新上市的“透視”手機是什麼原理？其實攝影圈早就在用了_風聞

【本文由公眾號“把科學帶回家”提供，ID：steamforkids】

世界上已經出現了各式初級隱身技術，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。那麼，看穿別人衣物的火眼金睛技術有沒有出現呢？

2014年， 羅切斯特大學的 Joseph Choi 發明的隱身光學設備。

最近，某手機品牌推出了一款新手機，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。

這款手機一出，網友炸了：它能不能過濾人的衣服呢？

經各路網友測試，該手機只能看穿非常薄的塑料，比如電視機遙控器的外殼，蘋果機頂盒的外殼，以及非常薄的T恤，並不能看穿更厚的衣服。

全棉T不行——

刮刮卡不行——

太陽眼鏡可以——

有一個大膽想法的同學們可以把這個想法垃圾分類一下。

但不管怎麼説，它還是會引發各種不適。5月19日凌晨，一加手機在微博上致歉，並表示暫停該濾鏡。

那麼，這種手機到底使用了什麼技術呢？

實際上，它利用了紅外攝像技術。

紅外線和光一樣，屬於電磁波，只不過它們的波長比較長，人眼看不到。

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

X27夜視攝像機拍攝到的夜晚畫面

而一些攝影器材能夠捕捉紅外線，比如紅外攝像機，還有夜視攝像機。滅火時消防員會用紅外攝像機尋找建築物裏的人；軍方作戰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備拍攝的藝術流派，一加的技術對於玩攝影的人來説完全不是秘密。

利用紅外線的攝影

總而言之，紅外攝像技術並不新穎，只不過由於存在隱私風險，在大眾消費品領域是個禁忌。

往遠了説，1998年，索尼就曾經出過事。當時它家推出了一款帶夜視功能的攝錄機。

1998年上市並被召回的索尼攝錄機

這款攝錄機也是利用紅外技術拍攝，且它的技術強大到可以過濾泳衣。後來，索尼召回了這款攝錄機。

一加之外，現在也有一些手機出現了紅外攝像頭。比如，蘋果家的 Iphone X手機推出的 Face ID 和配套的 TrueDepth 紅外攝像頭和傳感器也是利用紅外線實現人臉識別的。

Face ID在運作時，會發射紅外線，掃描人臉。

最左邊這個攝像頭就可以讀取紅外線數據。第二個就是紅外線發射儀。最右邊的方塊可以投射3萬個紅外光點。

接着，Iphone X手機自帶的軟件對紅外數據進行分析，然後解鎖手機。

雖然在普通玩家手裏，這種紅外攝像頭只能用於掃臉，但也有高級玩家破解了它，並用它拍到了塑料外殼下的圖案——

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

這就是具有熱紅外視力的白娘子看到的世界吧，這麼説起來許仙在她眼裏一直是薄碼的。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。

不管以後會不會再次出現類似的透視手機或攝像機，你肯定想知道哪些材料在紅外線下是透明的。

由於太陽能板等設備需要能夠對紅外線透光的材料，因此科學家們也在研發在紅外線下透明的物質。我們通過相關的研究就可以瞭解不同材料對紅外線的透光性。

首先來看看塑料。

2003年，一篇發表在 Energy Conversion and Management 上的研究比較了不同塑料的對紅外線的透過率，也就是允許紅外線透過的能力。

用聚乙烯製作的塑料包裝

該研究發現，在同等厚度和光源温度的情況下，聚丙烯（PP，是紡織品、文具的常見材料）和聚乙烯（PE，用於製造塑料袋、塑料瓶）在紅外線下比較透明。如果只看人體温度範圍的透過率，依舊是聚丙烯和聚乙烯最透。

外殼口罩的外層和內部的熔噴棉就是聚丙烯製作的

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

聚氯乙烯（銀行卡、會員卡、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）的紅外透過率處於中游。

礦泉水瓶因為是PET製作的，常被回收製造衣物纖維。

至於經常被用來做衣服的 PET 塑料（點我查看塑料瓶如何變身成衣服），它對某些波段的紅外線也有很好的透過率，因此也有被紅外攝像機看穿的可能。

除了容易透紅外線的塑料，還有更有趣的無機材料，它們在普通燈光下它們完全不透明，但是在紅外線下卻裏外通透。

硅就是一個典型。在可見光下，硅是不透明的，但是在紅外線下它是透明的。

在紅外線（右下角）下，硅是透明的。

這是怎麼回事呢？

具體來講，材料是否透光取決於是否有自由電子。有自由電子的物質，比如金屬就是不透明的。

硅是非金屬，沒有自由電子（不導電），但是硅原子之間可以形成共價鍵。如果入射光光子的能量大於共價鍵的能量，那麼光子就會被吸收，同時共價鍵就會斷裂，出現自由電子，併產生光電流。

但是如果光子的能量不夠，那麼它就不會被吸收，共價鍵不會破裂，而光子就可以毫髮無傷地穿過材料，材料對光子來説就是“透明的”。

硅

對於硅來説，能夠拆家的光子波長是1.1微米，正處於紅外波段。所以硅對於某些波段的紅外線來説是透明的，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，同樣也是共價鍵半導體的砷化鎵用肉眼看也不透明，但是在紅外線下宛若隱形。大多數塑料這樣的聚合物內部也是共價鍵，也沒有什麼自由電子，它們能透一部分紅外線也是基於類似的原理。

砷化鎵片 圖片來源：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。這是因為繪畫顏料幾乎都是氧化物或硫化物，它們的共價鍵沒有辦法吸收紅外線。

由於大多數繪畫顏料對紅外線透明，梵高對畫作 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。

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

總之為了防止紅外相機偷拍，大家最好用金屬物質給自己打碼，千萬別用半導體什麼的遮擋就對了。

説到底，在透視方面，紅外攝像技術並不是最犀利的。

美國、歐盟的一些機場就配有人體掃描安檢儀。一些人體掃描安檢儀採用的是微波反射技術，它能用高頻無線電波掃描人體表面，製作圖像。大家可以觀摩一下微波反射技術的效果——

利用微波反射技術的人體掃描安檢儀圖像 圖片來源：tech wire asia

這可比紅外攝像這種半遮不遮的要粗暴多了。顯然，因為效果拔羣，人體掃描安檢儀也引起了很大的隱私爭議。

黑夜給了你黑色的眼睛，有人卻想用它看紅外小電影…