Леонид коновалов какого цвета лунный грунт. Каких цветов бывает Луна? Какого цвета луна зеленый кот

Вопрос, вынесенный в заголовок, кажется, очень странным. Ведь каждый видел Луну и знает ее цвет. Однако на просторах интернета периодически встречаются носители идеи о всемирном заговоре, скрывающем истинный цвет нашего естественного спутника. Рассуждения о цвете Луны являются частью необъятной темы о “лунном заговоре”. Некоторым кажется, что цементный цвет поверхности, который присутствует на снимках астронавтов программы Apollo, не соответствует действительности, и “на самом деле” цвет там другой.

Новое обострение теории заговора вызвали первые снимки китайского спускаемого аппарата Chang’e 3 и лунохода Yutu. На самых первых кадрах с поверхности, Луна оказалась больше похожей на Марс, чем на серебряно-серую равнину, со снимков 60-х и 70-х годов.

Обсуждать эту тему бросились не только многочисленные доморощенные разоблачители, но и некомпетентные журналисты некоторых популярных СМИ.

Попробуем разобраться, что там за секреты с этой Луной.

Основной постулат теории заговора связанный с лунным цветом гласит: “NASA ошиблось в определении цвета, поэтому во время имитации посадки Apollo сделало серую поверхность. На самом деле Луна коричневая, и теперь NASA скрывает все ее цветные снимки .”
С подобной точкой зрения я встречался еще до посадки китайского лунохода, и опровергнуть ее достаточно просто:

Это снимок в усиленных цветах, с космического аппарата Galilleo, полученный в 1992 году, вначале его долгого пути к Юпитеру. Уже этого кадра достаточно, чтобы понять очевидную вещь - Луна разная, и NASA это не скрывает.

Наш естественный спутник переживал бурную геологическую историю: на нем бушевали вулканические извержения, разливались гигантские лавовые моря, происходили мощнейшие взрывы, порожденные ударами астероидов и комет. Все это существенно разнообразило поверхность.
Современные геологические карты, полученные благодаря многочисленным спутникам США, Японии, Индии, Китая, демонстрируют пестрое разнообразие поверхности:

Разумеется различные геологические породы имеют различный состав и, как следствие, различный цвет. Проблема стороннего наблюдателя в том, что вся поверхность покрыта однородным реголитом, который “размывает” цвет и задает один тон практически на всей площади Луны.
Однако, сегодня доступны некоторые техники астрономической съемки и постобработки снимков, которые позволяют выявить скрытые различия поверхности:

Вот снимок астрофотографа Michael Theusner , который произведен в мультиканальном режиме RGB, и подвергнут обработке алгоритмом LRGB . Суть этой техники в том, что Луна (или любой другой астрономический объект) сначала снимается поочередно в трех цветовых каналах (красном, синем и зеленом), а потом каждый канал подвергается отдельной обработке, для выражения цветовой яркости. Астрокамера с набором фильтров, простенький телескоп и фотошоп доступны практически каждому, поэтому тут никакой заговор не поможет спрятать цвет Луны. Но это будет не тот цвет, что видят наши глаза.

Вернемся на Луну и в 70-е годы.
Опубликованные цветные снимки с 70-мм камеры Hasselblad в своем большинстве демонстрируют нам однородный “цементный” цвет Луны.
В то же время, доставленные на Землю образцы имеют более богатую палитру. Причем это характерно не только для советских припасов с «Луны-16»:

Но и для американской коллекции:

Впрочем у них более богатый набор, там есть и коричневые, и серые, и голубоватые экспонаты.

Разница между наблюдением на Земле и на Луне в том, что транспортировка и хранение этих находок очистило их от поверхностного пылевого слоя. Образцы с «Луны-16» вообще добывались с глубины около 30 см. В то же время, на съемках в лабораториях, мы наблюдаем находки в другом освещении и при наличии воздуха, который сказывается на рассеянии света.

Моя фраза про лунную пыль кому-то может показаться сомнительной. Все ведь знают, что на Луне вакуум, поэтому пылевых бурь, как на Марсе там быть, не может. Но там есть другие физические эффекты, которые поднимают пыль над поверхностью. Есть там и атмосфера, но совсем тонюсенькая, примерно как на высоте Международной космической станции.

Свечение пыли в лунном небе наблюдалась с поверхности как автоматическими спускаемыми зондами Surveyor, так и астронавтами Apollo:

Результаты этих наблюдений легли в основу научной программы нового космического аппарата NASA LADEE , название которого означает: Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer. В его задачу входит изучение лунной пыли на высоте 200 км и 50 км над поверхностью.

Таким образом, Луна серая примерно по той же причине, по которой Марс красный - из-за покрывающей одноцветной пыли. Только на Марсе рыжую пыль поднимают бури, а на Луне серую - удары метеоритов и статическое электричество.

Еще одной из причин, которые мешают нам увидеть цвет Луны на снимках астронавтов, мне кажется является небольшая пересвеченность. Если мы снизим яркость и посмотрим то место, где нарушен поверхностный слой, то сможем увидеть разницу в цвете. Например, если взглянем на вытоптанный участок вокруг спускаемого модуля Apollo 11, то увидим коричневый грунт:

Последующие миссии возили с собой т.н. “гномон” - цветовой индикатор, позволяющий лучше интерпретировать цвет поверхности:

Если взглянем на него в музее, то можно заметить, что на Земле цвета выглядят ярче:

Теперь посмотрим еще на один снимок, на этот раз с Apollo 17, который в очередной раз подтверждает абсурдность обвинений в сознательной “обесцвеченности” Луны:

Можно обратить внимание, что разрытый грунт имеет рыжеватый оттенок. Теперь, если мы снизим интенсивность освещения, то увидим подробнее цветовые различия лунной геологии:

Кстати, эти фотографии в архиве NASA не случайно зовутся “orange soil”. На исходной фотографии цвет не дотягивает до оранжевого, а после затемнения, и цвет маркеров гномона приближаются к тем, что видны на Земле, и поверхность приобретает больше оттенков. Вероятно примерно так, видели их глаза астронавтов.

Миф про сознательное обесцвечивание возник когда какой-то малограмотный конспиролог сравнил цвет поверхности и ее отражение на стекле шлема астронавта:

Но ему не хватило ума понять, что стекло тонировано, а светоотражающее покрытие на шлеме - золотое. Поэтому изменение цвета отраженного изображения закономерно. В этих шлемах астронавты работали еще на тренировке, и там коричневая тонировка хорошо видна, только лицо не закрыто позолоченным зеркальным светофильтром:

Изучая архивные снимки с Apollo или современные с Chang’e-3 следует учитывать, что на цвет поверхности влияет еще угол падения солнечных лучей и настройки камеры. Вот простой пример, когда несколько кадров одной пленки на одной камере имеют разные оттенки:

Об изменчивости цвета лунной поверхности в зависимости от угла освещения говорил и сам Армстронг:

В своем интервью он не скрывает наблюдаемого коричневого оттенка Луны.

Теперь о том, что нам показали китайские аппараты перед уходом в двухнедельную ночную спячку. Первые кадры в розовых тонах получились у них от того, что на камерах банально не был настроен баланс белого. Это опция, о которой должны знать все владельцы цифровых фотоаппаратов. Режимы съемки: “дневной свет”, “облачно”, “лампа дневного света”, “лампа накаливания”, “вспышка” - это как раз и есть режимы настройки баланса белого. Достаточно поставить неправильный режим и вот на снимках начали появляться либо оранжевые либо в синие оттенки. Китайцам никто не настраивал камеры на режим “Луна”, поэтому первые кадры они сделали наобум. Позже настроились и продолжили съемку в тех цветах, которые не сильно отличаются от кадров Apollo:

Таким образом “лунный цветовой заговор” - не более чем заблуждение, основанное на незнании банальных вещей и желании ощутить себя срывателем покровов не вставая с дивана.

Думаю, нынешняя китайская экспедиция поможет узнать еще лучше нашу космическую соседку, и еще не раз подтвердит абсурдность идеи о лунном заговоре NASA. К сожалению, медийное освещение экспедиции оставляет желать лучшего. Пока нам доступны только скриншоты с телевыпусков китайских новостей. Похоже, что CNSA больше никакими средствами не хочет распространять информацию о своей деятельности. Надеюсь хотя бы в будущем это изменится.

На снимках, переданных "Нефритовым зайцем", поверхность нашего естественного спутника почему-то предстает коричневой, а не серой.

11:33 Первое загадочное открытие китайского лунохода: Луна не того цвета, что была у американцев На снимках, переданных "Нефритовым зайцем", поверхность нашего естественного спутника почему-то предстает коричневой, а не серой. Китайский луноход — Нефритовый заяц — съезжает на коричневую поверхность Луны. Фото: Синьхуа

— Я не знаю зачем в НАСА отбеливали снимки, — говорит известный американский исследователь аномальных явлений Джозеф Скиппер. — Наверное, что-то скрывают. Ведь, как правило, убирая натуральный цвет объекта, маскируют его структуру. А структура, в свою очередь, может выдать некие подробности, которые не должны попадать в поле зрения непосвященных. По мнению исследователя, часть фото с флагом просто не обработали по недосмотру. И подвох вскрылся. А китайцы вообще ничего не обрабатывали. Не знали, что так положено. Американцы их не предупредили.

В пользу того, что Луна коричневая свидетельствовали и члены экипажа "Аполлона-10". Тогда в мае 1969 года пилотом лунного модуля был тот же Юджин Сернан, командиром — Томас Стаффорд, пилотом командного модуля — Джон Янг. Астронавты выбирали место посадки для Нейла Армстронга и Базза Олдрина, которые должны были первыми ступить на Луну... Сернан и Стаффорд, отстыковались от командного модуля и приблизились к поверхности на 100 метров. Рассмотрели ее цвет в подробностях. О чем составили подробный отчет. И пофотографировали. В отчете экипажа "Аполлона-10", простите за каламбур, черным по белому написано, что Луна местами то светло-коричневая, то рыжевато-коричневая, то цвета темного шоколада. Но никак не серая.

На снимке Юджин Сернан - командир экипажа «Аполлона-17», который побывал на Луне в декабре 1972 года. Высадился вместе с пилотом лунного модуля Харрисоном Шмитом.
Сернан устанавливает американский флаг и сам себя фотографирует, держа камеру в вытянутой руке. Шмит ходит вокруг лунного модуля, который находится перед Сернаном.
И флаг, и скафандр астронавта получились яркими и красочными. А лунная поверхность - черно-белой. Как обычно.

Но внимание!
Взгляните на стекло шлема. В нем отражается и лунный модуль, и поверхность, на которой тот стоит.
Снимок с борта «Аполлона-10»: восход голубой Земли над коричневой Луной.

Поверхность коричневая. И это реальный цвет Луны.

Я не знаю, зачем в НАСА отбеливают снимки, - говорит Джозеф Скиппер. - Наверное, что-то скрывают. Ведь, как правило, убирая натуральный цвет объекта, маскируют его структуру. А структура, в свою очередь, может выдать некие подробности, которые не должны попадать в поле зрения непосвященных.

По мнению исследователя, часть фото с флагом просто не обработали по недосмотру. И подвох вскрылся.

ПРАВДИВЫЕ РЕБЯТА С «АПОЛЛОНА-10»

Судить о «правильном» цвете целой Луны по одному лишь отражению в стекле шлема было бы опрометчиво. Мало ли что там коричневое отразилось. Однако существуют и другие «улики». Самые главные - это свидетельства членов экипажа «Аполлона-10». Тогда, в мае 1969 года, пилотом лунного модуля был тот же Юджин Сернан, командиром - Томас Стаффорд, пилотом командного модуля - Джон Янг. Астронавты выбирали место посадки для Нейла Армстронга и Базза Олдрина, которые должны были первыми ступить на Луну спустя всего пару месяцев.

Сернан и Стаффорд отстыковались от командного модуля и приблизились к поверхности на 100 метров. Рассмотрели ее цвет в подробностях. О чем составили подробный отчет. И пофотографировали.

В отчете экипажа «Аполлона-10», простите за каламбур, черным по белому написано, что Луна местами то светло-коричневая, то рыжевато-коричневая, то цвета темного шоколада. Но никак не серая.

На этом снимке Луна вообще зеленая...

А на некоторых снимках, сделанных с борта «Аполлона-10», она вообще зеленая с ярко-рыжими вкраплениями.
Странно, но фото Сернана, Стаффорда и Янга стали последними, на которых Луна имела цвет. Далее, начиная с первой высадки американцев, она стала черно-белой.

Кстати, нечто удивительное по цвету нашли и астронавты с «Аполлона-17» прямо рядом с местом посадки. Об этом есть даже подробное видео (см. на сайте kp.ru). Увы, саму находку американцы не показывают. Но отчетливо слышны восторженные и много раз повторяющиеся выкрики: «Не могу поверить... Это невероятно... Она оранжевая... Будто здесь что-то проржавело». Речь идет о почве, которую астронавты пытаются собрать в мешочек. Наверное, ее привезли на Землю. Но что собой представляла находка, никто до сих пор не сообщил.
Вот тут можно посмотреть

23.10.2015 - админ

Первое загадочное открытие китайского лунохода: Луна не того цвета, что была у американцев.
На снимках, переданных «Нефритовым зайцем», поверхность нашего естественного спутника почему-то предстает коричневой, а не серой.

Кто-то кого-то обманывает
Китайский луноход «Юйту» — «Нефритовый заяц» — стал первым аппаратом, совершившим мягкую посадку на Луну после того, как в декабре 1972 года ее покинули последние американцы — экипаж «Аполлона-17» — Юджин Сернан и Харрисон Шмит.
В декабре 2013 года успешно прилунившийся «заяц» передал снимки с места прибытия. А они возродили утихнувшие было споры о том, какого цвета Луна? На китайских фото она коричневая. На небе — серебристая. Примерно того цвета Луна и на многочисленных снимках, сделанных американскими астронавтами непосредственно на поверхности нашего естественного спутника. Эта поверхность либо белая, либо серовато-серебристая на солнце. А в тени — темная.

Китайский луноход — «Нефритовый заяц» — съезжает на коричневую поверхность Луны
Фото: Синьхуа

Китайцы сфотографировали поверхность Луны и без «зайца» — она коричневая.
Фото: Синьхуа

Американский луноход экспедиции «Аполлон-17» — ездит по серой Луне

О том, что с цветом Луны что-то не так первым несколько лет назад заявил известный американский исследователь аномальных явлений Джозеф Скиппер. Он обвинил НАСА в подвохе. Мол, по какой-то загадочной причине агентство обработало лунные снимки, выложенные на официальных сайтах в свободном доступе. Со всех вытравило реальный цвет объектов, сделав пейзажи черно-белыми. Как в старом кино.
Подозрения Скиппера укрепил найденный им снимок из числа тех, которые были сделаны экипажем последнего «Аполлона». На снимке Юджин Сернан — устанавливает американский флаг и сам себя фотографирует, держа камеру на вытянутой руке. Шмит ходит вокруг лунного модуля, который находится перед И флаг, и скафандр астронавта поучились яркими и красочными. А лунная поверхность — черно-белой. Как обычно.

Луна — серая, но в шлеме отражается коричневая.
Фото: НАСА

Но взгляните на стекло шлема. В нем отражается и лунный модуль, и поверхность, на которой тот стоит. Поверхность коричневая. Как на китайских снимках 2013 года. И похоже, что это и есть реальный цвет Луны.
— Я не знаю зачем в НАСА отбеливали снимки, — говорит Джозеф Скиппер. — Наверное, что-то скрывают. Ведь, как правило, убирая натуральный цвет объекта, маскируют его структуру. А структура, в свою очередь, может выдать некие подробности, которые не должны попадать в поле зрения непосвященных.
По мнению исследователя, часть фото с флагом просто не обработали по недосмотру. И подвох вскрылся.
А китайцы вообще ничего не обрабатывали. Не знали, что так положено. Американцы их не предупредили.
Все оттенки шоколада, а не серого
В пользу того, что Луна коричневая свидетельствовали и члены экипажа «Аполлона-10». Тогда в мае 1969 года пилотом лунного модуля был тот же Юджин Сернан, командиром — Томас Стаффорд, пилотом командного модуля — Джон Янг. Астронавты выбирали место посадки для Нейла Армстронга и Базза Олдрина, которые должны были первыми ступить на Луну спустя всего пару месяцев.
Сернан и Стаффорд, отстыковались от командного модуля и приблизились к поверхности на 100 метров. Рассмотрели ее цвет в подробностях. О чем составили подробный отчет. И пофотографировали.
В отчете экипажа «Аполлона-10», простите за каламбур, черным по белому написано, что Луна местами то светло-коричневая, то рыжевато-коричневая, то цвета темного шоколада. Но никак не серая.

Поверхность Луны, снятая с борта «Аполлона-10»
Фото: НАСА

А на некоторых снимках, сделанные с борта «Аполлона-10», она вообще зеленая с ярко-рыжими вкраплениями.
Странно, но фото Сернана, Стаффорда и Янга стали последними, на которых Луна имела цвет. Далее, начиная с первой высадки американцев, она стала черно-белой.

На этом снимке Луна зеленая
Фото: НАСА

Кстати, нечто удивительное по цвету нашли и астронавты с «Аполлона—17» прямо рядом с местом посадки. На Земле приняли восторженные и много раз повторяющиеся выкрики: «Не могу поверить…Это невероятно…Она оранжевая… Будто здесь что-то проржавело». Речь идет о почве, которую астронавты пытаются собрать в мешочек. Наверное, ее привезли на Землю. Но что из себя представляла находка, никто до сих пор не сообщил.
ВМЕСТО КОММЕНТАРИЯ

Есть тут какой-то секрет
Летчик-космонавт СССР Алексей Леонов, который дружил со Стаффордом, по поводу цвета Луны объяснял мне в свое время: все дело в пленке, на которую снимали, и в отражательной способности поверхности.
— Каждый человек по-своему воспринимает свет, — говорил Алексей Архипович. — Одному кажется коричневый оттенок, другому — другой оттенок. А фотография — это искусственно придуманные слои. Любая пленка — это три цвета. И сочетание трех цветов. Результат зависит от обработки. Зависит от угла светового потока. Одно положение светового потока — один цвет. Солнце поднимается — другой цвет. Одна и та же по цвету поверхность может отражать в зависимости от угла — разные длины волн. А это — разный цвет.
Алексею Архиповичу верю. Но все же не понимаю: сначала Луна отражала так, что была коричневой, а потом начала отражать так, что стала черно-белой на цветной пленке. А теперь она снова коричневая — на китайских снимках.
Есть тут какой-то секрет. Или все-таки какой-то подвох?
КСТАТИ
Там, где не ступала нога американца
По плану «Нефритовый заяц» должен был прилуниться 16 декабря 2013 года в Заливе Радуги (Sinus Iridum) Моря Дождей (Mare Imbrium). Но он по какой-то причине сел 14 декабря и примерно на 400 километров восточнее — в самом Море Дождей.

Места посадок американских и советских станций, места посадок «Аполлонов»
Фото: НАСА

Рядом с «Зайцем» нет никаких земных аппаратов. Словно бы китайцы специально выбирали нехоженый район. Ближе всего советская станция «Луна-17». Она примерно в тысяче километрах. Где-то около нее — советский «Луноход-1», на которого китайский очень похож колесами.

Место посадки «Нефритового зайца»: в Море Дождей, а не в Заливе Радуги.
Фото: НАСА

До места посадки «Аполлона-15» — более 2500 километров. До «Аполлона-17» — еще дальше. А можно было бы сесть и рядом, чтобы уж наверняка увидеть оставленное астронавтами оборудование, сфотографировать его. Или, наоборот, не увидеть. На радость тем, которые сомневаются в том, что американцы высаживались на Луну. Однако у китайцев — свои планы.

Но и для американской коллекции:

Впрочем у них более богатый набор, там есть и коричневые, и серые, и голубоватые экспонаты.

Результаты этих наблюдений легли в основу научной программы нового космического аппарата NASA , название которого означает: Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer. В его задачу входит изучение лунной пыли на высоте 200 км и 50 км над поверхностью.

Таким образом, Луна серая примерно по той же причине, по которой - из-за покрывающей одноцветной пыли. Только на Марсе рыжую пыль поднимают бури, а на Луне серую - удары метеоритов и статическое электричество.

Если взглянем на него в музее, то можно заметить, что на Земле цвета выглядят ярче:

Об изменчивости цвета лунной поверхности в зависимости от угла освещения говорил и сам Армстронг:

В своем интервью он не скрывает наблюдаемого коричневого оттенка Луны.

Глядя на Луну ночью, когда она особенно ярка, мало кто представляет, что грунт Луны на самом деле очень темный, особенно в лунных морях, да и к тому же он коричневого цвета. Почти как горький шоколад.

Специалисты узкого профиля, конечно, писали статьи о тёмно-коричневом цвете лунного грунта ещё в 50-60-е годы ХХ века, но для большинства людей поверхность Луны представлялась светло-серой, примерно такой, как на цветных фотографиях НАСА, сделанных во время высадки астронавтов. Практически на всех фотографиях лунных миссий «Аполлонов» США (1969-1972 гг.) цвет Луны серый, как пепел (рис.1). А вот китайский луноход, который работал на Луне в декабре 2013 года, прислал на Землю фотографии коричневой Луны: с близкого расстояния мы видим, что лунный песок (реголит) вокруг буро-коричневый (рис.2). Кто-то на форумах утверждал даже, что по своей светлоте грунт Луны похож на чернозём.

Рис.1. Такой по цвету показали Луну американские снимки миссий “Аполлон”.

Рис. 2. Такое изображение прислал с Луны в 2013 г. китайский луноход «Нефритовый заяц»

Так какого же цвета поверхность Луны? Серая или коричневая? И если она на самом деле коричневая, то являются ли тогда фотографии высадки астронавтов США на поверхность нашего спутника недостоверными? Черно-белая Луна или цветная?

Чтобы разобраться в этом вопросе, мы поступили просто. Поскольку из астрономии известен средний коэффициент отражения лунного грунта, альбедо 7-8%, то с помощью эталонной серой шкалы (где серое поле отражает 18%) и профессионального яркомера (Асахи Пентакс), используемого кинооператорами для определения экспозиции, мы подобрали такой же по яркости “объект”, как и лунный реголит. Использовали для этого садовую землю. Но поскольку влажная земля оказалась темнее нужных 7-8%, пришлось ее смешать с небольшим количеством цемента. И вот что получилось (рис.3) – лунный реголит темнее, чем речной песок, но светлее садовой земли.

Рис.3. Сравнение по светлоте трё х фактур.

А чтобы точно определить именно цвет лунного реголита, а не только его яркость, мы воспользовались имеющимся у нас на кафедре института кинематографии спектрофотометром X-Rite dtp-41 (рис.4).

Рис.4. Спектрофотометр X-Rite dtp-41.

С его помощью мы подобрали материал, наиболее близко повторяющий графики спектрального отражения (лунного грунта), взятые из книги «Лунный грунт из Моря Изобилия» (рис.5).

Рис.5. Страница из книги “Лунный грунт из моря Изобилия”

Взяв один из этих рисунков, мы очертили двумя линиями участок видимого диапазона, от 400 до 700 нм (на рисунке 6 – это две вертикальные синие линии).

Рис.6. Спектры диффузного отражения реголита из различных районов Луны

В видимом диапазоне кривая спектрального отражения лунного грунта поднимается почти линейно вверх. В синей зоне спектра коэффициент отражения меньше, а в красной – больше, что однозначно говорит о том, что грунт Луны не серый, а тёмный, с избытком красного, т.е. коричневый. У серых поверхностей кривая должна быть похожа на горизонтальную линию, но мы таких линий не видим.

Поскольку мы все понимаем, что в разных районах Луны грунт не одинаков по своим спектральным характеристикам, то для сравнения мы взяли не одну, а три различные области Луны, далеко отстоящие друг от друга, а именно – сравнили грунт Моря Изобилия (доставленный на Землю космическим аппаратом “Луна-16”), Моря Спокойствия и грунт Океана Бурь. Затем перенесли значения коэффициентов спектрального отражения этих трёх линий в программу Exel.

В коробке c пластилином попробовали найти образец, близкий по характеристикам отражения к лунному грунту. Начали с тёмно-коричневого куска (рис.7).

Рис.7. Цветной пластилин. Под коробкой пластилина находится большое серое поле с коэффициентом отражения 18%.

Оказалось, что интегральный коэффициент отражения темно-коричневого пластилина такой же, как и у грунта лунных морей. Другими словами, поверхность Луны примерно такая же темная, как этот тёмно-коричневый пластилин. Вот только цвет пластилина более оказался более насыщенным, чем цвет лунной поверхности. В синей зоне пластилин отражал меньше света, чем лунный грунт, а в красной зоне - больше. Путем добавления в коричневый кусок небольшого количества голубого пластилина мы снизили насыщенность цвета (повысили отражаемость в сине-зеленой зоне). А добавлением вкраплений черного пластилина снизили общий коэффициент отражения. После тщательного раскатывания пластилина до однородной массы и промера на спектрофотометре, мы получили почти такую же кривую спектрального отражения, как у образцов лунного грунта из Моря Спокойствия (рис.8). Эту кривую отражения приводят американцы для области, куда по легенде прилунился “Аполлон-11”.

Рис.8. Сравнение кривых спектрального отражения темно-коричневого пластилина с кривыми отражения лунного грунта.

Из этого пластилина, похожего по цвету на лунный грунт, мы вылепили кубик и сфотографировали вместе с эталонной серой шкалой Кодак, не забыв положить рядом кубик из черного пластилина и исходного тёмно-коричневого. Вот такой цвет имеют лунные моря - как на кубике справа (рис.9). Таким должно выглядеть Море Спокойствия, куда по легенде прилунился "Аполлон-11".

Рис.9. Вот так - крайний правый кубик - должен выглядеть лунный грунт в том районе, где по легенде была посадка “Аполлона-11”.

Для получения адекватного представления о цвете, были выполнены два главных условия цветокоррекции снимка. Во-первых, пластилиновые кубики разложены на серой шкале (Kodak Gray Card) с коэффициентом отражения 18%. Шкала на снимке нейтрально-серая, на ней нет цветового оттенка. Во-вторых, чтобы снять вопросы (не слишком ли темный снимок или не слишком ли светлый?), яркость фотографии была отнормирована по серому полю. В пространстве s-RGB такое серое поле с 8-битной глубиной цвета должно иметь значения яркости 116-118 (вы это можете проверить в Фотошопе).

Рассматривая различные снимки лунной поверхности, сделанные с близкого расстояния, можно определить степень точности воспроизведения цвета лунной поверхности. Например, на фотографии (рис.10), снятой, по-видимому, автоматическим зондом за год до полета Аполлонов, цвет поверхности Луны передан правильно.

Рис.10. Восход Земли над лунной поверхностью.

Под этим снимком (рис.10) почему-то стоит подпись: View_from_the_Apollo_11_shows_Earth_rising_above_the_moonss_horizon", как будто это снимок сделан астронавтами миссии "Аполлон-11" в 1969 году.

Мы же видели, что астронавты привезли снимки с другим цветом лунного реголита (лунного песка) – рис.11:

Рис.11. Кадры из миссии Аполлон-11 (с официального сайта NASA). Справа в кадре – цветовая мишень с цветными и серыми полями для оценки правильности цветокоррекции.

Специалистов обескуражил тот факт, что Луна у американцев оказалась не просто серой, а серо-голубой и деже серо-фиолетовой, но никак не коричневой. (рис.12)

Или вот ещё снимок - Чарльз Питер Конрад ("Аполлон-12") осматривает якобы привезенные им лунные камни (рис.13). Они почему-то совершенно серые.

Рис.13. Лунные камни, доставленные “Аполлоном-12” совершенно серые.

У меня есть основания полагать, что решение о том, что лунный грунт на снимках высадки астронавтов на Луну будет совершенно серым, было принято за два или даже за три года до начала лунных экспедиций, в 1966 или 1967 году, на основе снимков "Сервейера". И в павильон стали завозить серый грунт для съемки имитации высадки на Луну людей.

Автоматические станции “Сервейеры” передали на Землю снимки поверхности Луны. Однако на цветных снимках, которые были синтезированы в лаборатории на Земле из присланных цветоделительных чёрно-белых изображений, грунт луны получился почти серым. Отсутствие цвета в снимках Сервейеров объясняется неправильным подбором триады фильтров во время съемок на Луне. Съемка производилась черно-белой телекамерой через три цветных фильтра. Вот спектральные кривые этих фильтров (рисунок 14).

Данные взяты из официального отчёта NASA по «Сервейеру-1». (L. D. Jaffe, E. M. Shoemaker, S. E. Dwornik et al. NASA Technical Report No. 32-7023. Surveyor I Mission Report, Part II. Scientific Data and Results. Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, September 10, 1966.)

Рис.14. Кривые спектрального пропускания цветных фильтров съемочной камеры (синий, зеленый, оранжевый).

Если посмотреть внимательно на характеристики цветных фильтров, которые были выбраны для получения трех зон чувствительности, то мы обнаружим принципиальные ошибки, и без труда расскажем об искажениях цвета, которые неизбежно возникнут при цветоделении. Вместо триады светофильтров “синий-зеленый-красный” была выбрана триада “синий-зеленый-оранжевый”.

Начнем с кривой спектрального пропускания оранжевого светофильтра. Для удобства анализа мы выделили эту кривую оранжевым цветом (рис.15) и провели вертикальную линию, чтоб можно было увидеть, на какую длину волны приходится максимум пропускания такого оранжевого светофильтра.

Рис.15. Максимум пропускания оранжевого фильтра телекамеры “Сервейера”.

Максимум попадает примерно на 580 нм. Какой это цвет? Вы уже догадались?

Вот фотография ночного города - парк освещен желтым цветом натриевых ламп.

Рис.16. В ночном парке горят фонари с натриевыми лампами.

Где находится максимум излучения натриевых ламп?

Классическая натриевая лампа (низкого давления) имеет только один максимум излучения, 589 нм (рис.17), и дает монохроматический тёпло-желтый цвет.

Рис.17. Излучение натриевой лампы низкого давления.

Однако при таком освещении многие объекты теряют свою цветность, и поэтому в натриевые лампы уличного цвета (которые мы видим в наших городах) добавляют немного ртути. Из-за этого в спектре излучения появляются дополнительные небольшие максимумы (рис.18):

Рис.18. Спектр излучения уличных натриевых ламп.

Спектральные измерения произведены на спектрорадиометре specbos 1201 (рис.19):

Рис.19. Спектрорадиометр для измерения излучений по спектру.

Натриевая лампа максимум излучения дает на дине волны около 590 нм. А светофильтр, установленный на Сервейере, имеет максимум пропускания около 580 нм, значит, по цвету он более желтый, чем натриевые лампы.

Итак, вместо того, чтобы снимать цветные объекты по классической схеме цветоделения через синий, зеленый и красный светофильтры (то, что мы произносим как R,G,B), было предложено воспользоваться другой триадой - синий, зеленый и желтый светофильтры.

Попробуем найти в каталоге оптического стекла желто-оранжевый светофильтр, который имеет такой же крутой фронт подъема, как на приведенном выше рисунке фильтров Сервейера. Таким требованиям удовлетворяют оранжевые стекла ОС-13 и ОС-14.

Но все оранжевые стекла прекрасно пропускают красные лучи. Более того, пропускание оранжевых стекол продолжается в инфразону до длины волны 2500 нм, в то время как оранжевый светофильтр Сервейера даже красные лучи (после 640-650 нм) не пропускает (рис.15).

Известно, что красные лучи задерживаются голубыми (сине-зелеными) стеклами. Похожую спадающую кривую в красной зоне имеет стекло СЗС-25 и СЗС-23 (рис.20).

Рис.20. Спектральные кривые пропускания оранжевых стёкол и светло-голубого стекла.

Какой цвет получится в результате сложения? Менее оранжевый, более жёлтый (рис.21)! Вот так примерно выглядел оранжевый фильтр, установленный на “Сервейере”. Таким образом с помощью оранжевого фильтра для видикона телекамеры была выделена зона чувствительности с максимумом около 580 нм.

Рис.21. Сложение двух стёкол (ОС-13 и СЗС-23) на просвет, на фоне пасмурного неба.

В связи с вышеизложенным интересно посмотреть, а где расположен максимум чувствительности в красной зоне у современных профессиональных материалов? Возьмем негативную кинопленку Фуджи (рис.22):

Рис.22. Графики спектральной чувствительности профессиональной кинопленки Фуджи. Рядом для сравнения (жёлтой линией) указан максимум чувствительности (580 нм) в красной зоне телекамеры “Сервейера”

Максимум в красной зоне - около 645 нм. Максимум расположен не в желтой зоне спектра, а в середине красного участка! Возьмем цветную обращаемую фотопленку Кодак Эктахром 100 (рис.23). Максимум в красной зоне - около 650 нм!

Рис.23. Спектральная чувствительность современной обращаемой фотопленки “Эктахром”.

Согласно заявленным данным, в миссиях Аполлон использовалась цветная обращаемая фотопленка Эктахром светочувствительностью 64 ASA. Максимум чувствительности "красного" слоя приходился на длину волны 660 нм (рис.24).

Рис.24. Кривые спектральной чувствительности профессиональной фотопленки Kodak Ektachrome 64

Точность подбора синего фильтра тоже вызывает вопросы. Помимо одного максимума в синей зоне, он имеет и второй максимум пропускания, ближе к голубым лучам (рис.25).

Рис.25. Характеристики цветных фильтров телекамеры “Сервейера”

Что же мы видим в результате? Вместо того, чтобы производить фотосъемку по классической схеме через синий, зеленый и красный светофильтры (рис.26), съемка на Луне была сделана через голубовато-синий, зеленый и жёлтый светофильтры.

Рис.26. Классическая триада фильтров для цветоделения (R, G, B).

Рис.27. А вот так выглядел оранжевый фильтр Сервейера, взятый вместо красного.

О какой точной цветопередаче вообще может идти речь, если неправильно выбрана триада фильтров для цветоделения?

Все красные объекты имеют максимум отражения в красной зоне, а наш "оранжевый" светофильтр Сервейера красные лучи (половину красного участка спектра) как раз и не пропускает. Из-за этого все красные объекты станут тёмными и малонасыщенными. А коричневые объекты потеряют свою “красную” составляющую.

Когда в 1966 году были получены первые цветные фотографии с Сервейера, на которых грунт был совершенно серым, вот тогда и было принято решение, что в павильонах Невады будут имитировать посадку астронавтов на черно-белую Луну. И насыпной грунт, изображающий реголит, стали делать серым.

Советская автоматическая межпланетная станция "Луна-16" привезёт первые 105 граммов грунта с поверхности Луны только в сентябре 1970 года, и грунт будет темно-коричневым.

Рис.28. Лунный грунт в музее внеземного вещества ГЕОХИ РАН, доставленный советской АМС.

Кстати.

Как только скептики уличают НАСА в каком-либо несоответствии на снимках и замечают ошибки в описаниях, НАСА не очень быстро, но всё же реагирует на замечания: исправляет тени на фотографиях, добавляет в тексты фразы, которых раньше никто не говорил, подрисовывет одни элементы и затирает другие. Вот и теперь, после того, как вопрос неправильного цвета лунного грунта на фотографиях миссий "Аполлон" стал широко обсуждаться в интернете и на телевидении, вдруг, через 44 года, как раз и нашёлся "потерянный" лунный грунт, который соответствует современным представлениям о Луне (рис.29).

Рис.29. Вот и коричневый грунт нашёлся, через 44 года!

Странно то, что эти образцы лунного грунта (коричневого цвета), якобы собранные во время миссии "Аполлон 11", были обнаружены только в 2013 году в архиве национальной Лаборатории Бэркли, и главное, что никто не знает, как они туда попали. Им бы место по крайней мере в музее, а не в забытом всеми архиве.
Стоимость лунного реголита необычайно высока. В 1993 году 0,2 грамма грунта, привезенного с поверхности Луны, было продано на аукционе почти за 450.000 долларов.

ПОЧЕМУ ТАКАЯ НЕОБЫЧНАЯ "ТРИАДА" ФИЛЬТРОВ - СИНИЙ, ЗЕЛЁНЫЙ, ОРАНЖЕВЫЙ?

У вас, наверное, давно возник вопрос: а зачем американцы на Сервейерах производили съемку через такую странную триаду фильтров? Почему они не стали делать снимки, как это общепринято - через синий, зеленый и красный светофильтры? Зачем красный фильтр заменили на жёлто-оранжевый?

Для этого придётся рассказать об одном заблуждении, бытующем в цветоведении.

Речь идет о том, как устроено цветовое зрение человека.

Как мы знаем, за черно-белое зрение отвечают палочки в сетчатке глаза, а за цветное зрение - колбочки трех типов: синие, зеленые и красные.

К середине ХХ века спектральные характеристики колбочек были определены с большой точностью. И оказалось, что максимум чувствительности "красных" колбочек лежит вовсе не в красной зоне, а в желто-оранжевой, на длине волны около 580 нм. В связи с этим в зарубежной литературе отказались от обозначения колбочек как R, G, B, а приняли другое обозначение S, M, L - светочувствительность к малым, средним и большим длинам волн, и "красную" кривую стали рисовать оранжевым цветом.

Рис.30. Спектральная чувствительность колбочек глаза.

Однако, хочу вас уверить, что никто при конструировании цветной видеокамеры или трехслойной цветной кинопленки не будет стремиться повторить эту триаду. Цветопередача при такой триаде светофильтров в видеокамере или зон чувствительности у кинофотопленки получится неестественной - ведь "зеленая" кривая и "оранжевая" чуть ли не на 90% повторяют друг друга. Если сделать видеокамеру с такими зонами чувствительности и направить её на спектр, то 2/3 спектра, от 500 нм до 630 нм, станут оттенками желтого цвета - в спектре исчезнут зеленые и красные цвета. Поэтому современные видеокамеры не будут повторять чувствительность колбочек глаза. Вот как, например, выглядит зональная чувствительность матрицы Sony (рис.29). Максимум чувствительности в красной зоне приходится на 620-630 нм.

Рис. 31. Спектральная чувствительность матрицы ICX285AQ фирмы Sony

Почему же триада R-G-B видеокамеры не повторяет триаду R-G-B колбочек глаза?

Дело в том, что за цветное зрение отвечают не только колбочки, но и палочки. Кстати, этих палочек в глазу около 120 млн, в то время как колбочек - всего 7 миллионов. А нервных волокон, по которым сигналы из глаз передаются в мозг - всего-навсего около миллиона! Информация, полученная от целых групп светочувствительных элементов кодируется специальным образом и только потом поступает в мозг.

Когда-то, в 1802 году Томас Юнг предположил, что глаз анализирует каждый цвет в отдельности и передает сигналы о нём в мозг по трём различным типам нервных волокон. Другими словами, цветовое зрение формируется в одну стадию - от рецепторов сразу в мозг. Через 60 лет постулаты Юнга поддержал Гельмгольц, сначала возражавший ему. Цветовой анализ излучения осуществляется в один этап специализированными приёмниками сетчатки. От этих приёмников информация поступает сразу в систему формирования цветового перцептивного образа (рис.32, слева).

Рис. 32. Блок-схема одностадийных моделей цветового зрения Гельмгольца и Геринга. Рисунок взят из книги: Ч.Измайлов, Е.Соколов, А.Черноризов. Психофизиология цветового зрения. М.: Изд-во МГУ, 1989

Однако, такая теория не могла объяснить, например, существование дальтонизма. Если человек не видел красных цветов, то тогда он не должен был видеть и желтых, потому что желтый цвет складывался из сигналов зеленого и красного рецепторов. Да и серый цвет без красной составляющей должен был дальтоникам казаться цветным. Однако дальтоники, не различавшие красных цветов, прекрасно видели желтые и серые тона.

К началу ХХ века Геринг предложил другой механизм восприятия - теорию оппонентных цветов. Он исходил из того, что основных ("чистых") цветов не три, а четыре. Это такие цвета, в которых невозможно заметить присутствие другого цвета: синий, зеленый, красный и желтый. Сколько бы мы ни смотрели на желтый цвет, мы не заметим в нём присутствия красного и зеленого. Геринг также обратил внимание на то, что цвета группируются оппонентными парами: синий-желтый, зеленый-красный. Синий цвет может быть немного краснее - тогда он становится фиолетовым, синий цвет может быть несмного зеленее - он становится более голубым. Но никода про синий цвет не не сможем сказать, что он немного пожелтел. Точно также и с другой парой цветов, зеленый-красный. Красный цвет может немного пожелтеть - стать оранжевым, также красный цвет может уйти в синеватый оттенок - возникают пурпурные цвета. Но никогда в красном цвете и его оттенках невозможно обнаружить присутствие зеленой составляющей. И ещё отдельно существуют черно-белые оттенки. Геринг полагал, что в глазу, должно быть каких-то 6 элементов, чтобы обеспечить механизм оппонентности (рис. 32, справа). Но изучение сетчатки под микроскопом не подтвердило наличие таких элементов.

Это всё были одностадийные модели. Но постепенно выяснилось, что такие одностадийные модели зрения не могут объяснить многих зрительных феноменов и до конца не согласуются с морфологией строения сетчатки. На смену одностадийной модели цветового зрения пришла двухстадийная модель. И вот тут вспомнили про теорию оппонентных цветов. 50 лет на теорию Геринга не обращали внимания, а после 1950 года она стала основополагающей в псизофизиологии цветового зрения. Ни одна современная теория цвета не обходится без понятия оппонентных цветов. Информация от рецепторов (рис.33) (1-я стадия анализа) передаётся на систему двух хроматических и одного ахроматического канала (2-я стадия анализа) и только после этого поступает в систему формирования цветового перцепта.

Рис. 33. Блок-схема двухстадийной модели цветового зрения

В этой двухстадийной схеме в восприятии цвета участвуют уже и черно-белые палочки.

Рис. 34. Кодирование информации с помощью сигналов яркости и разностных цветовых сигналов. (Рисунок взят из книги: Ч.Пэдхем, Дж.Сондерс. Восприятие света и цвета (пер. с англ). М.: Мир, 1978)

Интересно отметить, что системы цветного телевидения повторили вышеприведенную схему. В телекамере свет, прошедший через объектив, с помощью трех интерференционных светофильтров разбивается на "синий", "зеленый" и "красный" сигнал. Трубки камеры при сканировании изображения строчка за строчкой посылают "синие", "зеленые" и "красные" сигналы. Однако в действительности отдельные "синие", "зеленые" и "красные" сигналы телевизионными станциями не передаются, поскольку, если бы это было так, для передачи цветных изображений потребовался бы в три раза больший диапазон частот, чем при передаче черно-белого изображения. На самом деле передается сигнал яркости, который кодирует яркость каждой части изображения, и два дифференциальных цветовых сигнала. оказывается, что если сигнал яркости переносит информацию в 100 единиц, два дифференциальных цветовых сигнала должны перенести лишь по 25 единиц информации каждый, что достаточно для получения хорошего цветного изображения. Значит, вся информация, которую необходимо передать, будет составлять всего 150 единиц, в то время как для передачи "синих", "зеленых" и красных" сигналов по отдельности понадобится 300 единиц. Это дает возможность значительно уменьшить ширину полосы пропускания. Ещё одно преимущество метода - это его совместимость: черно-белый приемник (телевизор) может работать только на сигналах яркости, не принимая дифференциальных цветовых сигналов и, таким образом, давать нормальное черно-белое изображение.

Упрощенно можно считать, что вначале черно-белые рецепторы (палочки) определяют границы объектов, выделяют яркостную характеристику, подобно черно-белому зрению. А потом участки с одинаковой яркостью мозг прокрашивает в тот или иной цвет, в зависимости от сигнала колбочек.

Вот как это примерно выглядит по стадиям (рис.35):

Рис.35. Иллюстрация пространственных свойств цветового зрения: (а) оригинальное изображение; (b) только яркостная информация; (с) только хроматическая информация; (d) реконструкция изображения за счёт объединения яркостной информации полного разрешения с хроматической информацией, подвергнутой субсэмплингу с коэффициентом 4. Оригинал взят с Kodak Photo Sampler PhotoCD.

Ещё раз напомним, что в глазу 120 млн. "черно-белых" палочек и всего 7 млн. "цветных" колбочек (итого 127 "мегапикселей"). Причем "синих" колбочек в глазу очень мало, соотношение К:З:С примерно 12:6:1 (по другим источникам 40:20:1), то есть синих колбочек чуть ли не в 40 раз меньше, чем красных. В центральной ямке сетчатки, например, их совсем нет, там только "зеленые" и "красные". "Красный" сигнал на первой стадии (чувствительность L-колбочек сетчатки) и "красный" сигнал на второй стадии (нейронная стадия выделения оппонентной "зелёно-красной" составляющей) не одно и то же, там совершенно разные максимумы. Поэтому нельзя спектральную чувствительность колбочек (1-ю стадию) считать однозначной характеристикой спектральной чувствительности глаза. Окончательный ответ формируется только на второй стадии.

ПОЧЕМУ МНЕ МОЖНО ВЕРИТЬ?

До того, как я начал преподавать предмет "Цветоведение" в институте кинематографии, я несколько лет проводил эксперименты на фабрике светочувствительных материалов "Свема" (город Шостка). Благодаря тому, что на производственном объединении "Свема" мне пошли навстречу (прежде всего, главный технолог по цветным фотоматериалам Анатолий Кириллов и руководители 17 цеха Зоя Иванченко и Оксана Цыненко), у меня появился доступ к опытной поливной машине и появилась возможность менять не только спектральную чувствительность слоев, но и смешивать цветообразующие компоненты в нужном мне соотношении, применять различные маскирующие компоненты, и полностью переделывать химический состав добавок в эмульсионный слой. Результатом этих экспериментов явились кинопленки с нестандартной цветопередачей.

Вот одна из таких кинопленок - "Ретро", образца 1989 года. Слева - обычная кинопленка, а справа - изображение, напечатанное с негатива "Ретро".

Рис. 36. Слева - обычная кинопленка, справа - "Ретро"

Эта плёнка - имитация двухцветки, когда в изображении присутствует всего два цвета - голубовато-зеленый и розово-красный. Красный цвет шарфика остается красным, а вот желтоватая стена постройки стала розовой. Синяя куртка превратилась в серую. Эта пленка придумывалась для выделения в изображении красной тональности. Если в объекте съемки не было зеленых тонов, то изображение на экране состояло только из оттенков серого и красного цвета.

Такая кинопленка была применена в фильме с элементами фантастики "Посредник" (киностудия им. Горького, 1990 г.).

Рис. 37. Кадры из фильма "Посредник". На двух нижних стоп-кадрах из фильма - халат (спецодежда) у актера был обычный, темно-синий.

Рис. 38. Кадры из фильма "Посредник". К/ст им.Горького (реж.В.Потапов, оператор И.Шугаев)

Примерно половина фильма была снята с использованием такой нестандартной по цвету кинопленки. Изменение цветопередачи происходило без всякого компьютерного вмешательства - такая цветопередача была заложена в рецептуре эмульсионных слоёв. И поскольку это была моя оригинальная идея и моя экспериментальная разработка, то в титрах фильма появилась такая строчка: "Разработка киноплёнки "Ретро" Л.КОНОВАЛОВ" (рис.39).

Рис.39. Титры из фильма "Посредник"

Для кинофильма "Духов день" (киностудия "Ленфильм", выход на экран в 1990 г.) мы на ПО "Свема" сделали кинопленку с маленькой насыщенностью цвета, ДС-50 (рис.40). Число "50" означало, что насыщенность цвета была снижена примерно на 50%. Снижение насыщенности цвета происходило без компьютерной обработки. Это был 1989 год, когда мощность компьютеров была настолько мала, что говорить о какой-то компьютерной обработке киноизображения в Советском Союзе ещё не пришло время. Вся цветопередача закладывалась в рецептуре эмульсионных слоёв.

Рис. 40. Кадры из фильма "Духов день", кинопленка "ДС-50" (реж.С.Сельянов, оператор С.Астахов)

Действие фильма происходит в двух временных пластах - в наше время и в 1930-е годы, в воспоминаниях. Современность снималась на кинопленку "Кодак", а воспоминания - на ДС-50. В главной роли - певец Юрий Шевчук (рис.41).

Рис.41. Певец Юрий Шевчук в фильме "Духов день" (к/ст "Ленфильм, 1990)

Поскольку аналогичной кинопленки в мире не существовало, то в титрах появилась моя фамилия, по-видимому, чтобы засвидетельствовать авторство (рис.42).

Рис.42. Некоторые титры кинофильма "Духов день"

Негативной кинопленки с низкой насыщенностью цвета на кинофабрике "Свема" было произведено более полумиллиона погонных метров.

Обычно разработкой рецептуры кинопленки занимаются небольшие коллективы, они в течение нескольких лет занимаются усовершенствованием стандартной цветопередачи.

А я предпринял попытку за несколько лет сделать несколько необычных кинопленок. Благодаря помощи работников "Свемы" было придумано около 10 разных кинопленок, но до массового производства дошли только три (рис.43). Эти киноплёнки в той или иной степени применялись при создании 14 кинофильмов.

Рис.43. Этикетки нестандартных по цветопередаче кинопленок.

Вот ещё интересная разработка. Меня попросили создать для фантастического фильма кинопленку, на которой голубое небо было бы другого цвета - действие должно происходить на другой планете.

А то как видишь в кадре голубое небо, - сказал мне кинооператор "Мосфильма", - так сразу понимаешь, что всё снято на Земле.

На опытной поливной машине, которая позволяла полить всего несколько метров, я сделал одну кинопленку с бирюзовым небом, а вторую кинопленку - с красно-оранжевым небом (рис.44). Причём сделал очень просто - изменением расположения красителей в эмульсионных слоях.

Рис.44. Киноплёнки, дающие разный цвет неба. Слева - обычная кинопленка и голубое небо, в центре и справа - экспериментальные кинопленки с бирюзовым и красно-оранжевым небом.

Синяя джинсовая куртка и сине-голубое небо (рис.44, левый снимок, стандартная кинопленка) превратились на одной кинопленке в зелено-бирюзовые оттенки, а на третьей кинопленке - в красно-оранжевые тона. Голубые глаза девушки стали на третьей кинопленке красноватыми. А как вы знаете, такой цвет глаз - у марсиан. Поэтому правую кинопленку мы назвали "Марсианка".

Необычные по цветопередаче кинопленки, которые мы изготовили на фабрике "Свема", в той или иной мере (иногда на полфильма, иногда лишь в виде отдельного эпизода) использовались при производстве 14 кинофильмов (там были игровые фильмы и документальные).

Существуют фотоматериалы с нестандартной цветопередачей, например, спектро-зональные пленки для аэро-космической съемки земной поверхности. Иногда такие материалы применяются в кинофильмах ("Аленький цветочек", "Через тернии к звёздам"). Но изначально эти материалы, спектро-зональные пленки, создавались не для кино, а для других целей - для аэросъемки земной поверхности и определения заболеваний растительности.

Не могу утверждать точно, но, по-видимому, я единственный в мире человек, который занимался рецептурой киноплёнок с нестандартной цветопередачей специально для кинофильмов (а не для каких-либо других целей), и чья фамилия, как разработчика, стоит в титрах фильма.

ЧТО ПРОИСХОДИТ С КОРИЧНЕВЫМИ ЦВЕТАМИ ПРИ ЗАМЕНЕ КРАСНОГО СЪЁМОЧНОГО СВЕТОФИЛЬТРА НА ОРАНЖЕВЫЙ?

Решение о том, что лунный грунт на фотографиях миссий Аполлон (1969-1972) должен быть практически серым, было принято, на мой взгляд, в 1966 году, когда были получены снимки с космического аппарата Сервейер-1. После мягкой посадки на поверхность Луны в июне 1966 года, аппарат Сервейер произвел более 11 000 фотоснимков с помощью черно-белой телекамеры. Большинство из этих снимков послужили (как фрагменты паззла) для составления панорамы окружающего лунного ландшафта. Но определенная часть снимков производилась через цветные светофильтры, чтобы впоследствии на Земле из трех цветоделенных изображений синтезировать одно полноцветное. Но цветоделение, на мой взгляд, было проведено неправильно. Вместо триады фильтров – синий, зеленый и красный – при съемке использовался желто-оранжевый фильтр вместо красного. Это и привело к цветоискажениям, изменившим цвет лунного реголита.

Мы знаем, что согласно легенде, у астронавтов миссии "Аполлон-11" для съемок в цвете была цветная обращаемая фотопленка Эктахром-64 и фотаппарат Хассельблад. Чем будет отличаться цветной снимок лунного реголита, сделанный на обращаемой фотопленке Эктахром от снимка, полученного с помощью синтеза трех цветоделенных черно-белых изображений с аппарата Сервейер?

Три светочувствительных слоя фотопленка Эктахром и телекамера Сервейер, через три цветных фильтра, увидят лунных грунт в разных участках спектра.

Нам известна спектральная характеристика отражения реголита из Моря Спокойствия, куда по легенде прилунился "Аполлон-11" (рис.6).

Нам известна спектральная чувствительность трёх слоев цветной обращаемой фотопленки Эктахром-64. Поскольку вертикальная шкала на графике спектральной светочувствительности логарифмическая, то за границы максимума светочувствительности принимаются участки, где светочувствительность уменьшается вдвое. Разница в одну логарифмическую единицу означает изменение чувствительности в 10 раз, изменение в 2 раза – это 0,3 по вертикальной шкале логарифмов. Выделяем зоны максимальной светочувствительности для каждого из трех слоев фотопленки (от точки максимума - на 0,3 логарифмические единицы вниз влево и вправо). Это будут участки 410-450 нм, 540-480 нм и 640-660 нм (рис.45).

Рис.45. Участки спектра, в которых лунный грунт видит фотопленка Эктахром.

Фотопленка Эктахром будет воспринимать лунный грунт, как если бы он отражал 7,1% в синей зоне, 9,1% в зеленой зоне и 10,3% в красной зоне. Так происходит цветоделение на стадии экспонирования. Иногда эта стадия называется АНАЛИЗОМ. А далее, после проявки фотопленки, в каждом слое пропорционально полученной экспозиции образуется свой краситель. Из трех отдельных красок складывается полноцветное изображение. Эта стадия называется СИНТЕЗ.

В обращаемой фотопленке анализ и синтез изображения происходит внутри эмульсионных слоев пленки. В случае аппарата Сервейор АНАЛИЗ лунного изображения (разложение на три черно-белых цветоделённых изображения) происходит на самой Луне, а СИНТЕЗ изображений происходит на Земле, после поступления и записи телевизионных сигналов с Луны.

Перед объективом телекамеры на Сервейере находится турель со светофильтрами (рис.46), и аппарат производит последовательную съемку сначала через один светофильтр, потом через другой и через третий.

Рис.46. Расположение турели с цветными фильтрами на телекамере аппарата "Сервейе р"

Поскольку зоны пропускания светофильтров Сервейера не совпадают с зонами чувствительности фотопленки, телекамера аппарата Сервейер увидит лунный грунт иначе, в других участках спектра: 430-470нм, 520-570 нм и 570-605 нм. После такой фотосъемки будет создаваться ощущение, что лунный грунт отражает в синей зоне 7,5% света, в зеленой зоне - 8,7% и 9,2% в красной зоне (рис.47).

Рис.47. Участки спектра, в которых лунный грунт увидит телекамера аппарата "Севейер".

Поскольку дальнейшие результаты будут представлены в цифровом виде – в виде картинки в формате *.jpg на экране компьютера, нам необходимо понять, как выглядят на цифровом снимке объекты с теми или иными коэффициентами отражения.

Для этого я изготовил тест – 8 серых полей, которые были отпечатаны на черно-белом лазерном принтере на листе бумаги формата А4 (рис.48). И с помощью денситометра определил их реально получившиеся коэффициенты отражения.

Рис. 48. Измерение тестовых полей на денситометре

Денситометр показывает результаты в виде логарифмических единиц, Белах. Одна логарифмическая единица означает ослабление света в 10 раз. Следовательно, если денситометр показывает значение около единицы (1 Бел), то это поле уменьшает количество отраженного света в 10 раз и перед нами объект с коэффициентом отражения 10% по трем зонам (рис.49). Добавим, что денситометр производит замеры в трех зонах спектра – красной, зеленой и синей. Рядом с буквами R,G,B имеется маленькая буква «r» (reflection)- замер производится в отраженном свете.

Рис.49. Плотность 0,99 Б соответствует коэффициенту отражения 10%.

Самое темное поле на тестовой шкале имело плотность на отражение 1,11 что в переводе на коэффициент отражения означает 7,7%.

Рис.50. Самое тёмное поле тестовой шкалы

Одно из полей по коэффициенту отражения оказалось близким к 18% -17,8% (рис.51).

Рис.51. Определены коэффициенты отражения всех полей тестовой шкалы.

Как мы знаем, в откалиброванном изображении с глубиной цвета 8 бит такое 18%-ное серое поле в пространстве s-RGB должно иметь значение яркости 116-118 единиц.

По желанию я могу в графическом редакторе немного высветлить или затемнить снимок, но если я веду речь о точной репродукции, то серое поле с коэффициентом отражения 18% должно иметь указанные выше значения. (На всякий случай - черная футболка отражает 2,5% света. - Рис.52)

Рис.52. Снимок отнормирован по 18%-ному серому полю

И вот ТОЛЬКО ТЕПЕРЬ мы можем сказать, как будут выглядеть на 8-битном фотоснимке объекты с тем или иным коэффициентом отражения. Левый столбик - коэффициент отражения при съемке, справа - яркость объекта в графическом редакторе на компьютере.

11,2% - 92,

10% - 82,

8,7% - 70,

7,7% - 60

Мне особенно хочется подчеркнуть важность этого соотношения - какой яркостью передаётся на мониторе компьютера тот или иной объект отснятый объект. Мне приходилось видеть статьи, где авторы полагали, что лунный реголит близок по коэффициенту отражения к чернозёму, и поэтому «лунные» снимки миссий Аполлон должны выглядеть очень тёмными. При этом авторы приводили «откорректированные» в соответствии со своими представлениями снимки, в которых реголит становился совсем чёрным. Это неправильный подход. Чернозём отражает около 2-3% света, реголит же заметно светлее, это 8-10% отражения. В ключевом освещении (в солнечный день) и при правильной экспозиции реголит должен на оцифрованных снимках (в 8-битном режиме) иметь значения яркости от 60 до 80.

Попробуем теперь сымитировать в графическом редакторе цветность лунного грунта – то, как его увидит цветная обращаемая фотопленка и то, как его увидела телекамера Сервейера.

Переведем полученные нами выше ЗОНАЛЬНЫЕ коэффициенты отражения лунного грунта в значения цифровой яркости. Телекамера Сервейера через цветные фильтры отобразила лунный грунт как объект, имеющий коэффициенты отражения 7,5% в синей зоне, 8,7% в зеленой и 9,2% в красной (рис.47). Поскольку у нас есть таблица соответствий между коэффициентом отражения объекта и его цифровой яркостью на снимке, переведём методом интерполирования полученные проценты отражения в значения, удобные для графического редактора.

7,5% отражения соответствуют 58 единицам яркости в 8-битном цифровом изображении, 8,7% - это 69 единиц, а 9,2% - это 74.

Для фотопленки Эктахром мы получили зональные значения коэффициента отражения лунного грунта как 7,1% в синей зоне, 9,1% в зеленой и 10,3% в красной рис.45). Это будет соответствовать цифровым значениям яркости: B=55, G=73 и R=85. Эти числа можно увидеть на рис.53 слева внизу.

Рис.53. Два квадратика показывают, на сколько изменился цвет лунной поверхности, когда вместо цветной обращаемой фотопленки мы стали снимать реголит телекамерой Сервейера.

Итак, мы видим, что замена красного съемочного фильтра на жёлто-оранжевый привела к тому, что снимаемый объект (реголит) потерял свою насыщенность, стал почти серым.

В августе 1969 года советский "Зонд-7" облетает Луну и возвращается, доставив на Землю цветные фотоснимки Луны, выполненные на фотопленке.

Я взял скан страницы из журнала "Наука и жизнь" (№ 11 за 1969 год), где на цветной вкладке приведены эти снимки поверхности Луны (нижний снимок - с расстояния 10.000 км), и наложил на это изображения два квадратика, которые показывают результат теоретического расчета цветности реголита для случая цветной обращаемой фотопленки и для случая съемки реголита по методу цветоделения, как на Сервейере.

Рис.55. Первые снимки лунной поверхности, сделанные китайским луноходом в 2013 году.

А вот на следующем снимке цветность лунного грунта передана гораздо точнее (рис.56). Чтобы вы могли понять, насколько этот цвет отличается от серого, мы обесцветили в правой части снимка вертикальную полосу.

Рис.56. Китайский луноход на Луне. Вертикальная полоса справа нами обесцвечена специально .

Пример таких цветоделенных черно-белых изображений можно найти в Техническом отчете №32-7023 по Сервейеру за сентябрь 1966 года (L. D. Jaffe, E. M. Shoemaker, S. E. Dwornik et al. NASA Technical Report No. 32-7023. Surveyor I Mission Report, Part II. Scientific Data and Results. Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, September 10, 1966). Именно из этого отчёта нам взяты черно-белые цветоделённые фотографии.

Рис.58. Черно-белые снимки, сделанные "Сервейе ром-1" через цветные фильтры: оранжевый (х), зеленый (у) и сний (z).

Синтез цветного изображения производится общепринятым способом, как это делается, например, в полиграфии: каждое частичное чёрно-белое изображение прокрашивается в свой цвет - соответственно голубой, пурпурный и желтый (это - стандартная триада красок для субтрактивного синтеза), и все три краски сводятся вместе (рис.59).

Рис.59. Получение в полиграфии полноцветного изображения из трёх однокрасочных.

Мы попытались свести три изображения, полученные Сервейером, воедино, но поскольку качество репродукций в брошюре оставляло желать лучшего (три картинки очень контрастные, с провальными тенями и к тому же немного отличающиеся по масштабу) - результат получился не очень хорошим (рис.60).

Рис.62. Черно-белые снимки опоры Сервейера-3 на Луне, полученные через цветные фильтры. Обратите внимание на изменение тональности секторов в центре цветовой мишени.

Стадия синтеза изображения производилась на Земле - совмещались три однокрасочных изображения (рис.63).

Рис.63. Однокрасочные изображения перед началом синтеза.

Возможно, вам покажется несколько архаичным такой способ получения цветного изображения. Но, по сути дела, все современные цифровые фотоаппараты и видеокамеры работают точно по такому же принципу. Светочувствительная матрица сама по себе чёрно-белая, но перед ней стоят три цветных фильтра - синий, зеленый и красный (в случае 3 ССD), или, если матрица одна, то перед ней расположен цветной растр из с-з-к элементов (фильтр Байера). АНАЛИЗ изображения - распределение большого количества цветных оттенков на три составляющие (R,G,B) - производится во время съемки, а СИНТЕЗ изображения, восстановление изображения из составляющих элементов, например, печать на цветном принтере, производится с помощью трех красок: желтой, пурпурной и голубой (CMYK).

Попробуем сравнить этот график на участке видимого диапазона (от 400 до 700 нм) с кривыми отражения лунного грунта Моря Изобилия (Луна-16) и Моря Спокойствия. Мы увидим, что грунт Моря Дождей в том месте, где сел китайский луноход, оказывается заметно темнее (рис.65), чем грунт на месте посадки Луны-16:

Рис.65. Море Дождей - более темный участок, чем Море Изобилия, коэффициент отражения ниже.

К сожалению, китайский график начинается от 450 нм, но это не мешает сделать вывод, что грунт не является серым - линия отражения постепенно поднимается по мере смещения к длинноволновой части спектра. Грунт визуально должен быть темно-коричневым. На что он похож?
Мы сравнили кривую спектрального отражения лунного грунта с некоторыми объектами (рис.67), а именно:
- с коричневым портфелем,
- с тёмно-коричневой шляпой (рис.66),
- с коркой ржаного хлеба,
- с хлебом бурже (рис.69),
- с листом черной упаковочной бумаги (рис.68).

Рис.66. Коричневый портфель и тёмно-коричневая шляпа, в самом низу - полоска чёрной бумаги.

Рис. 67. Графики спектрального отражения портфеля, шляпы и лунного грунта

Рис.68. Черная бумага отражает примерно 3,5% света, она заметно светлее чёрного бархата.

Рис.69. Ржаной хлеб

Вот что получилось в результате сравнения (рис.70):

Рис.70. Сравнение спектральных кривых отражения ржаного хлеба и лунного грунта из Моря Дождей

Наиболее близкий цвет оказался у шляпы. Другими словами, лунный грунт в Море Дождей визуально похож на цвет тёмно-коричневой кожаной шляпы и немного светлее верхней корки ржаного хлеба. При этом лунный грунт в Море Дождей, на месте посадки китайского лунохода, оказался заметно темнее участка Моря Изобилия (рис.71), куда прилунилась Луна-16 в сентябре 1970 года.

Рис.71. Лунные моря. Красными точками отмечены места посадки лунохода Юй-Ту (Китай) в Море Дождей и АМС Луна-16 (СССР) в Море Изобилия.

Грунт на месте посадки китайского лунохода Юй-Ту (Нефритовый заяц) оказался очень тёмным (рис.72)

Рис.72. Место посадки китайской автоматической межпланетной станции "Чанъэ-3" с луноходом. Теперь лунную поверхность изображают коричневыми цветами.

Итак.

С помощью объективной характеристики цвета - спектральной кривой отражения лунного грунта и спектрофотометра - мы подобрали объекты, которые визуально похожи на цвет лунного реголита. Затем цвет различных участков Луны (Моря Изобилия, Моря Спокойствия, Океана Бурь) воспроизвели на экране компьютера в виде цветных квадратиков, с соблюдением всех условий психологически правильной цветопередачи. Таким способом мы показали, каким по цвету должен получаться лунный грунт на фотоплёнках Эктахром: все участки должны быть тёмно-коричневыми. Цветная обращаемая фотоплёнка Эктахром была использована, согласно легенде, во время пребывания американских астронавтов на Луне. То, что цвет лунного грунта на подавляющем большинстве американских снимков в миссиях "Аполлон" (1969-72 гг.) выглядит совершенно серым (при наличии цветных объектов в кадре), свидетельствует о том, что эти снимки были сделаны не на Луне. В статье разъясняется причина, почему на основе первых снимков лунной поверхности с близкого расстояния, полученных с помощью автоматических станций "Сервейер" в 1966-67 гг., был сделан неправильный вывод о цвете поверхности Луны. Причиной явилось неправильное цветоделение из-за неверной триады цветных фильтров (вместо красного фильтра использовался жёлто-оранжевый). Именно из-за неправильно подобранной триады фильтров цвет реголита потерял насыщенность и стал почти серым. Это повлекло за собой ошибочное решение о том, что делать песок в павильоне, для имитации лунной поверхности, следует серо-пепельным (рис.73).

Рис.73. Лунный кадр из миссии "Аполлон-17" (1972 г.) с совершенно серым песком.