華石誠(chéng)
同一顆行星,不同的相貌
比如這三張火星全身照,分別顯示出黃色、紅色和灰褐色,就算都是火星,甚至都差不多是從同一個(gè)角度拍攝,顏色竟然也不同!
更離譜的是天文照片對(duì)火星天空顏色的顯示結(jié)果。1976年,海盜號(hào)宇宙飛船首次傳回了火星表面的圖像,在對(duì)外公布的火星照片上,火星的天空竟然是藍(lán)色的。而實(shí)際上,火星大氣中漂浮著大量橙色的灰塵,讓天空中顯示出橙色。但是在1976年,圖片處理專家想當(dāng)然地認(rèn)為,天空就應(yīng)該是藍(lán)色的,于是他們對(duì)傳回來的火星表面圖像進(jìn)行了色彩平衡處理,把天空硬生生地搞成了藍(lán)色。好在很快專家們就意識(shí)到了自己的錯(cuò)誤,重新處理了圖片,此后的火星表面照片上,火星的天空就都顯示出橙色了。
前面那三張色彩不同的火星照片,其實(shí)也是圖片處理造成的。不同的媒體會(huì)對(duì)火星圖片進(jìn)行自己的處理,調(diào)整色彩,結(jié)果照片上火星的顏色就千奇百怪了。而我們看到反映火星陸地景觀的照片也是色彩不一,有的看上去紅彤彤的,像是有大量的鐵銹;但是有的照片又展現(xiàn)出橙色、淺黃色甚至黃褐色的地表,這些都是圖像處理造成的。
圖像處理五花八門
難道圖像處理專家們不能按照統(tǒng)一的方式處理照片嗎?
說起來容易做起來難。首先每個(gè)航天探測(cè)器都會(huì)有自己獨(dú)特的濾鏡,也就是對(duì)進(jìn)入的光線進(jìn)行處理的裝置。甚至于一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡也會(huì)根據(jù)不同的情況,選擇不同的濾鏡。
比如當(dāng)拍攝陸地表面的時(shí)候,使用一種濾鏡;當(dāng)拍攝星球大氣的時(shí)候,使用另一種濾鏡。有時(shí)候,天文學(xué)家會(huì)對(duì)在研究中有重要意義的景象進(jìn)行高亮處理,這也改變了圖像的色彩??傊?,濾鏡不同,拍攝出來的照片的色彩就會(huì)有區(qū)別。
更麻煩的是,我們每個(gè)人的眼睛的色彩感受器是有所差別的,甚至于一個(gè)人的左眼和右眼對(duì)色彩的感知都有點(diǎn)兒差別。不信你可以盯住色彩單一的墻面或者藍(lán)色的天空,先用左眼看,然后再用右眼看,你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)兩只眼睛對(duì)色彩的感知確實(shí)不太一樣。更大的問題是:眼睛感受到的色彩的變化一定程度上取決于光線的強(qiáng)弱。
我們根據(jù)誰(shuí)的眼睛對(duì)色彩的感受來處理圖像好呢?圖像處理專家只能根據(jù)大多數(shù)人眼睛對(duì)色彩的感受情況來處理圖像,如果大多數(shù)人都覺得圖像看上去符合真實(shí)情況,那么就如此處理。
所以,圖像處理是非常主觀的事情,我們看到同一個(gè)星球的色彩不一樣,也不必奇怪。
天文學(xué)家不太在意“真實(shí)色彩”
對(duì)于太空照片處理,天文學(xué)家最頭疼的事情莫過于“什么是真實(shí)色彩”這個(gè)問題了。就拿獵戶座星云來說吧,如果我們普通人用世界上最好的望遠(yuǎn)鏡觀察這個(gè)星云,只能看到灰綠色的一片??墒翘煳膶W(xué)家公布出來的獵戶座星云的照片,是粉色和紫色的搭配,異常美麗。
天文學(xué)家在欺騙我們嗎?并非如此。因?yàn)槿说难劬κ菬o法捕捉到非常暗淡的紅色的,這是人眼的局限。但是根據(jù)從獵戶座接收到的光波的頻率判斷,那里釋放出了大量的紅色、紫色的光線。于是天文學(xué)家直接從光波頻率的角度,經(jīng)過處理,獲得了獵戶座星云的絢麗圖片。我們眼見的獵戶座其實(shí)并不是實(shí)際的色彩。
當(dāng)我們面對(duì)身邊的各種事物的時(shí)候,比如房屋、汽車、服裝等,我們可以說出它們的色彩是什么,因?yàn)槲覀儗?duì)這些事物“該是什么顏色”很熟悉。但是當(dāng)我們面對(duì)完全陌生的事物的時(shí)候,比如我們從來沒見過火星地表,我們能說出來那里“該是什么顏色”嗎?再比如那些更加遙遠(yuǎn)的天體,我們得到了它們的一張照片,這就能代表它們的真實(shí)色彩嗎?
追求天體照片必須符合它們真實(shí)的色彩,這個(gè)目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)。所以現(xiàn)在的天文學(xué)家已經(jīng)并不太在意天體照片能否完全真實(shí)地反映天體的色彩了。他們只是通過對(duì)天體發(fā)出的光波進(jìn)行分析,從而獲得該天體的信息,比如天體的溫度、大小、距離我們的遠(yuǎn)近,等等。至于普通公眾感興趣的天體的真實(shí)色彩,天文學(xué)家有時(shí)候會(huì)開玩笑說:“等你們登上那顆星球就知道了?!?/p>
是的,要真想知道火星到底是什么顏色的,你只能登上火星去親眼看一看。不過,你看到的就是火星的真實(shí)顏色嗎?
小貼士:讓火星巖石照片更“真實(shí)”
美國(guó)宇航局的火星車在火星表面行進(jìn)的過程中,拍攝了大量的圖像。如何處理這些圖像,成為科學(xué)家的重要課題。對(duì)于行星地質(zhì)學(xué)家來說,他們希望最終獲得的照片能夠反映巖石的顏色特征,如果火星上某種巖石和地球上的某種巖石是相同的,那么最好照片上那種巖石的色彩與地球圖片上的色彩相同。
經(jīng)過這種處理的火星照片和人眼所見的火星面貌不會(huì)一樣,但是這種照片對(duì)于行星地質(zhì)學(xué)家很重要,因?yàn)樗麄兛梢酝ㄟ^照片來判斷火星巖石的性質(zhì),什么地方有礦產(chǎn)資源,這對(duì)于未來移民火星意義重大。
大科技·百科新說2014年6期