IR-Fotografie

Überblick

Die Infrarot(IR)- oder auch Falschfarbenfotografie ist eine Technik zur Herstellung von Bildern, bei der hauptsächlich Lichtwellen knapp oberhalb des für das menschliche Auge sichtbaren Lichtwellenbereichs (Infrarotbereich) genutzt werden. Die durch dieses Verfahren entstandenen Bilder werden sowohl im wissenschaftlichen wie auch künstlerischem Bereich eingesetzt. Diese Technik ist nicht zu verwechseln mit der Thermografie, bei der Wärmestrahlen in Bildinformationen umgewandelt werden.

Kamera und Filter

Die Bildsensoren aktueller Digitalkameras sind auch für Infrarotlicht empfindlich. Da dieser Lichtbereich aber für das menschliche Auge nicht zu sehen ist und zu Bildunschärfen führt, ist in den meisten Kameras direkt vor dem Bildsensor ein Infrarotsperrfilter fest eingebaut. Trotzdem bleibt eine gewisse Restempfindlichkeit für Infrarotlicht bestehen und kann zur IR-Fotografie genutzt werden. Wesentlich bessere IR-Empfindlichkeit erzielt man aber mit Kameras, bei denen durch einen Fachbetrieb der interne IR-Sperrfilter entfernt/ersetzt wurde.

Um möglichst nur Infrarotlicht für die Belichtung zu nutzen, muss das sichtbare Licht weitgehendst unterdrückt werden. Dazu wird vor das Objektiv ein IR-Filter gesetzt, der das sichtbare Licht unterhalb einer bestimmten Wellenlänge herausfiltert (z.B. 720nm, 850nm, 950nm). Dadurch wird alle Reststrahlung aus dem sichtbaren Bereich dunkel abgebildet, alle IR-Strahlung hell aufgezeichnet. Gegenstände, die IR-Strahlung gut reflektieren, erscheinen im Bild hell (z.B. Hauswände, Wolken). Alle IR-Strahlung absobierenden bzw. nicht reflektierenden Medien werden dunkel abgebildet (z.B. Holz, wolkenloser Himmel).

Normal-Fotografie — Abb. 1 und 2: Beispiel eines Motivs mit einer Normalkamera und mit einer IR-Kamera fotografiert

IR-Fotografie — Abb. 1 und 2: Beispiel eines Motivs mit einer Normalkamera und mit einer IR-Kamera fotografiert

Wood-Effekt

Pflanzen werden auf IR-Aufnahmen meist weiß dargestellt, da das in den Pflanzen enthaltene Chlorophyll im IR-Bereich transparent ist und die IR-Strahlung vom Wasser in den Blättern reflektiert wird. Dies ist ein Schutzmechanismus der Pflanzen, um nicht durch zu hohe Aufnahme von IR-Strahlung der Sonne zu verbrennen. Benannt ist dieser Effekt nach dem amerikanischen Physiker Robert Williams Wood.

IR-Fotografie in der Luftbildarchäologie

Farb- und Helligkeitsunterschiede zwischen einzelnen Pflanzen sind im IR-Bereich wesentlich ausgeprägter als im sichtbaren Bereich und sind daher im IR-Bild deutlich besser auszumachen. Bereits zu Zeiten analoger Kameras wurden IR-empfindliche Filme eingesetzt, um so Bewuchsmerkmale besser und differenzierter abzulichten. Schon kleinste Farbunterschiede der Blätter (z.B. verursacht durch unterschiedliche Bodenfeuchte oder durch fortgeschrittene Austrocknung der Pflanzen während einer Hitzeperiode), die auf Aufnahmen mit der Normalkamera nicht zu erkennen sind, werden im IR-Bild sichtbar.

Eigene Erfahrungen

Für Infrarot-Aufnahmen mit dem Multikopter setze ich eine Sony Nex 5 Kamera ein, bei der der IR-Sperrfilter durch ein Normalglas ersetzt wurde. Vor das Objektiv ist ein IR-Filter mit einem Schwellwert von 850nm gesetzt. Soweit es sich machen lässt, befliege ich Flächen, auf denen Bewuchsmerkmale zu erwarten sind, zunächst mit einer Normalkamera und anschließend mit der IR-Kamera. Es hat sich dabei schon oft gezeigt, dass sich beide Aufnahmearten ergänzen und in Kombination zusätzliche Erkenntnisse ermöglichen.

Vergleich IR-/Normalaufnahme — Abb. 3: Eindrucksvolles Beispiel, welche zusätzlichen Informationen und Details eine IR-Aufnahme im Vergleich zu einer Normalaufnahme liefern kann (negative Bewuchsmerkmale im Winterweizen über Grundmauern einer römischen villa rustica, Aufnahmedatum 21.06.2020).

Weitere Beispiele von Infrarotaufnahmen und Vergleichsaufnahmen mit der Normalkamera finden sich u.a. im Beispiel 17 und Beispiel 18 in der Galerie.