新上市的“透視”手機(jī)是什么原理?其實(shí)攝影圈早就在用了

世界上已經(jīng)出現(xiàn)了各式初級(jí)隱身技術(shù),雖然還夠不上哈利波特同款,但在某些情況下還是挺好用的。那么,看穿別人衣物的火眼金睛技術(shù)有沒有出現(xiàn)呢?

2014年, 羅切斯特大學(xué)的 Joseph Choi 發(fā)明的隱身光學(xué)設(shè)備。

最近,某手機(jī)品牌推出了一款新手機(jī),它的“秋意”濾鏡具有“透視”功能,能夠看穿某些材料下面的圖案。

這款手機(jī)一出,網(wǎng)友炸了:它能不能過(guò)濾人的衣服呢?

經(jīng)各路網(wǎng)友測(cè)試,該手機(jī)只能看穿非常薄的塑料,比如電視機(jī)遙控器的外殼,蘋果機(jī)頂盒的外殼,以及非常薄的T恤,并不能看穿更厚的衣服。

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全棉T不行——

刮刮卡不行——

太陽(yáng)眼鏡可以——

有一個(gè)大膽想法的同學(xué)們可以把這個(gè)想法垃圾分類一下。

但不管怎么說(shuō),它還是會(huì)引發(fā)各種不適。5月19日凌晨,一加手機(jī)在微博上致歉,并表示暫停該濾鏡。

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那么,這種手機(jī)到底使用了什么技術(shù)呢?

實(shí)際上,它利用了紅外攝像技術(shù)。

紅外線和光一樣,屬于電磁波,只不過(guò)它們的波長(zhǎng)比較長(zhǎng),人眼看不到。

發(fā)熱的物體,比如人體會(huì)釋放紅外線,利用不同物體發(fā)出的紅外線,就可以看到肉眼不該看到的東西了。

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X27夜視攝像機(jī)拍攝到的夜晚畫面

而一些攝影器材能夠捕捉紅外線,比如紅外攝像機(jī),還有夜視攝像機(jī)。滅火時(shí)消防員會(huì)用紅外攝像機(jī)尋找建筑物里的人;軍方作戰(zhàn)用的夜視鏡也是利用相同的原理。

在攝影圈,有專門用紅外感光設(shè)備拍攝的藝術(shù)流派,一加的技術(shù)對(duì)于玩攝影的人來(lái)說(shuō)完全不是秘密。

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利用紅外線的攝影

總而言之,紅外攝像技術(shù)并不新穎,只不過(guò)由于存在隱私風(fēng)險(xiǎn),在大眾消費(fèi)品領(lǐng)域是個(gè)禁忌。

往遠(yuǎn)了說(shuō),1998年,索尼就曾經(jīng)出過(guò)事。當(dāng)時(shí)它家推出了一款帶夜視功能的攝錄機(jī)。

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1998年上市并被召回的索尼攝錄機(jī)

這款攝錄機(jī)也是利用紅外技術(shù)拍攝,且它的技術(shù)強(qiáng)大到可以過(guò)濾泳衣。后來(lái),索尼召回了這款攝錄機(jī)。

一加之外,現(xiàn)在也有一些手機(jī)出現(xiàn)了紅外攝像頭。比如,蘋果家的 Iphone X手機(jī)推出的 Face ID 和配套的 TrueDepth 紅外攝像頭和傳感器也是利用紅外線實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別的。

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Face ID在運(yùn)作時(shí),會(huì)發(fā)射紅外線,掃描人臉。

最左邊這個(gè)攝像頭就可以讀取紅外線數(shù)據(jù)。第二個(gè)就是紅外線發(fā)射儀。最右邊的方塊可以投射3萬(wàn)個(gè)紅外光點(diǎn)。

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接著,Iphone X手機(jī)自帶的軟件對(duì)紅外數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,然后解鎖手機(jī)。

雖然在普通玩家手里,這種紅外攝像頭只能用于掃臉,但也有高級(jí)玩家破解了它,并用它拍到了塑料外殼下的圖案——

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此外,也有些法外狂徒專門改裝了攝錄機(jī)。這是某款被改裝的 VHS 攝錄機(jī)在880納米的紅外線下拍到的畫面——

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這就是具有熱紅外視力的白娘子看到的世界吧,這么說(shuō)起來(lái)許仙在她眼里一直是薄碼的。人類沒有演化出白娘子那樣的視力,大概是為了避免自己變成蛇精病吧。

不管以后會(huì)不會(huì)再次出現(xiàn)類似的透視手機(jī)或攝像機(jī),你肯定想知道哪些材料在紅外線下是透明的。

由于太陽(yáng)能板等設(shè)備需要能夠?qū)t外線透光的材料,因此科學(xué)家們也在研發(fā)在紅外線下透明的物質(zhì)。我們通過(guò)相關(guān)的研究就可以了解不同材料對(duì)紅外線的透光性。

首先來(lái)看看塑料。

2003年,一篇發(fā)表在 Energy Conversion and Management 上的研究比較了不同塑料的對(duì)紅外線的透過(guò)率,也就是允許紅外線透過(guò)的能力。

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用聚乙烯制作的塑料包裝

該研究發(fā)現(xiàn),在同等厚度和光源溫度的情況下,聚丙烯(PP,是紡織品、文具的常見材料)和聚乙烯(PE,用于制造塑料袋、塑料瓶)在紅外線下比較透明。如果只看人體溫度范圍的透過(guò)率,依舊是聚丙烯和聚乙烯最透。

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外殼口罩的外層和內(nèi)部的熔噴棉就是聚丙烯制作的

亞克力(有機(jī)玻璃)、麥拉膜、聚酰亞胺(航天氣密材料)和玻璃鋼(頭盔、體育器材)的紅外線透過(guò)率稍差。

聚氯乙烯(銀行卡、會(huì)員卡、非食品包裝、黑膠唱片)、聚碳酸酯(CD光盤、桶裝水桶、嬰兒奶瓶、樹脂鏡片)、聚氟乙烯(雨衣)的紅外透過(guò)率處于中游。

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礦泉水瓶因?yàn)槭荘ET制作的,常被回收制造衣物纖維。

至于經(jīng)常被用來(lái)做衣服的 PET 塑料(點(diǎn)我查看塑料瓶如何變身成衣服),它對(duì)某些波段的紅外線也有很好的透過(guò)率,因此也有被紅外攝像機(jī)看穿的可能。

除了容易透紅外線的塑料,還有更有趣的無(wú)機(jī)材料,它們?cè)谄胀艄庀滤鼈兺耆煌该,但是在紅外線下卻里外通透。

硅就是一個(gè)典型。在可見光下,硅是不透明的,但是在紅外線下它是透明的。

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在紅外線(右下角)下,硅是透明的

這是怎么回事呢?

具體來(lái)講,材料是否透光取決于是否有自由電子。有自由電子的物質(zhì),比如金屬就是不透明的。

硅是非金屬,沒有自由電子(不導(dǎo)電),但是硅原子之間可以形成共價(jià)鍵。如果入射光光子的能量大于共價(jià)鍵的能量,那么光子就會(huì)被吸收,同時(shí)共價(jià)鍵就會(huì)斷裂,出現(xiàn)自由電子,并產(chǎn)生光電流。

但是如果光子的能量不夠,那么它就不會(huì)被吸收,共價(jià)鍵不會(huì)破裂,而光子就可以毫發(fā)無(wú)傷地穿過(guò)材料,材料對(duì)光子來(lái)說(shuō)就是“透明的”。

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對(duì)于硅來(lái)說(shuō),能夠拆家的光子波長(zhǎng)是1.1微米,正處于紅外波段。所以硅對(duì)于某些波段的紅外線來(lái)說(shuō)是透明的,但是到了能量更高的可見光波段,就變成不透明的了。

和硅類似,同樣也是共價(jià)鍵半導(dǎo)體的砷化鎵用肉眼看也不透明,但是在紅外線下宛若隱形。大多數(shù)塑料這樣的聚合物內(nèi)部也是共價(jià)鍵,也沒有什么自由電子,它們能透一部分紅外線也是基于類似的原理。

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砷化鎵片 圖片來(lái)源:wikipedia

更有趣的是,和硅以及砷化鎵一樣,幾乎所有的繪畫顏料都在可見光下不透明,但在紅外線下完全透明。這是因?yàn)槔L畫顏料幾乎都是氧化物或硫化物,它們的共價(jià)鍵沒有辦法吸收紅外線。

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由于大多數(shù)繪畫顏料對(duì)紅外線透明,梵高對(duì)畫作 La Mousmé (1888)在紅外線(1.2微米和1.6微米的疊加)照射下幾乎變成了全黑

圖片來(lái)源:Scientific Examination of Art Modern Techniques in Conservation and Analysis (2005)

總之為了防止紅外相機(jī)偷拍,大家最好用金屬物質(zhì)給自己打碼,千萬(wàn)別用半導(dǎo)體什么的遮擋就對(duì)了。

說(shuō)到底,在透視方面,紅外攝像技術(shù)并不是最犀利的。

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美國(guó)、歐盟的一些機(jī)場(chǎng)就配有人體掃描安檢儀。一些人體掃描安檢儀采用的是微波反射技術(shù),它能用高頻無(wú)線電波掃描人體表面,制作圖像。大家可以觀摩一下微波反射技術(shù)的效果——

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利用微波反射技術(shù)的人體掃描安檢儀圖像 圖片來(lái)源:tech wire asia

這可比紅外攝像這種半遮不遮的要粗暴多了。顯然,因?yàn)樾Ч稳,人體掃描安檢儀也引起了很大的隱私爭(zhēng)議,在一些國(guó)家(如英國(guó))被禁了。

黑夜給了你黑色的眼睛,有人卻想用它看紅外小電影……

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