Dlaczego lewy wiatrak ma zbyt wiele ostrzy?

Ok, sprawdź ten strzał:

Są to 3 wiatraki w Marshfield Massachusetts. Został zastrzelony z Provincetown, MA około 35 mil. (Nie chciałem ich zastrzelić, strzelałem do Right Whales ... Wiem, życie jest ciężkie ...

Ujęcie jest pikselowym podglądem pełnego kadrowania. Korpus Canon 40D, obiektyw 24–105 mm F4, nagrywany z prędkością 1/640 s dla f4.0 z priorytetem przysłony. ISO 100.

Co się dzieje z lewym wiatrakiem? To ostrze około godziny 20 jest podwojone. Jak to się stało?

Mimo tego, jak mogłoby to wyglądać, nie jest to efekt migawki płaszczyzny ogniskowej. Efekt migawki w płaszczyźnie ogniskowej powoduje zniekształcenie, ponieważ różne części kadru są eksponowane w różnym czasie. W przypadku wirującego ostrza, które porusza się o ułamek obrotu podczas całej ekspozycji, ostrze wydaje się zakrzywione, a jego grubość jest nieprawidłowa. Jednak tego nie widzimy. W żadnym wypadku efekt ten nie spowoduje dwóch wyraźnych obrazów płynnie poruszającego się obiektu, takiego jak ostrze.

Na tym zdjęciu widzę dwa inne artefakty:

1. Dyfrakcja horyzontalna. Obiekty znajdują się 35 mil od horyzontu. Powietrze w pobliżu ziemi (lub w tym przypadku woda) ma różne gradienty temperatury oraz kieszenie gorące i zimne. Gorące i zimne powietrze ma niewielką różnicę we współczynniku załamania światła. W wyniku tego warstwy i kieszenie gorącego i zimnego powietrza zginają światło. Jest to niewielki efekt, ale ponad 35 mil z pewnością może powodować tego rodzaju artefakty i wiele więcej. Jest to ten sam efekt, który powoduje miraże na znacznie krótszych odległościach na pustyniach, gdzie ziemia jest cieplejsza niż powietrze. Byłoby bardzo zaskakujące, gdyby temperatura widzieć i temperatura powietrza były dobrze dopasowane tego dnia, szczególnie na tak dużej odległości.

   Ponieważ istnieją kieszenie gorącego i zimnego (względnie) powietrza, odległy obiekt może pojawić się wiele razy lub wcale. Nietrudno uwierzyć, że może to być spowodowane podwójnym obrazem ostrza.

2. Artefakty kompresji. Wokół wiatraków jest wiele rzeczy, które wyglądają jak artefakty kompresji JPEG. Ten obraz ma pełną rozdzielczość, więc nie jest zaskoczeniem, że artefakty są widoczne nawet przy ustawieniu „wysokiej jakości” w aparacie. Nie sądzę, że te artefakty są tak silne, że powodują obraz podwójnego ostrza, ale na pewno nie pomagają. Naprawdę nie rozumiem, dlaczego ludzie strzelają w coś surowego, jeśli zamierzają potem zerknąć na piksele. To nie ma sensu. Ponadto chcesz uzyskać jak najwięcej informacji do przetwarzania końcowego, co z pewnością NIE oznacza dodawania artefaktów kompresji i zgniatania obrazu do zaledwie 8 bitów na kolor na piksel. To jednak kolejna dyskusja.

Dodany:

Dla tych, którzy wciąż myślą, że może to być artefakt migawki płaszczyzny ogniskowej, oto matematyka. Zdjęcie zostało zrobione z czasem otwarcia migawki 1/640 sekundy, co oznacza, że ​​każdy piksel był naświetlany przez około 1,6 ms.

Nie wiem, jaka jest szybkość synchronizacji X dla tego aparatu (maksymalny czas otwarcia migawki, przy którym cała migawka jest otwarta jednocześnie), ale bądźmy hojni i powiedzmy, że wynosi 1/100 sekundy. To dość powolne jak na dzisiejsze standardy. Nawet jeśli tak, oznacza to, że czas przejścia migawki na całym zdjęciu wynosi nie więcej niż 10 ms. Innymi słowy, środek czasu ekspozycji zmienia się o 10 ms w poprzek obrazu. Będzie to prawdą niezależnie od czasu otwarcia migawki.

Jednak to 10 ms opóźnienie jest rozłożone na obrazie. Na przykład środek znajduje się tylko 5 ms od każdej krawędzi. Spojrzałem na powyższe zdjęcie, a ostrze wiatraka ma tylko 12 pikseli szerokości. Obraz w pełnej rozdzielczości na tym aparacie ma około 3900 pikseli w poprzek, więc przesunięcie czasowe na szerokości artefaktu wynosi 10 ms (12/3900) = 215 ns. To jest niewielkie w porównaniu do czasu ekspozycji, ale dodanie tych dwóch wciąż wychodzi na mniej niż 1,6 ms.

Powiedzmy teraz, że wiatrak obracał się z częstotliwością 1 Hz. To byłoby cholernie szybkie jak na tak dużą maszynę. 1,6 ms to tylko 0,6 stopnia obrotu. Biorąc pod uwagę promień 12 pikseli, oznaczałoby to ruch wynoszący 0,12 pikseli na końcu ostrza, co reprezentuje maksymalny rozmiar, jaki może w tym przypadku być dowolny artefakt migawki płaszczyzny ogniskowej. Po prostu nie o to chodzi.

Domyślam się (jako naukowiec obrazowania, teledetekcja), że to, co możesz zobaczyć, to artefakt efektu Fresnela. Światło jest falą elektromagnetyczną, a woda morska jest przewodnikiem (woda morska). Występuje interferencja między światłem docierającym do soczewki, z którego część odbija się od wody (lub nie).

Ważną rolę odgrywa również faktura powierzchni, a stan morza wpłynie na współczynniki efektu Fresnela.

Czasami efekty Fresnela trwają bardzo krótko, a nasze oko je kompensuje. Jednak na zdjęciu nieruchomym nie będzie. Ponadto ścieżka od wiatraka do soczewki jest różna dla każdego wiatraka, z ciągle zmieniającymi się teksturami powierzchni, z ciągle zmieniającymi się właściwościami odbijającymi i polaryzującymi.

Praktycznym przykładem efektu Fresnela jest to, że podczas podróży na skraju stacji radiowej FM, sygnał „pikietuje”, gdzie szybko zanika. Innym przykładem jest miraż, w którym miraż jest bardziej trwały niż płot w stacji radiowej.

Teraz mogę się mylić i często się mylę, ale uważam, że nie jest to artefakt wywołany migawką. Sugestia Olin Lathrop dotycząca wpływu atmosfery nie jest niezgodna z efektem Fresnela i może się do tego przyczynić. Pamiętaj, że odbicie, załamanie światła i dielektryki mogą odgrywać pewną rolę dzięki efektowi Fresnela.

Podsumowując, chciałbym stwierdzić, że najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem pozornie dodatkowego łopaty na lewej turbinie jest to, że jest to artefakt stworzony przez Efekt Fresnela, a odległość ta, niski kąt w stosunku do mediów przewodzących (słonej wody) i scena zmiany w czasie (które kamera uchwyciła w krótkim momencie) są czynnikami przyczyniającymi się.

Widząc słabą jakość obrazu, może to być po prostu artefakt, który umysł odczytuje jako ostrze.

Dwa ustawione wiatraki? Jeden za drugim?