正誤問題(カラー):地球外写真の芸術

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ハッブルが撮影したすばらしい写真や火星探査ローバーを見て、疑問に思ったことはありませんか。自分の目で実際に目にするものは何ですか。悲しいことに、答えはおそらくそうではありません。火星探査車などの一部のケースでは、科学者は探査車を調整して「トゥルーカラー」で表示するように調整しますが、ほとんどの場合、最も科学的な結果が得られるように色が選択されます。科学者がすばらしい機器を校正する方法と、真の色と偽の色の違いを次に示します。

TかF:ハッブル宇宙望遠鏡からのゴージャスで象徴的な画像や火星探査ローバーからの見事なパノラマを見ると、これらの写真は何を表していますか人間の目は、それらの景色を直接観察したかどうかを確認します。

回答:ハッブルについては、ほとんどが誤りです。ローバーの場合、ローバーはいわゆる「真」と「偽」のカラー画像の組み合わせを提供するため、ほとんど真です。しかし、結局のところ、「トゥルーカラー」という用語は少し物議を醸すものであり、地球外イメージングの分野に関与している多くの人はあまり好きではありません。

火星探査ローバー(MER)のPancamカラーイメージングシステムの主任科学者であるジムベルは、次のように述べています。実際、ベルは、火星と地球では常に色が変化していると指摘しました。曇っていても晴れていても、太陽は高かったり低かったり、大気中のほこりの量に変化があるかどうかなどです。 「色は時々刻々と変化します。それはダイナミックなものです。 「これが真実だ!」と言って、一生懸命線を引かないようにしています。」

MERパノラマカメラ画像は、火星にいる場合に人間が見るものの推定であるため、ベルは「近似トゥルーカラー」という用語の使用を好みます。ベル氏によると、他の同僚は「自然な色」を使っているという。

宇宙望遠鏡科学研究所のZolt Levayは、ハッブル宇宙望遠鏡から画像を生成しています。準備されたハッブル画像の場合、レベイは「代表的な色」という用語を好みます。

「ハッブル画像の色は「本当の」色でも「偽の」色でもありませんが、通常、画像の主題の根底にある物理的なプロセスを表しています」と彼は言った。 「これらは、データで利用可能なできるだけ多くの情報を1つの画像で表現する方法です。」

トゥルーカラーは、視覚的に正確な色を再現する試みです。一方、偽色は、化学組成、速度、距離など、画像内のいくつかの特性を表す任意の色の選択です。さらに、定義上、これらの波長は人間には見えないため、赤外線または紫外線画像は「偽色」で表す必要があります。

ただし、ハッブルとMERのカメラはカラー写真を撮影しません。両方の宇宙船からのカラー画像は、カラーフィルターを通して取得された個別の白黒画像から組み立てられます。 1つの画像の場合、宇宙船は通常、赤、緑、青のフィルターを通して3枚の写真を撮る必要があり、それらの写真のそれぞれが地球にダウンリンクされます。次に、ソフトウェアと組み合わせてカラー画像を作成します。これは、地球上でここで使用している既製のカラーカメラの内部で自動的に行われます。しかし、MER Pancamには8種類のカラーフィルターがありますが、ハッブルには約40種類あり、紫外(目で見ることができる「青」)から可視スペクトルまで、赤外線(人間の目に見えるものより「赤」)です。イメージングチームの柔軟性は無限に広がり、時には芸術的なライセンスも得られます。使用するフィルターによって、色は「現実」に近づいたり遠ざかったりします。

Opportunityが真と偽の色でイメージした同じ岩。

ハッブルの場合は、画像をさらに調整して、コントラストを高め、色と明るさを調整して、画像の特定の機能を強調したり、より楽しい画像を作成したりすると説明しました。

しかし、MER Pancamチームが火星に立っている人間が何を見るかを示す画像を作成したい場合、どのようにして正しい色を得るのでしょうか。どちらのローバーにも、日時計に関する教育プロジェクトとして使用されているMarsDialと呼ばれるツールが搭載されています。 「しかし、その実際の仕事は調整目標です」とベルは言いました。 「隅にカラーチップが付いたグレースケールのリングがあります。私たちはそれらを非常に正確に測定し、発売前に写真を撮ったので、色と灰色の色合いが何であるかがわかります。」

ローバーが最初に撮った写真の1つは、MarsDialの写真でした。 「MarsDialの写真を撮って調整し、ソフトウェアで処理します」とBell氏は言います。 「私たちが知っているように見える場合は、カメラを別の場所に向け、写真を撮り、同じプロセスを実行し、それらの色も正しくなることを確信しています。」

ハッブルは、色補正された画像を生成することもできます。その「UniverseDial」は、明るさと色が非常に正確にわかっているカメラ内の標準の星とランプです。ただし、ハッブルの使命は、色を忠実に再現する画像を作成することではありません。 「ほとんどの画像の場合、意味のないことが1つあります」とLevay氏は言います。「これらのオブジェクトは非常に薄く、目は非常に弱い光の色に異なって反応するため、通常は見えません。 」しかし、ハッブルの最も重要な目標は、可能な限り多くの科学的情報を伝える画像を作成することです。

ローバーパンカムもこれを行います。 「それは、カメラが敏感である赤外線波長で異なる色応答を持っている鉄含有鉱物が多種多様であることが判明した」とベルは言った。 。」ベルは、これらの画像は科学的情報を提供するという点で二重の役割を果たすことに加え、一般の人々は画像を本当に楽しんでいると付け加えました。

そのため、ハッブルとMERの両方で、色はツールとして使用され、オブジェクトの詳細を強調したり、人間の目では見えなかったものを視覚化したりします。偽色がないと、たとえば、電離ガスが星雲を構成しているものや、火星の表面にある鉄を含む鉱物が何であるかを目にすることはできません(そして、私たちは決して知りません)。

ベルは、「トゥルーカラー」については、「トゥルーカラー」という用語が天体画像グループによって使用されたときに、時々動揺する塗料業界などの分野で色を研究する大規模な学術コミュニティが存在すると説明しました。

「トゥルーカラーとは何か、そしてどのようにカラーを定量化するかについては、十分に確立されたフレームワークを持っています」と彼は言った。 「しかし、そのレベルのフレームワーク内で実際に作業しているわけではありません。そのため、「トゥルーカラー」という用語を使わないようにしています。」

Levay氏は、フィルムとデジタル写真のテクノロジーの違い、印刷技術、またはコンピューター画面の設定の違いにより、100%正確な色再現はあり得ないと指摘しました。さらに、人が色を知覚する方法にもばらつきがあります。

「私たちが火星で行っていることは、実際には単なる推定です」とベル氏は言います。しかし、それが完全に真実であるかどうかにかかわらず、私はそれをそこに行っている人々がそれを発見するようになると思います。」

詳細については、http://hubblesite.org/を参照するか、ジムベルの2006年の本「火星からのポストカード」をご覧ください。

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