Foto-Challenge

[Lynx]

Hallo zusammen,

ich hab eine Challenge für Euch. Anbei ein Foto lumineszierender Stücke unter UV 365 nm mit meiner Nikon und einem Macro-Objektiv ohne Filterung fotografiert. Von links nach recht sind das

Fluorit, Uranglas, Tb dotiertes Ba-Phosphatglas, synth. Zinkit, YAG:Ce, Sodalith, Rubin und synth. Rubin.

Foto-Challenge

Fluorit in blau, ok. Uranglas ist grün, Tb dotiertes Glas hat einen leichten Gelbstich in seinem Grün und YAG:Ce ist ziemlich gelb. Gut, Zinkit liegt da auch dabei. Soweit passt es. Sodalith - orange. Hm. Und de Rubin tiefrot.... Nanu - was ist denn mit den Rubinen los? Da passt die Farbe nicht!

Meine Aufgabe an Euch: macht ein Foto mit (zumindest) Fluorit, einem Uran-Mineral oder Willemit, Sodalith und Rubin. Gerne auch was gelbes dazwischen... Ich suche einen Weg, dass gleichzeitig die Grüntöne stimmen und der Rubin tiefrot leuchtet. Achtung: die Challenge hat es in sich. Das werde ich später noch erklären.

Gruß, Martin

[loismin]

Hallo Martin.

Brauchst einen Willemit ?
Ich habe recht schöne große und reich besetzte Stücke von Portugal da  ?
Leuchten in KW recht schön gelb !

Lois

[Lynx]

Hallo Lois

Super    Hast ne PN

Gruß, Martin

[etalon]

Hoi Martin,

in Ermangelung eines Rubins kann ich da nicht weiterhelfen. Aber auf der Stufe sind zumindest Fluorit, Uranophan, Uranocircit und orange-rot lumineszierender Baryt zu sehen (exc. @365nm, beides gefiltert):

Foto-Challenge

Gruß Markus

[Lynx]

Hoi  Markus

der Rubin ist zentral wichtig..... genau darum geht es.

Grüße, Martin

[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...

Foto-Challenge

Von den Farben her gibt das Bild den visuellen Eindruck recht gut wieder (auch der Rubin). Aufgenommen mit meiner Olympus OMD EM1 mk3 am Makroobjektiv. Die Bildbreite beträgt ca. 18mm. Angeregt mit UV@365nm (exc und emi gefiltert). Den Weißabgleich hatte ich Kameraseitig auf 10000K eingestellt. Das Bild ist nicht selektiv bearbeitet. An den Farben wurde gar nichts gemacht.

Grüße Markus

[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

[Lynx]

P.S.
Laut https://www.silicann.com/blog/beitrag/wellenlaenge-farbe/ entspricht der RGB-Farbwert: #ff0000 (=reines Rot) 645 nm.

Laut https://www.magnetkern.de/spektrum.html ist reines Rot #ff0000  630 nm - und die Darstellungsgrenze bei rund 680 nm.

[etalon]

Dann zitiere ich mich doch einfach noch mal selbst:

Von den Farben her gibt das Bild den visuellen Eindruck recht gut wieder (auch der Rubin).

Sowohl die Filter der Bayermaske (deren Filter übrigens nicht besonders steilflankig sind und große Überlappungsbereiche in den Flanken haben), als auch die zugehörigen UV/IR Sperrfilter welche notwendig sind, da die Bayerfilter im NIR wieder sehr weit auf machen, und zwar alle), der OWB Filter und nicht zuletzt auch der Bayeralgorithmus ist darauf ausgelegt, die intrinsische Sensoreffizienz dem Empfindlichkeitsverlauf und damit dem Seheindruck des menschlichen Auges nachzuempfinden. Daher sind unmodifizierte Comsumer-Kameras auch in dem entsprechenden Wellenlängenberich um 690-700 nm im Vergleich zu 550 nm sehr unempfindlich, genauso wie das Auge auch. Hinzu kommt beim Auge noch ein logarithmischer Empfindlichkeitsverlauf um einen entsprechenden Dynamikumfang „sehen“ zu können. Da kommt kein linearer CMOS mit.

Daher stimme ich zu, dass die Bilder nicht die photometrisch richtige Darstellung zeigen, aber das müssen/sollen sie auch nicht. Die Bilder zeigen das, was auch das Auge sieht. Und daher ist der visuelle Eindruck auch recht gut durch die Bilder angenähert. Wenn man die photometrische Wahrheit darstellen will, dann muß man eine S/W Kamera mit sehr steilflankigen photometrischen Filtern nehmen (z.B. UBVRI, Bessel, etc.), die Sensoreffizienz rechnerisch linearisieren und dann die tatsächlichen Photonenflüsse messen. Was dann aber raus kommt, hat mit unserem Seheindruck nichts mehr zu tun.

Grüße Markus

P.S.: Aber wenn du Lust hast, können wir das ja mal machen. Wäre bestimmt mal interessant…

[Lynx]

Hoi Markus

Das eigentlich interessant ist ja zudem noch: auch Dein Bild sieht für mich nicht nach Rubinlumineszenz aus - sondern noch viel zu orange....

Allerdings scheint Deine Olympus da auch anders zu reagieren als meine Nikon...

Und wenn es um den Seheindruck geht, dann sind anscheindend die Ränder (also um 400 nm und eben oberhalb 650 nm) mit viel mehr individuellen Unterschieden belegt, als die zentralen Bereiche (speziell gelb). D.h. die Kameras (+ Monitore) machen i.a. den Seheindruck zwischen 430 nm... 650 nm sehr gut nach, aber jenseits dieses Bereichs schwankt es dann.

Grüße derweilen

P.S: ich warte dennoch auf weitere Bilder - was geht noch?

[etalon]

Hoi Martin,

Hoi Markus

Das eigentlich interessant ist ja zudem noch: auch Dein Bild sieht für mich nicht nach Rubinlumineszenz aus - sondern noch viel zu orange....

Allerdings scheint Deine Olympus da auch anders zu reagieren als meine Nikon...

Und wenn es um den Seheindruck geht, dann sind anscheindend die Ränder (also um 400 nm und eben oberhalb 650 nm) mit viel mehr individuellen Unterschieden belegt, als die zentralen Bereiche (speziell gelb). D.h. die Kameras (+ Monitore) machen i.a. den Seheindruck zwischen 430 nm... 650 nm sehr gut nach, aber jenseits dieses Bereichs schwankt es dann.

Grüße derweilen

P.S: ich warte dennoch auf weitere Bilder - was geht noch?

Dem ist nichts hinzuzufügen. Das sehe ich genau so und ist sicher dem geschuldet, dass sich unser Alltagssehen einfach nicht in den Randbereichen abspielt und daher individuelle Schwankungen einfach nicht ins Gewicht fallen. Das gilt übrigens für Kameras, Monitore und das menschliche Auge gleichermaßen. Es ist immer wieder interessant, dass bei der schmalbandigen visuellen Beobachtung der Sonne bei den Ca-H/K Linien um 393-396nm einige Beobachter noch eine gute Wahrnehmung haben, während andere wenig bis gar nichts mehr sehen können (Achtung: Sonnenbeobachtung nur mit entsprechend geeigneten Filtern durchführen - sonst wirds für immer dunkel!). Der Erfahrung nach korreliert das oft auch deutlich mit dem Alter des Beobachters…

Grüße Markus

[Lynx]

...Aus Spass an der Freud noch was anderes rotes zum Vergleichen - rechts ein Ausschnitt vom Eingangsbild

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