Mengapa kincir angin kiri memiliki terlalu banyak bilah?

Oke, lihat gambar ini:

Ini adalah 3 kincir angin di Marshfield Massachusetts. Itu ditembak dari Provincetown, MA sekitar 35 mil jauhnya. (Saya tidak keluar untuk menembak mereka, saya menembak Paus Kanan ... Saya tahu, hidup ini sulit ...

Bidikan ini merupakan piksel yang memunculkan crop penuh. Badan Canon 40D, lensa F4 24-105mm, memotret pada 1 / 640dtk pada f4.0 menggunakan prioritas apertur. ISO 100.

Apa yang terjadi dengan kincir angin paling kiri? Jika bilahnya sekitar jam 8 malam digandakan. Bagaimana itu bisa terjadi?

Meskipun terlihat seperti apa, ini bukan efek rana bidang fokus. Efek rana bidang fokus menyebabkan distorsi karena bagian bingkai yang berbeda terpapar pada waktu yang berbeda. Untuk blade pemintalan yang menggerakkan sebagian kecil rotasi selama seluruh eksposur, blade akan tampak melengkung dan ketebalannya salah. Namun, bukan itu yang kami lihat. Efek ini tidak akan menyebabkan dua gambar berbeda dari objek yang bergerak mulus seperti pisau itu.

Saya melihat dua artefak lain dalam gambar ini:

1. Difraksi cakrawala. Subjek berada 35 mil jauhnya sangat rendah ke cakrawala. Udara di dekat tanah (atau air dalam kasus ini) memiliki berbagai gradien suhu dan kantong panas dan dingin. Udara panas dan dingin memiliki sedikit perbedaan dalam indeks biasnya. Lapisan dan kantong udara panas dan dingin kemudian membengkokkan cahaya sebagai hasilnya. Ini sedikit efek, tetapi lebih dari 35 mil pasti dapat menyebabkan artefak semacam ini dan banyak lagi. Ini adalah efek yang sama yang menyebabkan fatamorgana pada jarak yang jauh lebih pendek di padang pasir di mana tanah lebih hangat daripada udara. Akan sangat mengejutkan jika suhu udara dan suhu udara sangat cocok hari itu, terutama jarak yang begitu jauh.

   Karena ada kantong udara panas dan dingin (relatif), objek yang jauh dapat muncul beberapa kali atau tidak sama sekali pada satu contoh. Sama sekali tidak percaya untuk percaya bahwa gambar ganda dari pisau dapat disebabkan oleh ini.

2. Artefak kompresi. Ada banyak hal di sekitar kincir angin yang terlihat seperti artefak kompresi JPEG. Gambar ini dalam resolusi penuh, jadi tidak mengherankan artefak ini terlihat bahkan pada pengaturan "kualitas hiqh" di kamera. Saya tidak berpikir artefak ini begitu kuat sehingga menyebabkan gambar pisau ganda, tetapi mereka tentu tidak membantu. Saya benar-benar tidak mengerti mengapa orang menembak apa pun kecuali mentah jika mereka akan mengintip pixel sesudahnya. Itu tidak masuk akal. Juga, Anda ingin informasi sebanyak mungkin masuk ke pemrosesan pasca, yang tentu saja TIDAK berarti menambahkan artefak kompresi dan memadatkan gambar menjadi hanya 8 bit per warna per piksel. Namun, itu diskusi lain.

Ditambahkan:

Bagi mereka yang masih berpikir ini mungkin artefak rana bidang fokus, berikut adalah beberapa matematika. Gambar diambil pada kecepatan rana 1/640 detik, yang berarti setiap piksel terpapar sekitar 1,6 ms.

Saya tidak tahu apa kecepatan X-sync kamera itu (kecepatan rana maksimum di mana seluruh rana terbuka sekaligus), tapi mari kita bermurah hati dan katakan itu 1/100 detik. Itu cukup lambat menurut standar saat ini. Bahkan jika demikian, itu berarti waktu rana melintasi seluruh gambar tidak lebih dari 10 ms. Dengan kata lain, pusat waktu bukaan bervariasi 10 ms di seluruh gambar. Ini akan menjadi kenyataan terlepas dari kecepatan rana.

Namun, jeda waktu 10 ms ini tersebar di seluruh gambar. Pusat hanya berjarak 5 ms dari kedua sisi, misalnya. Saya melihat gambar di atas, dan bilah kincir angin yang dimaksud hanya selebar 12 piksel. Gambar resolusi penuh pada kamera itu adalah sekitar 3900 piksel, sehingga waktu miring di lebar artefak adalah 10ms (12/3900) = 215 ns. Itu kecil dibandingkan dengan waktu pemaparan, tetapi menambahkan keduanya masih keluar kurang dari 1,6 ms.

Sekarang katakanlah kincir angin berputar pada 1 Hz. Itu akan sangat sangat cepat untuk mesin sebesar itu. 1,6 ms hanya akan 0,6 derajat rotasi. Mempertimbangkan radius 12 piksel, itu berarti gerakan .12 piksel di ujung blade, yang mewakili ukuran maksimum yang dapat dicapai oleh artefak rana bidang fokus apa pun dalam kasus ini. Bukan itu yang terjadi.

Dugaan saya (sebagai ilmuwan pencitraan, penginderaan jauh) adalah apa yang mungkin Anda lihat adalah artefak Efek Fresnel. Cahaya adalah gelombang elektromagnetik, dan air laut adalah konduktor (air garam). Ada gangguan antara cahaya yang mencapai lensa, dengan beberapa di antaranya memantulkan air (atau tidak).

Tekstur permukaan juga berperan, dan keadaan laut akan berdampak pada koefisien Efek Fresnel.

Kadang-kadang efek Fresnel sangat singkat dalam waktu, dan mata kita mengimbanginya. Namun dalam foto diam itu tidak akan. Lebih jauh, jalur dari kincir angin ke lensa berbeda untuk setiap kincir angin, dengan tekstur permukaan yang terus berubah, dengan sifat reflektif dan polarisasi yang terus berubah.

Contoh praktis dari efek Fresnel adalah ketika bepergian di tepi stasiun radio FM, sinyalnya akan "piket pagar" di mana ia memudar masuk dan keluar dengan cepat. Contoh lain adalah fatamorgana, di mana fatamorgana itu lebih gigih daripada pagar piket di stasiun radio.

Sekarang, saya bisa salah, dan saya sering salah, tetapi pendapat saya yang dipertimbangkan adalah bahwa ini bukan artefak yang diinduksi rana. @Olin Saran Lathrop tentang pengaruh atmosfer tidak konsisten dengan efek Fresnel, dan dapat berkontribusi padanya. Perlu diingat bahwa refleksi, pembiasan dan dielektrik semua dapat memainkan peran dengan Efek Fresnel.

Sebagai kesimpulan, saya akan menyampaikan bahwa penjelasan yang paling mungkin tentang blade ekstra yang tampak pada turbin kiri adalah bahwa itu adalah artefak yang dibuat oleh Fresnel Effect, dan jarak itu, sudut rendah di atas media penghantar (air garam) dan adegan perubahan temporal (yang ditangkap kamera dalam waktu singkat) adalah semua faktor penyebab.

Melihat kualitas gambar yang buruk itu hanya bisa menjadi artefak yang dibaca pikiran sebagai pisau.

Dua kincir angin selaras? Satu di belakang yang lain?