Чому на лівому вітряному млині занадто багато лопатей?

Гаразд, перевірте цей знімок:

Це 3 вітряки в Маршфілді, штат Массачусетс. Це було знято з Провінстауна, штат Массачусетс, приблизно за 35 миль. (Я не збирався стріляти в них, я стріляв у Китів ... Я знаю, життя жорстке ...

Знімок - це піксель, вивішений повний урожай. Корпус 40D Canon, об'єктив 24-105 мм F4, знятий на 1/640 сек при f4.0, використовуючи пріоритет діафрагми. ISO 100.

Що відбувається з самою лівою вітряком? Це лезо близько 8 вечора подвоюється. Як це сталося?

Незважаючи на те, що це могло б виглядати, це не ефект затвора у фокусі. Ефект затвора фокусної площини викликає спотворення, оскільки різні частини кадру оголюються в різний час. Для прядильної лопатки, яка рухає частину обертання протягом усієї експозиції, лезо виглядатиме вигнутим, а його товщина - неправильною. Однак це не те, що ми бачимо. Ні в якому разі цей ефект не спричинить двох чітких зображень плавно рухомого предмета, подібного до леза.

На цьому малюнку я бачу ще два артефакти:

1. Дифракція по горизонталі. Тематика знаходиться в 35 милях дуже низько до горизонту. Повітря поблизу землі (або води в даному випадку) має різні температурні градієнти та кишені гарячого та холодного. Гаряче та холодне повітря має незначну різницю в своєму показнику заломлення. Потім шари та кишені гарячого та холодного повітря прогинають світло. Це незначний ефект, але понад 35 миль, безумовно, можуть спричинити такі види артефактів та багато іншого. Це той самий ефект, який викликає міражі на набагато коротші відстані в пустелях, де земля тепліша, ніж повітря. Було б дуже дивовижно, якби температура бачення та температура повітря були добре узгоджені в той день, особливо на такій великій відстані.

   Оскільки є кишені гарячого і холодного (відносно) повітря, віддалений предмет може з’являтися кілька разів або взагалі не виникати ні в одному екземплярі. Вважати, що подвійне зображення клинка може бути спричинене цим.

2. Артефакти стиснення. Навколо вітряків є багато речей, схожих на артефакти стиснення JPEG. Це зображення має повну роздільну здатність, тому не дивно, що ці артефакти видно навіть у режимі камери високої якості. Я не думаю, що ці артефакти настільки сильні, щоб викликати зображення подвійного леза, але вони, звичайно, не допомагають. Я дійсно не розумію, чому люди стріляють ні в чому, окрім сирого, якщо згодом збираються піксельно заглянути. Це не має сенсу. Крім того, ви хочете, щоб якомога більше інформації перейшло до післяобробки, що, звичайно, НЕ означає додавання артефактів стиснення та стискання зображення лише до 8 біт на колір на піксель. Однак це вже інша дискусія.

Додано:

Для тих, хто все ще думає, що це може бути артефактом затвора фокусної площини, ось математика. Знімок зроблено зі швидкістю затвора 1/640 секунди, що означає, що кожен піксель був виставлений протягом приблизно 1,6 мс.

Я не знаю, яка швидкість синхронізації X у цієї камери (максимальна швидкість затвора, при якій весь затвор відкритий одразу), але давайте будемо щедрими і скажімо, що це 1/100 секунди. Це сьогодні досить повільно. Навіть якщо це так, це означає, що час проходження затвора протягом усього зображення становить не більше 10 мс. Іншими словами, час експозиції змінюється на 10 мс в межах зображення. Це вірно незалежно від швидкості затвора.

Однак цей 10 мс затримка поширюється по всьому зображенню. Наприклад, лише 5 мс від кожного краю, наприклад. Я переглянув фотографію вище, а лопатка вітряного млина має ширину лише 12 пікселів. Зображення на повній роздільній здатності на цій камері становить близько 3900 пікселів, тому похилий час по ширині артефакту становить 10 мс (12/3900) = 215 нс. Це крихітно в порівнянні з часом експозиції, але додавання двох все ще виходить менше ніж 1,6 мс.

Тепер скажімо, що вітряк обертався з частотою 1 Гц. Це було б досить проклято для такої великої машини. 1,6 мс буде лише .6 градусів обертання. Враховуючи радіус 12 пікселів, це означатиме рух у розмірі .12 пікселів на кінчику леза, що представляє максимальний розмір, який може мати артефакт затвора фокусної площини в цьому випадку. Це просто не те, що відбувається.

Я здогадуюсь (як вчений-образник, дистанційне зондування), що те, що ви могли бачити, є артефактом ефекту Френеля. Світло - електромагнітна хвиля, а морська вода - провідник (солона вода). Між світлом, що потрапляє до лінзи, є перешкоди, деякі з них відбиваються від води (чи ні).

Текстура поверхні також грає роль, а стан моря впливатиме на коефіцієнти ефекту Френеля.

Іноді ефекти Френеля у часі дуже недовговічні, і наше око їх компенсує. Однак у фотографії це не буде. Крім того, шлях від вітряного млина до лінзи різний для кожної вітряки, з постійно мінливою текстурою поверхні, з постійно змінюються відбиваючими та поляризуючими властивостями.

Практичний приклад ефекту Френеля - під час подорожі на межі радіостанції FM сигнал подає «огорожу пікету» там, де він швидко згасає та виходить. Інший приклад - міраж, де міраж стійкіший, ніж огородження пікету на радіостанції.

Зараз я можу помилятися, і часто буваю, але вважаю, що це не артефакт, викликаний затвором. Пропозиція @Olin Lathrop щодо атмосферного впливу не суперечить ефекту Френеля, і може сприяти цьому. Майте на увазі, що відображення, заломлення та діелектрики можуть грати роль із ефектом Френеля.

На закінчення я зазначив би, що найбільш вірогідним поясненням, здавалося б, додаткового клинка лівої турбіни є те, що це артефакт, створений ефектом Френеля, і ця відстань, низький кут над провідним носієм (солона вода) та часовою мінливою сценою (що камера зафіксувала короткий момент) - усі фактори, що сприяють цьому.

Бачачи низьку якість зображення, це може бути лише артефактом, який розум читає як клинок.

Дві вирівняні вітряки? Один за одним?