά τον όρο «αντιπροσωπευτικό χρώμα».
«Τα χρώματα στις εικόνες του Χαμπλ δεν είναι ούτε« αληθινά »χρώματα ούτε« ψεύτικα »χρώματα, αλλά συνήθως είναι αντιπροσωπευτικά των φυσικών διαδικασιών στις οποίες βασίζονται τα θέματα των εικόνων», είπε. "Είναι ένας τρόπος να εκπροσωπούνται σε μία εικόνα όσο το δυνατόν περισσότερες πληροφορίες που είναι διαθέσιμες στα δεδομένα."
Το πραγματικό χρώμα θα ήταν μια προσπάθεια αναπαραγωγής οπτικά ακριβούς χρώματος. Το ψεύτικο χρώμα, από την άλλη πλευρά, είναι μια αυθαίρετη επιλογή χρωμάτων που αντιπροσωπεύει κάποια χαρακτηριστικά στην εικόνα, όπως χημική σύνθεση, ταχύτητα ή απόσταση. Επιπλέον, εξ ορισμού, κάθε υπέρυθρη ή υπεριώδης εικόνα θα πρέπει να αναπαριστάται με «ψευδές χρώμα», καθώς αυτά τα μήκη κύματος δεν είναι ορατά στον άνθρωπο.
Ωστόσο, οι κάμερες Hubble και MER δεν τραβούν έγχρωμες εικόνες. Οι έγχρωμες εικόνες και από τα δύο διαστημικά σκάφη συναρμολογούνται από ξεχωριστές ασπρόμαυρες εικόνες που λαμβάνονται μέσω φίλτρων χρώματος. Για μία εικόνα, το διαστημικό σκάφος πρέπει να τραβήξει τρεις φωτογραφίες, συνήθως μέσω ενός φίλτρου κόκκινου, πράσινου και μπλε και έπειτα κάθε μία από αυτές τις φωτογραφίες αποσυνδέεται με τη Γη. Στη συνέχεια συνδυάζονται με λογισμικό σε έγχρωμη εικόνα. Αυτό συμβαίνει αυτόματα μέσα σε έγχρωμες κάμερες που χρησιμοποιούμε εδώ στη Γη. Αλλά τα MER Pancams έχουν 8 διαφορετικά φίλτρα χρώματος, ενώ το Hubble έχει σχεδόν 40, κυμαινόμενο από υπεριώδες («πιο μπλε» από ό, τι μπορούν να δουν τα μάτια μας), μέχρι το ορατό φάσμα, έως το υπέρυθρο («πιο κόκκινο» από αυτό που είναι ορατό στους ανθρώπους.) Αυτό δίνει οι ομάδες απεικόνισης απείρως μεγαλύτερη ευελιξία και μερικές φορές, καλλιτεχνική άδεια. Ανάλογα με τα φίλτρα που χρησιμοποιούνται, το χρώμα μπορεί να είναι πιο κοντά ή πιο μακριά από την «πραγματικότητα».
Το ίδιο ροκ απεικονίζεται σε αληθινό και ψευδές χρώμα από το Opportunity.
Στην περίπτωση του Hubble, εξήγησε ο Levay, οι εικόνες προσαρμόζονται περαιτέρω για να ενισχύσουν την αντίθεση και να τροποποιήσουν τα χρώματα και τη φωτεινότητα για να τονίσουν ορισμένα χαρακτηριστικά της εικόνας ή για να κάνουν μια πιο ευχάριστη εικόνα.
Αλλά όταν η ομάδα του MER Pancam θέλει να δημιουργήσει μια εικόνα που να δείχνει τι θα μπορούσε να δει ένας άνθρωπος στον Άρη, πώς παίρνουν τα σωστά χρώματα; Και οι δύο οδηγοί διαθέτουν ένα εργαλείο επί του σκάφους γνωστό ως MarsDial, το οποίο έχει χρησιμοποιηθεί ως εκπαιδευτικό έργο για τα ηλιακά ρολόγια. «Αλλά η πραγματική του δουλειά είναι ένας στόχος βαθμονόμησης», είπε ο Μπελ. «Έχει δαχτυλίδια σε κλίμακα του γκρι πάνω του με χρωματιστές μάρκες στις γωνίες. Τα μετρήσαμε με μεγάλη ακρίβεια και τραβήξαμε φωτογραφίες πριν από την κυκλοφορία και έτσι ξέρουμε ποια είναι τα χρώματα και οι διαφορετικές αποχρώσεις του γκρι. "
Μία από τις πρώτες φωτογραφίες που τραβήχτηκαν από τους rovers ήταν του MarsDial. «Παίρνουμε μια φωτογραφία του MarsDial και το βαθμονομούμε και το επεξεργαζόμαστε μέσω του λογισμικού μας», δήλωσε ο Bell. "Αν βγει σαν να το ξέρουμε, τότε έχουμε μεγάλη εμπιστοσύνη στην ικανότητά μας να δείξουμε την κάμερα κάπου αλλού, να τραβήξουμε μια φωτογραφία, να κάνουμε την ίδια διαδικασία και ότι και αυτά τα χρώματα θα είναι επίσης σωστά."
Το Χαμπλ μπορεί επίσης να παράγει χρωματικά βαθμονομημένες εικόνες. Το "UniverseDial" θα είναι στάνταρ αστέρια και λαμπτήρες μέσα στις κάμερες των οποίων η φωτεινότητα και το χρώμα είναι γνωστά με μεγάλη ακρίβεια. Ωστόσο, η αποστολή του Hubble δεν είναι να παράγει εικόνες που αναπαράγουν πιστά χρώματα. «Για ένα πράγμα που είναι κάπως χωρίς νόημα στην περίπτωση των περισσότερων εικόνων», δήλωσε ο Levay, «αφού γενικά δεν μπορούσαμε να δούμε αυτά τα αντικείμενα ούτως ή άλλως επειδή είναι τόσο αχνά και τα μάτια μας αντιδρούν διαφορετικά σε χρώματα πολύ αμυδρού φωτός. " Αλλά ο πιο σημαντικός στόχος του Χαμπλ είναι η παραγωγή εικόνων που μεταφέρουν όσο το δυνατόν περισσότερες επιστημονικές πληροφορίες.
Το Rover Pancams το κάνει επίσης. «Αποδεικνύεται ότι υπάρχει μια ολόκληρη ποικιλία μεταλλικών στοιχείων που έχουν διαφορετική απόκριση χρώματος σε μήκη κύματος υπέρυθρης ακτινοβολίας στην οποία είναι ευαίσθητη η κάμερα», είπε ο Bell, «ώστε να μπορούμε να φτιάχνουμε πολύ άσχημες, ψευδείς έγχρωμες εικόνες τύπου Andy Warhol " Ο Bell πρόσθεσε ότι αυτές οι εικόνες εξυπηρετούν διπλό καθήκον στο ότι παρέχουν επιστημονικές πληροφορίες, ενώ το κοινό απολαμβάνει πραγματικά τις εικόνες.
Έτσι, τόσο στο Hubble όσο και στο MER, το χρώμα χρησιμοποιείται ως εργαλείο, είτε για την ενίσχυση της λεπτομέρειας ενός αντικειμένου είτε για την απεικόνιση όσων διαφορετικά δεν θα μπορούσαν να φανούν από το ανθρώπινο μάτι. Χωρίς ψευδές χρώμα, τα μάτια μας δεν θα μπορούσαν ποτέ να δουν (και δεν θα ξέραμε ποτέ) τι ιονισμένα αέρια συνθέτουν ένα νεφέλωμα, για παράδειγμα, ή ποια μέταλλα φέρουν σίδηρο βρίσκονται στην επιφάνεια του Άρη.
Όσον αφορά το «αληθινό χρώμα», υπάρχει μια μεγάλη ακαδημαϊκή και ακαδημαϊκή κοινότητα που μελετά το χρώμα σε τομείς όπως η βιομηχανία χρωμάτων που μερικές φορές αναστατώνεται όταν ο όρος «αληθινό χρώμα» χρησιμοποιείται από την ομάδα αστρονομικής απεικόνισης, εξήγησε ο Bell.
«Έχουν ένα καθιερωμένο πλαίσιο για το αληθινό χρώμα και τον τρόπο ποσοτικοποίησης του χρώματος», είπε. «Αλλά δεν δουλεύουμε πραγματικά σε αυτό το πλαίσιο σε αυτό το επίπεδο. Γι 'αυτό προσπαθούμε να αποφύγουμε τη χρήση του όρου "αληθινό χρώμα". "
Ο Levay σημείωσε ότι καμία αναπαραγωγή χρώματος δεν μπορεί να είναι 100% ακριβής λόγω των διαφορών στην τεχνολογία μεταξύ ταινιών και ψηφιακών φωτογραφιών, τεχνικών εκτύπωσης ή ακόμη και διαφορετικών ρυθμίσεων σε μια οθόνη υπολογιστή. Επιπλέον, υπάρχουν παραλλαγές στο πώς οι διαφορετικοί άνθρωποι αντιλαμβάνονται το χρώμα.
«Αυτό που κάνουμε στον Άρη είναι πραγματικά απλώς μια εκτίμηση», είπε ο Bell, «είναι η καλύτερη μας υπόθεση χρησιμοποιώντας τις γνώσεις μας για τις κάμερες με τον στόχο βαθμονόμησης. Αλλά αν είναι απολύτως 100% αλήθεια, νομίζω ότι θα πάρει τους ανθρώπους που πηγαίνουν εκεί για να το μάθουν. "
Για περισσότερες πληροφορίες, ανατρέξτε στο http://hubblesite.org/ ή δείτε το βιβλίο του Jim Bell για το 2006 "Postcards From Mars".
