Apa yang menyebabkan lensa menyala di sepanjang sumbu tertentu?

Saat memotret objek yang terang, apa yang menyebabkan lensa menyala di sepanjang sumbu tertentu?

Dua gambar pertama diambil dari video Reds Rhetoric & Vincent Jones , terakhir dari feed SpaceX .

Dalam memantulkan teleskop, dukungan sekunder dapat menyebabkan paku difraksi berbentuk silang , tetapi bagaimana hal serupa terjadi pada lensa?

Apa yang menyebabkan lensa menyala di sepanjang sumbu tertentu?

Jawaban ini mengasumsikan gambar 1 dan 3 disebabkan oleh fenomena yang sama, dan gambar 2 disebabkan oleh sesuatu yang berbeda.

Gambar # 2

Bagi mata saya, suar ini tampaknya disebabkan oleh elemen depan yang kotor. Ini dapat dengan mudah terjadi ketika seseorang mencoba untuk membersihkan elemen tersebut, tetapi tidak mendapatkan semua minyak jari (mungkin). Sapuan terakhir dengan kain lensa bergerak dari kanan atas ke kiri bawah (dilihat dari belakang kamera), sehingga menghasilkan suar tegak lurus.

Lihat pertanyaan-pertanyaan berikut untuk efek yang serupa (dan jawaban):

• Apa yang menyebabkan garis-garis "bergaris-garis" ini dari sumber cahaya?
• Apa yang menyebabkan sinar bergaris dari sumber cahaya ini?

Gambar # 1 dan # 3

Seperti yang Anda catat dalam pertanyaan Anda, paku difraksi terjadi ketika cahaya melewati tepi lurus, menghasilkan cahaya menyebar tegak lurus tepi. Di bagian "Paku difraksi karena bukaan tidak melingkar" pada artikel Wikipedia tentang paku difraksi, Anda melihat bahwa bukaan iris persegi dengan bilah lurus bermata lurus menyebabkan bintang berujung 4.

Namun, iris 4-bilah berbentuk berlian atau permen akan menghasilkan pola-X. Ini masih 4-point, tetapi poinnya tidak semuanya 90 ° dari satu sama lain. Biarkan saya menunjukkan menggunakan keterampilan ImageMagick dasar saya.

Pertama, mari kita buat aperture kita, pola berlian (Gambar 1):

convert -size 1000x1000 xc:black -fill white -draw \
    "polygon 500,400 673,500 500,600 327,500" 01-aperture.png

^{Gambar 1: Bukaan berbentuk berlian horisontal ( 01-aperture.png)}

Sumber titik cahaya yang bergerak melalui aperture menciptakan pola difraksi berbentuk-X pada Gambar 2. Filter Gaussian diterapkan pada aperture intan sebagai fungsi windowing, kemudian melewati Fast Fourier Transform (FFT), diikuti oleh filter Gaussian lainnya setelah transformasi untuk memuluskan beberapa intensitas puncak bintang.

convert 01-aperture.png -morphology Convolve Gaussian:1x1 \
    -fft +delete -auto-level -evaluate log 100 \
    -morphology Convolve Gaussian:3x3 -auto-level -evaluate log 10 \
    02-fft.png

^{Gambar 2: Pola-X 4-runcing dari sumber cahaya titik melalui lubang intan ( 02-fft.png)}

Sebuah berlian berbentuk aperture? Betulkah?

Memang. Beberapa model camcorder memiliki bukaan berbentuk berlian. Ini diinginkan karena secara mekanis jauh lebih sederhana daripada bukaan iris berbilah khas N dengan bilah iris yang berputar. Yang diperlukan hanyalah dua bilah berlekuk V yang saling berseberangan, dan bergerak secara linear ke arah atau menjauh dari satu sama lain untuk menutup atau membuka bukaan.

Pengaturan ini juga menjelaskan mengapa difraksi pola-X dalam camcorder selalu berorientasi sempurna. Pada lensa dengan bukaan iris, seperti pada hampir semua lensa fotografi modern, saat bilah iris secara kolektif berputar untuk menutup bukaan, bentuk bukaan aperture N-gon yang dibuat berputar. Dengan demikian orientasi pola bintang yang terdifraksi dalam lensa fotografi tergantung pada pengaturan nilai apertur. Namun dalam aperture berlian camcorder, tidak ada rotasi, sehingga pola-X selalu berorientasi dengan cara yang sama.

Saya tidak dapat menemukan detail konkret tentang bilah aperture Canon Vixia HF R400, selain menurut ulasan produk CNet , "Lens Aperture" adalah f / 1.8-4.5. Ini mungkin hanya rentang apertur fisik, karena ia juga memiliki filter gradasi ND bawaan untuk lebih mengontrol entri cahaya.

Sebuah tinjauan dari prosumer Panasonic AG-HMC40 1/4 "3-CMOS HD camcorder menunjukkan bahwa kamera berlian berbentuk aperture di closeup:

^{Bukaan berbentuk berlian dari camcorder Panasonic AG-HMC40. Diperoleh dari Providocoalition.com di bawah penggunaan wajar untuk tujuan pendidikan}

• Dapat disebabkan karena filter bintang khusus https://www.google.com/search?q=star+filter

• Lensa yang kotor, misalnya ujung jari tercoreng. Ini bisa sangat spesifik, dan sebenarnya dikendalikan dengan arah lap.

• Beberapa elemen internal lensa. (Paku difraksi seperti yang Anda sebutkan)

Suar ini adalah pola difraksi yang disebabkan oleh sesuatu di jalur optik. Jumlah dan orientasi mereka memberi tahu Anda sesuatu tentang apa yang menyebabkan mereka. Dalam sistem refraktif, itu bisa berupa rambut yang tersesat, sepotong debu, bahkan striae yang sangat ringan di salah satu lensa, ketika seseorang menggunakan sesuatu yang sangat terang sebagai sumber cahaya.

Jika mereka berorientasi sepanjang baris atau kolom tertentu dari sensor dan sensor adalah CCD, itu juga bisa mekar . Dalam kasus ini, itu sepanjang sudut diagonal aneh, dan kemungkinan besar bukan bentuk mekar.