赤外線フィルムとウッド効果:濃い赤フィルター、白く輝く葉、そしてフォーカスシフト

Robert W. Wood、最初に発表された赤外線写真(イースト・ハンプトンの自宅別荘)、The Century Illustrated Monthly Magazine、1910年2月、パブリックドメイン

Simon Lehmann Editor

赤外感光フィルムに深い赤色または不透明な赤外フィルターを組み合わせると、葉が白く、空が黒く描写される理由と、レンズを再フォーカスしなければならない理由。

肉眼には平凡に見える風景も、目に見えない波長に感応するフィルムを使えば一変する。葉は白く輝き、青い空はほぼ黒に落ち込み、肌や水面は見慣れない滑らかさをまとう。これがいわゆる「ウッド効果」であり、二つの要素が連携して初めて成り立つ——可視光スペクトルの赤端を超えた波長に感光する乳剤と、乳剤が通常であれば記録してしまう可視光を遮断するフィルターだ。

効果の起源と、その背景にある物理

この効果の名は、アメリカの物理学者 Robert W. Wood(1868–1955)に由来する。彼は近赤外感光プレートで撮影した最初期の写真を発表した人物だ。「A New Departure in Photography」と題した論文は1910年に The Century Magazine に掲載され、特徴的な白い葉と暗い空を持つ近赤外露出の写真を世に示した。その白い葉がこの現象に名前を与えた。

葉が白く写る理由は構造的なものであり、化学的なものではない。クロロフィルは可視光の赤域を強く吸収するため、健康な緑の葉は赤色光をわずか数パーセントしか反射せず、通常の赤フィルターを使ったモノクロ写真では暗く写る。可視スペクトルを少し超えた約700 nm付近で、色素は吸収をやめ、葉の内部にある気孔の多い海綿状葉肉組織が細胞壁の界面で近赤外をきわめて効率よく散乱させる。その結果、近赤外における反射率はおよそ40〜60パーセントへと急上昇する。この700 nm付近における急峻な変化が「レッドエッジ」であり、NDVI などの指標でリモートセンシングが利用しているのもまさにこの特性だ。赤外感光乳剤はこれを淡く、ほとんど発光しているかのような階調として記録する。

空が暗く写る理由も、同じ波長のシフトにある。晴れた青空が明るいのはレイリー散乱によるもので、その強度は1/波長⁴に比例する。近赤外ではこの値が激減するため、空はほとんど散乱せず、フィルターが可視青色光を除去すると深い、ほぼ黒に近い調子で記録される。

現在入手できるフィルムを選ぶ

かつての定番強効果フィルムはもう存在しない。Kodak High Speed Infrared(HIE)は2007年11月2日に製造中止となった。感度域はおよそ900 nmまで達し——一般的な撮影用フィルムとして最長で、最適域は750〜840 nm——最も強いウッド効果を生み出した。Kodak からの後継がなくなった今、選択肢は現行生産品の短いリストに絞られる。赤外感度の到達点と効果の強さ順に並べると次のとおりだ:

  • Ilford SFX 200 — 赤域感度を拡張した中感度パンクロマティックフィルム。720 nmをピークとし、約740 nmまで伸びる。近赤外にかろうじて届く程度のため、効果は中程度にとどまる。
  • Adox HR-50 / Rollei Retro 80S — どちらも Agfa Aviphot Pan 乳剤をベースとし、約750 nmまで感応する。ISO 50 の超微粒子技術乳剤で、720 nm フィルター下でも中程度のウッド効果を示しながら、きわめて細かいディテールを保持する。
  • Rollei Infrared 400(IR400) — ハイパーパンクロマティックフィルムで、公称感度 ISO 200〜400。近赤外域に感応し(Rollei のデータシートではおよそ750 nmと記載、推奨フィルターは715〜730 nm。一部のソースでは820 nmに向けた拡張感度も言及)。HIE から引き継いだ強効果の座を担う現行フィルムであり、葉をほぼ白く、空を最も深く落としたいときに手を伸ばすべき一本だ。

グローはフィルムのもの、光のものではない

HIE の特徴的なハロ——枝や明るいエッジに光が滲み出すような柔らかい輝き——は、赤外線光そのものの性質と誤解されることが多い。そうではない。HIE はアンチハレーション層を持たず、透明ベースに塗布されていたため、光がフィルムを透過してベース背面で反射し、乳剤を二度露光させていた。すなわちブルーミングとハレーションだ。現行の赤外フィルムはいずれもアンチハレーションバッキングを備えているため、SFX 200、Rollei Infrared、Adox/Rollei Aviphot の各フィルムは赤外をクリーンに描写し、ハロを生じない。あのグローが欲しければ現行フィルムでは得られないが、クリーンな赤外描写を求めるなら現代のフィルムのほうが適している。

フィルター:カットオフが効果の強さを決める

赤 25 フィルターは可視赤と近赤外を通し、青とほとんどの緑を遮断する。空を暗くして葉を明るくするが、依然として多くの可視光を記録するため、効果は穏やかだ。イメージを純粋に赤外反射率から構築するには、目には黒く見え、近赤外のみを通す不透明フィルターを装着する。カットオフが長いほど、イメージはより純粋に赤外から成り、描写はより強くなる。50パーセント透過点の目安を並べると強度が分かる:

  • Wratten 89B ≈ 715〜720 nm — 最もシャロー。深い可視赤を通過させる
  • Wratten 88A ≈ 745〜750 nm
  • Wratten 87 ≈ 795 nm
  • Wratten 87C ≈ 850 nm — 最もディープ、最も純粋な赤外

事実上の標準的撮影フィルターは Hoya R72 であり、720 nm 以上を通過させ、760〜860 nm において約95パーセントを透過する。Ilford は SFX 200 向けに同等フィルターを直接示しており、B+W 092、Heliopan RG695、Hoya R72 に加え、専用の ILFORD SFX フィルターと Heliopan 715 を挙げている。Rollei の Infrared 400 に対する推奨フィルターは Heliopan RG715 だ。フィルターが赤いほど効果は劇的になる——そして露出は長くなる。

露出と測光

これが赤外撮影の実践上、最も注意を要む落とし穴だ。濃い赤色または不透明フィルターを通した TTL 測光値は信頼できない。メーターとフィルムでは受ける光への反応が異なり、誤差はどちらの方向にも生じうる(たとえば Ilford は、一部のカメラでは深い赤フィルター越しに最大1½段(ストップ)露出不足になると警告している)。確実な方法は、ハンドヘルドメーターによる入射光測定、フィルム固有の EI、そして前後のブラケティングだ。

文献に具体的な出発点が示されている例として:Kodak の HIE データシート(Publication F-13)では、日中にハンドヘルドメーターと Wratten 25 を使用する場合の EI を 50 と規定していた。またカメラがフィルターを付けた状態でレンズを通して測光する場合、EI 200 を出発点とし、フィルターを付けるに測光した値を使い、フィルター越しの読み取りは無視するよう指示していた。不透明な Wratten 87 では EI 25 まで落ちる。現行フィルムについては、Rollei Infrared の RG715 使用時は一般に EI 6〜12 程度で使われ、SFX 200 の R72 使用時はボックス感度を大きく下回る値で使用される。

フィルターファクターも同じ論理に従う。赤 25 はおよそ3段(ストップ)のコストがかかる。不透明な R72 や Wratten 87 はそれをはるかに超えるが、固定した数値は存在しない——補正量はシーンに実際どれだけの赤外線が含まれているかに依存する。だから単一の計算値ではなくブラケティングが正しいアプローチだ。非常に暗いフィルターでは露出が長くなり、三脚は事実上必須となる。

フォーカスシフト、そして手順

レンズは赤外と可視光を同一平面に結像させない。光学ガラスは長い波長をより少ししか屈折させないため、近赤外はレンズの少し後方に収束する。赤外像をシャープにするには、レンズをわずかに前に繰り出し——少しだけ近距離に合わせ直す——必要がある。一般的な目安として補正量は焦点距離の約1/400、ミリメートルで表すと:

シフト = 焦点距離 × 0.0025

50 mm レンズでは約0.125 mm、100 mm レンズでは約0.25 mmの前繰り出しが必要だ。旧来のマニュアルフォーカスレンズの多くには距離スケールに小さな赤い赤外指標マークがあり、まさにこのためのものだが、あくまで目安であり、実際のシフト量はレンズ設計に依存する。

不透明フィルターではレンズ越しのフォーカシングが不可能なため、操作の順序が重要になる。三脚を使い、次の順で行う:まずフレームを測光・構成する。通常どおりフォーカスし、標準指標の対面にある距離を読む。次にその距離が赤い赤外マークの対面に来るようレンズを回す。それから黒いフィルターを装着する。f/11〜f/16 まで絞り込めば残留シフトのほとんどが被写界深度に吸収され、これもまた赤外撮影の長時間露出が小絞りで行われる理由の一つだ。

現像の実例

赤外フィルムは通常の薬品で現像できる。Ilford の ID-11、Perceptol、Microphen はいずれも20〜24°Cで使用し、20°C を1度下回るごとに現像時間を約10パーセント延長するという基本則に従う。速度増感型現像液の Microphen は、Ilford が SFX 200 に特に有効として挙げているものだ:EI 200 で露出した SFX 200 を Microphen 原液で現像すると、20°C でおよそ8分30秒かかる。比較として HIE は Kodak D-76 で20°C 10分だった。

真の赤外フィルムには、ローディングに関する注意事項が一つある。Rollei は Infrared のローディングおよびアンローディングを弱い光の下で——一部のソースでは完全な暗室で——行うよう指示している。35mm カセットのフェルト製の遮光トラップでも、これほど感度の高い乳剤はエッジでカブることがあるためだ。扱いに値する感材として丁寧に扱えば、コマはクリーンに仕上がる。

出典:Ilford SFX 200、ID-11、Perceptol、Microphen テクニカルインフォメーション;Kodak Publication F-13(High Speed Infrared);Hoya R72 製品データ;Rollei/Maco Infrared データシート;Adox HR-50 製品データ;R. W. Wood, “A New Departure in Photography,” The Century Magazine, 1910.

画像:Robert W. Wood、最初に発表された赤外線写真(イースト・ハンプトンの自宅別荘)、The Century Illustrated Monthly Magazine、1910年2月、パブリックドメイン

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