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Foto-Challenge

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Lynx:
nochmal Hallo.

Ich formuliere es nochmal andersherum:

Fotografiert die Lumineszenz eines Rubins in einem Bild zusammen mit einer blauen Lumineszenz (Fluorit), einer grünen (Uran-Mineral oder Willemit) und einer orangeroten (Sodalith). Und zwar so, dass der Farbeindruck des Rubins und gleichzeitig mindestens die Grüntöne stimmen.

Gruß, Martin

etalon:
Hoi Martin,

jetzt habe ich bei meiner Tochter doch noch einen Rubin gefunden. Anbei mal das Bildchen. Von Links nach Rechts: Rubin, Boltwoodit, Saleeit und Fluorit. Es war etwas schwierig, gleiche Lumineszenzhelligkeit zu finden und zu arrangieren...

Lynx:
Hoi Markus

hmm, sicher dass der Rubin in der Farbe passt? Ich würde ihn weniger orange und tiefer rot erwarten....

Bin gespannt ob noch mehr Bilder kommen.

Gruß, Martin

etalon:
Hoi Martin,

nachdem mein Monitor kalibriert ist, und ich den direkten Vergleich zwischen Monitor und Original hatte, bin ich mir sehr sicher, dass das recht gut gepasst hat. Auch wenn meine Augen daneben liegen, dann würde ich das für Monitorbild und Original gleichermaßen erwarten. Ich finde auch die Rubine in deinem Bild von der Farbe her plausibel. Das scheint mir alles hinlänglich zu passen…

Aber Farbeindrücke sind ja immer so eine Sache. Das variiert ja mit den selben Daten schon von Monitor zu Monitor und von Auge zu Auge und von Tagesform zu Tagesform, von Farbkontrast zu Farbkontrast, etc…

Grüße Markus

Lynx:
Hoi zusammen

jetzt hab ich ein bisserl Zeit zum Erklären.

Zunächst einmal noch zu meinem Eingangsfoto. Dort ist die Lumineszenzfarbe beider Rubine definitiv falsch. Zum Vergleich habe ich den orange leuchtenden Sodalith mit eingestellt.

Das Cr3+ in Rubin emittiert im Roten: zwei scharfe intensive Linien (R1 und R2) liegen bei 692.8 nm bzw. 694.3nm - und dominieren  die Emission (vgl z.B. bei fluomin.org, J.Dyer, Simone Conti und Gaft 2015). Daneben gibt es von anderen Übergängen einen eher kleinen "Fuß", der sich noch deutlich zu kleineren Wellenlängen (um 650 nm und darunter) hinzieht.

Unser menschliches Auge sieht von rund 380  nm bis 780 nm (vgl z.B. Wikipedia; an einem durchstimmbaren Laser habe ich auch 830 nm noch gesehen, manche Quelllen nennen 720 nm). Der Sodalith in meinem Bild ist auch in natura eher orange: eine breite annähernd symmetrische Emission mit Maximum um 600 nm - 620 nm (Sodalite Mineral Group und Gaft 2015). Manganhaltiger Calcit hat ein Maximum um 620 mit einem breiten Ausläufer bis jenseits von 700 nm, er erscheint deutlich tiefer rot. Nun, Cr3+ in Rubin liegt bei rund 694 nm - also ein rot mit noch deutlich weniger Gelbanteil... tiefrot also.
Auf meinem Bild ist der Unterschied so Sodalith kaum zu sehen. Und auch Markus Bild zeigt kaum ein tiefrotes Leuchten.

Was macht die Kamera? Zunächst zerlegt sie - per Filter auf den Pixeln - das Bild in rot, grün und blau. Jedenfalls meistens, wenn nämlich ein  Bayer-Sensor verwendet wird (siehe auch Self-calibration for lensless color microscopy.

Obendrauf kommen aber noch Sperrfilter. Der eigentliche Silizium-Sensorchip kann im Bereich ca 300 nm - ca 1100 nm detektieren. Um also den Detektionsbereich an den für die übliche Fotografie nützlichen Bereich des sichtbaren Lichtes anzupassen, wird eben dieser Sperrfilter eingebaut.  Für Nikon habe ich gesehen, dass dieses Filter seine Kante bei 680 nm hat ( vgl Modifying a Nikon D90 DSLR for Infrared Photography and Astrophotography). Bei 694 nm kommen weniger als 10% durch. Ob das bei meinem Modell genauso ist weiss ich nicht - aber ich vermute ganz stark, dass meine Kamera die Rubin-Lumineszenz nicht farbtreu fotografieren kann.

Aber weiter. Durch Fluorit (blau), das Uranglas (grün) und den Sodalith (nahe an der typischen für RGB-Darstellungen verwendeten Wellenlänge von 630 nm) spanne ich einen RGB-Farbraum auf, den der Rechner nun darstellen muss. Will ich beispielsweise rot anpassen (um den Rubin besser zu treffen), verzerre ich die Farbe für die anderen Stücke. Was meint das?
Sieht man sich den "Adobe-RGB-(1998)-Farbraum in der CIE-Normfarbtafel" an, dann ist Rubin mit 695 nm ganz rechts unten in der Ecke.... Andere Umsetzung der Farbräume sind sogar noch kleiner. Und: die LEDs im Bildschirm haben sehr wahrscheinlich ein Rot zentriert auf 630 nm...

Damit stellt sich die Frage: Wenn meine Kamera schon nicht 695 nm fotografieren kann - kann dann der Monitor das überhaupt farbtreu darstellen? Und was passiert im Zweifelsfall mit den anderen Farben?

Daher meine Aussage: "Achtung: die Challenge hat es in sich." Und deswegen, Markus, glaub ich auch Deinem Foto nicht so ganz...

Grüße, Martin

P.S: noch ein Beispiel https://www.naturesrainbows.com/post/brightly-fluorescent-ruby-from-india

Gaft 2015: Gaft M., Reisfeld R., Panczer G.: Modern Luminescence Spectroscopy of Minerals and Materials, Springer Verlag; 2. Auflage 2015.


EDIT: einen link korrigiert

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