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一张彩色照片降生,实在异常简朴,就是对红蓝绿(RGB)三种颜色曝光。

然则你知道吗?

早在130年前,已经有人发现晰一种透明的照片,没有三种颜色叠加,依然能让你看到彩色。

以上就是在1891年,法国物理学家加布里埃尔·李普曼(Gabriel Lippmann)拍摄的一种彩色照片。

1908年,李普曼还由于发现这种彩色照相术而获得诺贝尔物理学奖。

不外,这种拍摄彩色照片的手艺却一直没被普遍接纳,想必你已经看到了它的瑕玷:

李普曼本人的彩色自摄影。只有在牢靠角度才气看到彩色,否则看起来就像一张没冲洗过的底片。

而且,要拍这样一张彩色照片的曝光时间很长,还无法大量复制冲洗。以是李普曼的照片注定无法普及,最终只能被存放在博物馆的保险库里,束之高阁。

然则最近,一群来自瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的科学家们,决议要恢复被甩掉100多年的照片手艺,而他们真的做到了。

经由大量的物理丈量和算法还原,他们终于复刻了失传100多年的摄影手艺,还把论文揭晓在了《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

肥皂泡的邪术

从物理原理上来说,李普曼的透明照片并不庞大,这和肥皂泡显出五彩斑斓的色彩差不多。

现代的照相术是划分对RGB三种颜色曝光,而李普曼的方式是使用光的过问。

李普曼制造的底片分为3层:一层玻璃基底、一层感光乳剂、一层水银。

当光线穿过玻璃和感光乳剂到达水银后,就会被反射回来,和入射光波叠加。这样就在感光乳剂差异厚度的地方造成差其余感光度。

由于每种颜色的光波长都纷歧样,因此它们每种光过问后的感光效果都纷歧样,在每个地方就即是纪录了唯一无二的颜色讯息。

我们看照片的历程正好相反,去掉底片上的水银并定影,把底面涂成玄色。

感光剂定影后,只有特定波长的光反射后才会被增强,当初被纪录的颜色就这样被选择性地「筛选」出来。(肥皂泡也是类似原理才看起来五颜六色。)

以是从理论上来说,只要知道反射光线和底片颗粒的漫衍,就能反推出130年前彩色照片背后原始光线。

重修昔时荣耀

原理虽简朴,然则用在130年前的彩色照片上,没那么容易。

首先,完善的金属应该100%反射光,而且使反射光相位反转180度。现实上感光乳剂和水银接触面只反射了50%的光,相位反转了148度,这导致现实模拟效果会偏红色。

感光乳剂与空气的介面也有类似的影响,会导致效果偏蓝。

此外,感光乳剂漫衍不平均,也会对效果造成影响。以是他们用X射线断层扫描,重修了底片的3D图像。

在经由一系列庞大的数学建模后,科学家们终于恢复了李普曼当初拍摄照片时的色彩,并将这套演算法开源在GitHub上。

为了验证方式的可靠性,他们拍摄了一组比色板的照片,原始光线的恢复还算对照准确的,然则由于底片染料对短波长光线的响应较弱,这部门效果较差。

现在,EPFL的科学家们决议,将李普曼130年前的手艺用于当今数位相机时代,拍摄的底片则换成了二氧化矽。

他们用超快雷射改变二氧化矽的折射率,一样能造出过问光效果,相当于把彩色照片晌在玻璃板上。他们以为这项手艺很有远景,事实保持讯息最恒久的方式,就是把讯息刻在石头上。

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