天问一号拍摄的首张火星照，为什么是黑白的？
在即将抵达火星之际，天问一号“拍一拍”火星——在距离火星约220万公里处，获取首幅火星图像。这是中国有史以来第一张火星近照，注定载入史册。
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在无比振奋之余，很多人心中都冒出一个大大的问号——火星是一颗红色星球，但天问一号拍摄的首张火星照，为什么是黑白的？对于这个问题，国家航天局相关人士给出了最直白的答案——本次成像模式采用黑白成像。
以下是天问一号首张火星照的着色效果图。所谓着色效果图，指的是图像颜色并不是根据拍摄数据处理得到，而是强行添加的效果。
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那么天问一号能拍出真正的彩色照片吗？当然可以！
你想啊，我们的手机都能随手拍出彩色照片，对处于世界级水平的天问一号而言自然也不在话下。既然如此，天问一号的首张火星照为何要采用黑白成像？
要讲清楚这个问题，还得从彩色视觉说起。
我们之所以能够看见这个世界，是因为有光，确切的说是可见光。可见光只占据了宽广的电磁频谱非常狭窄的一部分，波长范围大致是400-700nm，不同波长对应不同颜色。三百多年前，牛顿用三棱镜做实验，发现白光由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光组成。正是可见光打在视网膜上，让我们感知到色彩与明暗。
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我们对颜色的感知实际上是一个主观的过程——光线与视网膜上不同类型的视锥细胞相互作用，刺激使大脑做出响应。所以，在本质上，不仅是不同物种间，甚至同一物种的不同个体间，看到的东西也有所差异。是的，你我眼中的世界不尽相同。
人类拥有三种具备不同光谱敏感度的视锥细胞，按照光谱敏感度峰值波长，被称为（短）S-视锥细胞、（中）M-视锥细胞、和（长） L-视锥细胞。因为它们的光谱敏感度峰值波长分别处在蓝光、绿光和红光附近，所以又被称为蓝色感受器、绿色感受器和红色感受器。
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这造就了三色视觉，是三原色光模式的原理。三原色光模式，又称RGB颜色模型，是一种加色模型，将红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue）三原色光以不同的比例叠加，产生不同颜色效果。
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拍摄彩色照片，正是基于RGB颜色模型。
如果相机直接接收来自物体的光线，是无法辨识其颜色的，只能拍出黑白照。若想拍摄彩色照，需要解析出三原色信息，然后叠加合成，因此要加上滤色镜。
通常，手机相机和数码相机等能够直接拍摄出彩色照片的设备，使用的是拜尔滤色镜。在加装拜尔滤色镜后，每个像素只能接收到R、G、B一种色光。根据人眼对绿光最敏感的特点，拜尔滤色器的排列为50%是绿色、25%是红色、25%是蓝色。
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因为每个像素只过滤并记录RGB三种颜色的一种，单个像素获取的信息并不能完整表现红、绿、蓝各色的组成数值。对此，可用去马赛克算法来插值得到每个像素红、绿、蓝色的组成数值。这些算法利用周围相同颜色的像素去估计一个特定像素的组成数值，算法运算量不同，最后成像质量也不一样。当你用手机拍摄出一张彩色照片时，其实经历了一系列运算。
虽然这种方法可以简便直接地拍出彩色照，但牺牲了进光量，在一定程度上降低准确度与清晰度，而且在颜色和亮度突变处容易产生噪声。所以，这种方法很适用于日常拍照，却无法满足天文学和太空探索等科学研究的要求。
一般来说，专业天文相机和探测器的高分辨率相机都是黑白相机，以最大化获取进光量，确保尽可能准确地拍摄探测对象。当然，科学追求尽善尽美，在此基础上也会捕获探测对象的真实色彩。
【天问一号拍摄的首张火星照，为什么是黑白的？】怎么做？同样也是加滤色镜，但不同于拜尔滤色镜，这里依次使用红、绿、蓝三种滤色镜，得到RGB三个通道的三张照片，然后再进行叠加处理，得到真实色彩照片。显然，相比于拜尔滤色镜，这种方法虽然更麻烦，但能获取更大进光量。
让我们以大名鼎鼎的哈勃太空望远镜拍摄真实色彩的土星为例。
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