NASA圖片絢麗的著色:為了美,更為了科學
2020-12-02 cnBeta9月28日消息，你是否對NASA圖片絢麗的著色產生過質疑？圖片的著色不僅是為了視覺上的享受，更是為了科研的需要。保羅·薩特是俄亥俄州立大學的天體物理學家、哥倫布市科學與工業中心（COSI）科學中心的首席科學家。薩特現在還主持著Ask a Spaceman、RealApace等工作。
圖註：這幅色彩絢麗的蟹狀星雲的照片是利用歐洲航天局赫歇爾空間天文臺的一張紅外視圖和來自哈勃太空望遠鏡的一張光學圖像合成製作的。
我們這樣形容美國宇航局（NASA）和其他空間機構發布的絢麗的圖片：幽靈般的星雲的內部結構引人入勝，早已消亡的恆星系統餘留著廢墟，超新星爆發時輻射激波的壯麗以及新生的恆星從「塵土飛揚的子宮」中誕生時的奇幻。
而有些人沒有放鬆下來去欣賞這些宇宙中正在上演的美景，他們覺得有必要提出反對意見。或許你沒這樣說過，但我經常聽到人們類似的評論：因為那些照片裡的顏色是假的！用人類肉眼看不出星雲是彩色的！用雙筒望遠鏡和單筒望遠鏡觀察的超新星爆發也沒有圖片上那樣絢麗！宇宙中不存在照片所呈現的紫色陰影！諸如此類。
先說說望遠鏡是什麼
圖註：珀金埃爾默（Perkin-Elmer）公司正在為哈勃望遠鏡的主鏡拋光。
我認為介紹清望遠鏡（尤其是和數位相機連接的望遠鏡）的作用是頭等重要的。望遠鏡是由鏡筒、鏡子及透鏡構成，這樣就能捕捉儘可能多的光線。顯然，望遠鏡捕捉的光線要比人類肉眼捕捉的要多得多。因此，望遠鏡才能觀測到遙遠模糊的景象，而人類肉眼則看不到，除非你搭乘外星行星並在那兒定居100萬年進行觀察。
望遠鏡的第二個作用就是將捕捉到的那些天文數字都數不清的光子聚集成一個適合人類虹膜觀察的小點。否則，這些光線只能照在你的整張臉上，這既不有趣，也沒有利用價值。調整焦距還能放大圖像，使它們看起來比實際大小要大得多。
綜上，望遠鏡給你呈現的景象是「人造視圖」。
人類的視網膜含有特殊的傳感器（抗角蛋白抗體、視杆細胞和視錐細胞）能辨別不同的顏色。但數字式傳感器——比如你手中用於自拍的手機攝像頭——對顏色並不敏感。攝像頭只能夠計算進入它們的光的總量。為了優化效果，就用到了濾光片，要麼採用多組傳感器，要麼把相同傳感器採集的多重信息結合起來。
殊途同歸：在你拍照的同一瞬間，關於光的性質的大量數據進入攝像裝置中。神奇複雜的軟體算法重建所有這些數據並將之轉化為圖像，這些圖片才得以有幾分接近人類肉眼的觀察效果。
但是當人們調整曝光或設置閃光時，拍攝出的圖像和人類肉眼的觀察就會相差很大了。
為的是科學
如果你自拍時用過濾光，原因大多是你想讓你的自拍照看起開更漂亮。
科學家也想讓照片看起來更好看，這同時更是為了科學！研究人員拍攝太空中物體的照片來了解其如何運作，把這部分的對比度調高些，把那部分的亮度調高一點，這麼做，能幫助我們理解被拍攝物的複雜結構以及其內部的關係，或者是兩個物體的關係。
所以，不要因為照片小小的改動而責備NASA。他們這麼做是為了科學！
宇宙的顏色
圖註：發射著大量X射線的埃爾戈爾多（El Gordo）星系團。這個星系團編號為ACT-CL J0102-4915，數百個星系在強大的引力下聚集此處。據哈勃望遠鏡測量估算El Gordo星系團的總質量是我們銀河系的三千倍！
但是絢麗的著色是怎麼一回事呢？如果不得不做一個調查，可能宇宙中最常見的就是紅色和藍色。因此，如果你看到哈勃望遠鏡拍攝的絢麗照片中主要是紅色和藍色，那麼真實的景象很可能就如你肉眼所見的。
但是一大片綠色呢？少量的橙黃色？天體物理機制通常不會產生類似的顏色，那這是怎麼回事呢？
原因還是科學！研究人員通常會人工添加顏色來挑選出一些他們試圖分析研究的部分或特寫。狀態活躍時的元素會發射出特定波長的光。有時這種光在人類的感知範圍內但會和圖片上其他的顏色重合，而有時光的波長已經完全超出人類肉眼的可視範圍。
但無論哪種形式，我們會在地圖上標出這部分在一個特定星雲或圓面上的位置。所以科學家會把特寫處加亮以便於對複雜物體的起源和結構進行研究或者是得到些線索。「哇，那片富氧雲幾乎包裹住了圓面。這奇幻場景「科學的」如此迷人。」你或許會這樣讚嘆道。
奇幻絢麗的感覺
從威廉·赫歇爾偶然發現紅外線那時起，科學家就已知道光的種類不計其數。紅的比顏色最紅的紅外線、微波、無線電的顏色還要更紅。紫的比顏色最深的紫外線、X射線、γ射線相疊加的顏色還要更紫。
科學家利用望遠鏡探測宇宙中的各種電磁輻射，從波長非常短的γ射線到波長有數米甚至更長的無線電波都在觀測範圍內。望遠鏡的技術幾乎總是相同的：把光線收集到鏡筒中並將之聚焦到一個中心位置。
所以，自然而然，科學家想要大手筆地繪製地圖。畢竟我們在建造望遠鏡上花了一大筆錢。但是來自一個遙遠的超新星所發射的γ射線是什麼顏色呢？一個活躍星系發射的無線電又是什麼顏色呢？我們需要把所有這些數據映射成人類感官感覺到很美妙的形式，所以我們就對這些圖片進行了絢麗的人工著色。
如果不這樣做，事實上搞科研也就無從談起。
相關焦點
-
NASA公布罕見面紗星雲:絢麗色彩美到窒息
美國宇航局（NASA）最新公布了一張罕見的面紗星雲照片，絢麗的色彩美到窒息。 據悉，這片面紗星雲是被哈勃望遠鏡所捕捉到，通常這種星雲會比較黯淡，不過這次比較幸運，因為科學家為了能夠拍攝到下周的「超級血月」而改變瞭望遠鏡參數。 -
NASA 發現的「宇宙雪花群」是什麼,此次發現有何意義?
NASA在19年12月24日（啊，已經是去年了）發布了斯皮策太空望遠鏡拍攝的「聖誕樹」星雲簇的一部分圖片。這張絢麗的圖片是五通道（五種波長）的偽彩色合成圖像，其中隱藏著厚厚的塵埃後方的，是數不盡的新生恆星。 -
最活躍的恆星工廠，美如絢麗多姿的宇宙掛毯
據美國「物理學組織」網站8月26日消息稱，美國航空航天局（NASA）日前公布了一張斯皮策太空望遠鏡（SST）退役前拍攝的圖像，圖中的W51猶如一張絢麗多姿的宇宙掛毯。W51和地球之間的星際塵埃雲阻擋了可見光，因此科學家很難對其進行觀測。SST的紅外觀測結果，展示了W51的壯觀景象——它的總紅外輻射量相當於2000萬個太陽。 -
史酷比狗著色書
史酷比狗著色書是一款休閒類塗色遊戲。玩家可以在遊戲中對各種圖畫根據提示塗上相應的顏色，使其保持美觀，在這裡可以鍛鍊玩家的想像力和動手操作能力，不同的關卡有著不一樣的任務，通過任務可以得到相應的道具，這些道具可以在遊戲內給予玩家很大的幫助。 -
畫面絢麗,戰鬥爽快——《混亂特工》
】 遊戲的畫面音效都是偏向於美漫的風格，人物的造型都獨特帥氣，射擊戰鬥畫面炫酷，過場動畫直接採用美漫形式幽默炫酷，遊戲音效也突出了刺激爽快。不過因為畫質高低差距不大，所以完全可以調低畫質保證流暢度，畫面仍然很絢麗爽快。 -
世界地球日,與NASA一起探索這顆美麗的藍色星球
為了保護自己和他人，在今年的世界地球日我們可以藉助網絡實現「虛擬聯繫」，NASA鼓勵大家用#宅家地球日（#EarthDayAtHome）的標籤在社交媒體上分享自己慶祝地球日50周年的照片和小視頻，內容可以是特殊科學活動的圖片，也可以是自己創作的藝術品，還可以是窗外的樹或任何能帶給你靈感的東西。 -
NASA模擬黑洞高清震撼動圖,美到窒息!
網友紛紛表示美哭了！>>>人工智慧改變中國，我們還要跨越這三座大山 | 獻禮70周年 人類歷史上第一幅黑洞照片的誕生，是科學史上的一次壯舉，但是實現難度極大，最後得到的圖像解析度相對較低。科學和技術是不斷進步的，科學家預計，未來我們可能看到黑洞的直接圖像質量，會隨著時間的推移而顯著改善。 -
科學鏡頭下的不可思議之美:結構複雜的人腦
9月9日消息，英國皇家攝影協會「國際科學圖片大賽」即將宣布評選結果。本屆攝影大賽共收到了來自世界各地業餘或專業攝影師的作品2500多件，這些作品都是世界各地各領域最優秀的科學攝影圖片，展現了科學領域不可思議的自然之美。 -
銅著色獨家配方揭秘——火焰與藥水在銅表面迸發的藝術
色彩對於這個世界而言，玄妙，耀眼，也使每一個事物擁有異於常態的美。 銅，本身就是美且獨特的存在，因為色彩，銅的故事在不斷被改寫，每一個色彩讓銅有了不同的意義。黑時，他深邃；白時，他純淨。 -
銅門的著色工藝流程及著色問題
經過著色的銅門，由於更具有美感，且其使用、觀賞價值比較高，因而受到人們的普遍歡迎。著色銅除有美麗的外觀，作為裝飾外，還可以提高銅的耐磨性和耐蝕性，因此，著色技術開發了表面處理又一新領域。 -
哈勃圖片：絢麗輝煌中死亡的星團
太空中絢麗的星團，如煙花綻放在天空中。但美麗的背後卻是殘酷-星系的死亡。哈勃望遠鏡在六月份就傳回過兩張這樣的圖片。 -
深圳鋁氧化著色價格
深圳鋁氧化著色價格，佛山市南海區海光鋁氧化有限公司，成立於1999年8月，本廠與中國香港星光鋁質氧化有限公司共同合作創辦，氧化技術已有35年以上的經驗，對鋁的加工及特性有一定的認識。全鋁室內門比木門有耐腐蝕，更加不容易變形等特點，鈦鎂合金材質更穩定，結構更科學，不易朽壞，其氧化著色層不脫落，不褪色，經久耐用。 -
好萊塢大片既視感:絢麗的中學生化學實驗
將一管氯化鋁溶液倒入盛著氫氧化鈉溶液的容器，溶液瞬間變得渾濁，這時，好戲開始了——漆黑的幕布前，白色雪花狀的絮狀物簌簌直下，升騰，旋轉，聚攏又散開，跳著絢麗的舞蹈，有如一場意料之外的煙火表演。 -
美到冒泡!超寫實畫家打造「珊瑚魚」,絢麗到了極致
美究竟是什麼？自古以來都沒有一個定論，每個人對美都有自己的看法和理解，最受公認的，或許就是絢麗的色彩，加上讓人眼花繚亂的造型吧。每一個畫家都是美的演繹者和表達者，他們用自己的畫筆，描繪他們所看到關於美的樣子。 -
EPE珍珠棉包裝_著色方式
在生產EPE珍珠棉包裝的過程中，著色和配色是比較重要的一環，掌握EPE珍珠棉包裝的著色技術和方法可以確保其顏色和質量，簡單理解EPE珍珠棉包裝著色的注意事項。接下來，跟著小編一起來了解一下關於EPE珍珠棉包裝的著色方式吧。 -
NASA斯皮策太空望遠鏡探察最活躍的恆星工廠
據美國「物理學組織」網站8月26日消息稱，美國航空航天局（NASA）日前公布了一張斯皮策太空望遠鏡（SST）退役前拍攝的圖像，圖中的W51猶如一張絢麗多姿的宇宙掛毯。W51和地球之間的星際塵埃雲阻擋了可見光，因此科學家很難對其進行觀測。SST的紅外觀測結果，展示了W51的壯觀景象——它的總紅外輻射量相當於2000萬個太陽。 -
NASA航拍地球夜景:絢麗的美帝
美帝東南部美國西海岸歐洲和北非、中東部分區域歐洲西部(左邊黑海、右邊裏海)南非南美洲南部巴西東部中東波斯灣阿拉伯半島(左邊紅海右邊波斯灣)好像少點什麼………… -
NASA:一個被航天事業耽誤的設計公司
本文已獲授權來源:施藍藝術圖片:NASA相信不少人小時候都曾幻想過，長大要當一個太空人。穿著炫酷的太空衣，駕駛著飛船漫遊在太空中，探索神秘的宇宙。挑戰者號太空梭升空，執行STS-7任務的標誌。（圖源：nasa.gov） -
石紀元:千空傑諾人設解析,科學的瘋狂與邪惡
石紀元156話是關於千空與傑諾兩位科學天才的結緣的故事，而這兩個角色的定位也在這一話正式明晰——用知者和求知者。石紀元是一部以科學為核心的作品，而在156話的內容正是作者對科學的理解，接下來我們就來聊聊對於石紀元整篇故事來講，都有重大意義的156話。