เมื่อคุณดูภาพที่น่าทึ่งจากฮับเบิลหรือสำรวจดาวอังคารคุณเคยสงสัยไหม: นั่นคือสิ่งที่คุณเห็นด้วยตาของคุณเองจริงหรือ คำตอบน่าเศร้าที่อาจไม่ ในบางกรณีเช่นกับนักสำรวจดาวอังคารนักวิทยาศาสตร์พยายามและปรับเทียบการสำรวจเพื่อดูใน "สีจริง" แต่ส่วนใหญ่เลือกสีเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ทางวิทยาศาสตร์มากที่สุด นี่คือวิธีที่นักวิทยาศาสตร์สอบเทียบเครื่องมือที่น่าทึ่งของพวกเขาและความแตกต่างระหว่างสีจริงและสีเท็จ
ดังนั้นในการเริ่มต้นให้วางคำถามนี้ในรูปแบบของคำถามจริงหรือเท็จ: T หรือ F: เมื่อเราเห็นภาพที่งดงามเป็นสัญลักษณ์จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลหรือภาพพาโนรามาที่น่าทึ่งจาก Mars Exploration Rovers รูปภาพเหล่านั้นแสดงถึงสิ่งที่ ดวงตาของมนุษย์จะเห็นว่าพวกเขาสังเกตเห็นทิวทัศน์เหล่านั้นด้วยตนเองหรือไม่
คำตอบ: สำหรับฮับเบิลส่วนใหญ่เป็นเท็จ สำหรับรถแลนด์โรเวอร์ส่วนใหญ่จะเป็นจริงเนื่องจากรถแลนด์โรเวอร์ให้ภาพสีที่เรียกว่า "จริง" และ "ผิด" แต่กลับกลายเป็นว่าคำว่า "สีที่แท้จริง" นั้นเป็นที่ถกเถียงกันอยู่และหลาย ๆ คนที่เกี่ยวข้องในสาขาการถ่ายภาพนอกโลกไม่ชอบมันมากนัก
“ เราพยายามหลีกเลี่ยงคำว่า“ สีจริง” เพราะไม่มีใครรู้จริง ๆ ว่า "ความจริง" บนดาวอังคารคืออะไร "Jim Bell นักวิทยาศาสตร์นำระบบการถ่ายภาพสี Pancam บน Mars Exploration Rovers (MER) ในความเป็นจริงเบลล์ชี้ให้เห็นบนดาวอังคารเช่นเดียวกับโลกสีเปลี่ยนตลอดเวลา: ไม่ว่าจะเป็นเมฆหรือใสดวงอาทิตย์สูงหรือต่ำหรือมีความผันแปรของปริมาณฝุ่นในชั้นบรรยากาศ “ สีเปลี่ยนไปตามช่วงเวลา มันเป็นสิ่งที่มีพลัง เราพยายามที่จะไม่วาดเส้นที่พูดยาก“ นี่คือความจริง!”
เบลล์ชอบที่จะใช้คำว่า "สีจริงโดยประมาณ" เพราะภาพจากกล้อง MER แบบพาโนรามานั้นเป็นค่าประมาณว่ามนุษย์จะเห็นว่าพวกเขาอยู่บนดาวอังคารหรือไม่ เบลล์กล่าวว่าเพื่อนร่วมงานคนอื่นใช้“ สีธรรมชาติ”
Zolt Levay จากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศผลิตภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล สำหรับภาพฮับเบิลที่เตรียมไว้ Levay ชอบคำว่า "สีตัวแทน"
“ สีในภาพฮับเบิลไม่ใช่สีจริงหรือสี 'เท็จ' แต่โดยทั่วไปแล้วจะเป็นตัวแทนของกระบวนการทางกายภาพที่อยู่ภายใต้ตัวแบบของภาพ "เขากล่าว “ พวกเขาเป็นวิธีที่จะนำเสนอข้อมูลมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ซึ่งมีอยู่ในข้อมูล”
สีที่แท้จริงจะเป็นความพยายามในการทำซ้ำสีที่ถูกต้องทางสายตา ในทางกลับกันสีที่ผิดพลาดคือการเลือกสีโดยพลการเพื่อแสดงลักษณะเฉพาะบางอย่างในภาพเช่นองค์ประกอบทางเคมีความเร็วหรือระยะทาง นอกจากนี้ตามคำจำกัดความภาพอินฟราเรดหรือรังสีอัลตราไวโอเลตใด ๆ จะต้องมีการแสดงด้วย "สีเท็จ" เนื่องจากความยาวคลื่นเหล่านั้นจะมองไม่เห็นกับมนุษย์
อย่างไรก็ตามกล้องใน Hubble และ MER ไม่ได้ถ่ายภาพสี ภาพสีจากยานอวกาศทั้งสองนั้นประกอบขึ้นจากภาพขาวดำแยกจากตัวกรองสี สำหรับภาพหนึ่งภาพยานอวกาศจะต้องถ่ายภาพสามภาพโดยปกติจะผ่านตัวกรองสีแดงสีเขียวและตัวกรองสีน้ำเงินจากนั้นภาพถ่ายเหล่านั้นแต่ละภาพจะถูกเชื่อมโยงไปยังโลก พวกเขาจะรวมกับซอฟต์แวร์เป็นภาพสี สิ่งนี้เกิดขึ้นโดยอัตโนมัติภายในกล้องถ่ายภาพสีที่เราใช้บนโลกนี้ แต่ MER Pancams มีฟิลเตอร์สีที่แตกต่างกัน 8 แบบในขณะที่ฮับเบิลมีเกือบ 40 ตั้งแต่รังสีอัลตราไวโอเลต (ดวงตาสีฟ้ากว่าที่เรามองเห็น) ผ่านสเปกตรัมที่มองเห็นได้ไปจนถึงอินฟราเรด ("แดง" กว่าสิ่งที่มนุษย์มองเห็น) ทีมถ่ายภาพมีความยืดหยุ่นมากขึ้นและบางครั้งก็มีใบอนุญาตทางศิลปะ สีอาจอยู่ใกล้หรือไกลกว่าจาก "ความจริง" ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับตัวกรองที่ใช้
หินก้อนเดียวกันถ่ายในสีจริงและเท็จโดย Opportunity
ในกรณีของฮับเบิล Levay อธิบายว่าภาพจะถูกปรับเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มความคมชัดและปรับแต่งสีและความสว่างเพื่อเน้นคุณสมบัติบางอย่างของภาพหรือเพื่อให้ได้ภาพที่สวยงามยิ่งขึ้น
แต่เมื่อทีม MER Pancam ต้องการสร้างภาพที่แสดงสิ่งที่มนุษย์ยืนอยู่บนดาวอังคารจะเห็นพวกเขาได้สีที่ถูกต้องอย่างไร รถแลนด์โรเวอร์ทั้งสองมีเครื่องมือบนเรือที่รู้จักกันในชื่อ MarsDial ซึ่งใช้เป็นโครงการการศึกษาเกี่ยวกับนาฬิกาแดด “ แต่งานที่แท้จริงของมันคือเป้าหมายการสอบเทียบ” Bell กล่าว “ มันมีวงแหวนสีเทาบนมันที่มีชิปสีอยู่ที่มุม เราวัดพวกมันอย่างแม่นยำและถ่ายรูปพวกเขาก่อนที่จะเปิดตัวและเพื่อให้เรารู้ว่าสีและเฉดสีเทาต่างกันคืออะไร”
หนึ่งในภาพแรกที่ถ่ายโดยรถแลนด์โรเวอร์คือของ MarsDial “ เราถ่ายภาพ MarsDial แล้วปรับเทียบและประมวลผลผ่านซอฟต์แวร์ของเรา” Bell กล่าว “ ถ้ามันออกมาเหมือนที่เรารู้ว่ามันควรจะทำเรามีความมั่นใจอย่างมากในความสามารถของเราในการเล็งกล้องไปที่อื่นถ่ายภาพทำกระบวนการเดียวกันและสีเหล่านั้นก็จะถูกต้องเช่นกัน”
ฮับเบิลสามารถสร้างภาพที่ปรับเทียบสีได้ “ UniverseDial” มันจะเป็นดาวและโคมไฟมาตรฐานภายในกล้องที่มีความสว่างและสีเป็นที่รู้จักอย่างแม่นยำมาก อย่างไรก็ตามภารกิจของฮับเบิลไม่ใช่เพื่อสร้างภาพที่สร้างสีสันอย่างซื่อสัตย์ “ สำหรับสิ่งหนึ่งที่ค่อนข้างไม่มีความหมายในกรณีของภาพส่วนใหญ่” Levay กล่าว“ เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วเราไม่สามารถมองเห็นวัตถุเหล่านี้ได้เพราะพวกมันสลัวมากและดวงตาของเราก็ตอบสนองต่อสีของแสงสลัวมาก ” แต่เป้าหมายที่สำคัญที่สุดของฮับเบิลคือผลิตภาพที่ถ่ายทอดข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ให้ได้มากที่สุด
Pancams รถแลนด์โรเวอร์ทำเช่นนี้เช่นกัน “ ปรากฎว่ามีแร่ธาตุเหล็กมากมายหลากหลายชนิดซึ่งมีการตอบสนองสีที่แตกต่างกันในช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรดที่กล้องไวต่อแสง” เบลล์กล่าว“ เพื่อให้เราสามารถสร้างภาพสีเท็จที่เหมือนแอนดี้ .” เบลล์เสริมว่าภาพเหล่านี้ให้บริการหน้าที่สองเท่าในการให้ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์รวมถึงสาธารณชนมีความสุขกับภาพ
ดังนั้นทั้งฮับเบิลและเมอร์เซอร์จึงใช้สีเป็นเครื่องมือในการเพิ่มรายละเอียดของวัตถุหรือเพื่อให้เห็นสิ่งที่ตามนุษย์มองไม่เห็น ดวงตาของเราจะไม่มีวันเห็น (และเราก็ไม่รู้) สิ่งที่ก๊าซอิออนประกอบขึ้นเป็นเนบิวลาหรือแร่ธาตุที่มีธาตุเหล็กอยู่บนพื้นผิวดาวอังคาร
สำหรับ "สีจริง" มีชุมชนวิชาการและนักวิชาการขนาดใหญ่ที่ศึกษาสีในด้านต่าง ๆ เช่นอุตสาหกรรมสีที่บางครั้งรู้สึกไม่สบายใจเมื่อคำว่า "สีจริง" ถูกใช้โดยกลุ่มการถ่ายภาพทางดาราศาสตร์ Bell อธิบาย
“ พวกเขามีกรอบการทำงานที่ดีสำหรับสีที่เป็นจริงและวิธีที่พวกเขาวัดปริมาณสี” เขากล่าว “ แต่เราไม่ได้ทำงานภายในกรอบนั้นในระดับนั้น ดังนั้นเราจึงพยายามหลีกเลี่ยงการใช้คำว่า "สีจริง"
Levay กล่าวว่าไม่มีการทำสีที่ถูกต้อง 100% เนื่องจากความแตกต่างของเทคโนโลยีระหว่างฟิล์มและการถ่ายภาพดิจิตอลเทคนิคการพิมพ์หรือการตั้งค่าที่แตกต่างกันบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างของวิธีการที่ผู้คนต่างมองสี
“ สิ่งที่เราทำบนดาวอังคารเป็นเพียงการประมาณ” เบลล์กล่าว“ มันเป็นการคาดเดาที่ดีที่สุดของเราในการใช้ความรู้ของกล้องที่มีเป้าหมายการสอบเทียบ แต่ไม่ว่าจะจริง 100% จริง ๆ ฉันคิดว่ามันจะพาผู้คนไปที่นั่นเพื่อค้นหาสิ่งนั้น”
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมโปรดดู http://hubblesite.org/ หรือดูหนังสือ“ โปสการ์ดจากดาวอังคาร” ของ Jim Bell ในปี 2549
