Perché il mulino a vento sinistro ha troppe pale?

Ok, dai un'occhiata a questo colpo:

Questi sono i 3 mulini a vento a Marshfield nel Massachusetts. Fu sparato da Provincetown, MA a circa 35 miglia di distanza. (Non ero fuori per sparare a loro, stavo sparando a Right Whales ... Lo so, la vita è dura ...

Lo scatto è un pixel sbirciato a tutto campo. Corpo Canon 40D, obiettivo F4 da 24-105 mm, girato a 1 / 640sec a f4.0 usando la priorità di apertura. ISO 100

Cosa sta succedendo con il mulino a vento più a sinistra? La lama intorno alle 20:00 è raddoppiata. Come è successo?

Nonostante ciò che potrebbe sembrare, questo non è un effetto otturatore sul piano focale. Un effetto otturatore sul piano focale provoca distorsione poiché parti diverse dell'inquadratura sono esposte in momenti diversi. Per una lama rotante che muove una frazione di rotazione durante l'intera esposizione, la lama sembrerebbe curva e il suo spessore sbagliato. Tuttavia, non è quello che stiamo vedendo. In nessun caso questo effetto provocherà due immagini distinte di un oggetto in movimento regolare come quella lama.

Vedo altri due manufatti in questa immagine:

1. Diffrazione dell'orizzonte. I soggetti sono a 35 miglia di distanza molto in basso all'orizzonte. L'aria vicino al suolo (o l'acqua in questo caso) presenta vari gradienti di temperatura e tasche calde e fredde. L'aria calda e fredda ha una leggera differenza nel suo indice di rifrazione. Di conseguenza, gli strati e le tasche di aria calda e fredda piegano la luce di conseguenza. Questo è un leggero effetto, ma oltre 35 miglia possono certamente causare questo tipo di artefatti e molto altro. Questo è lo stesso effetto che provoca miraggi su distanze molto più brevi nei deserti in cui il terreno è più caldo dell'aria. Sarebbe molto sorprendente se la temperatura in mare e la temperatura dell'aria fossero ben abbinate quel giorno, specialmente a così lunga distanza.

   Poiché ci sono sacche di aria calda e fredda (relativamente), l'oggetto distante può apparire più volte o per niente in nessuna istanza. Non è affatto credente che la doppia immagine della lama possa essere causata da questo.

2. Manufatti di compressione. Ci sono molte cose intorno ai mulini a vento che sembrano artefatti di compressione JPEG. Questa immagine è alla massima risoluzione, quindi non sorprende che questi artefatti siano visibili anche con un'impostazione di "qualità hiqh" nella fotocamera. Non credo che questi artefatti siano così forti da causare l'immagine a doppia lama, ma certamente non aiutano. Davvero non capisco perché le persone girino in modo tutt'altro che crudo se dopo guarderanno pixel. Non ha senso. Inoltre, vuoi che quante più informazioni possibili vadano in fase di post-elaborazione, il che certamente NON significa aggiungere artefatti di compressione e ridurre l'immagine a soli 8 bit per colore per pixel. Tuttavia, questa è un'altra discussione.

Inserito il:

Per coloro che stanno ancora pensando che questo potrebbe essere un artefatto dell'otturatore sul piano focale, ecco un po 'di matematica. La foto è stata scattata con una velocità dell'otturatore di 1/640 secondi, il che significa che ogni pixel è stato esposto per circa 1,6 ms.

Non so quale sia la velocità di sincronizzazione X di quella fotocamera (la massima velocità dell'otturatore alla quale l'intero otturatore è aperto contemporaneamente), ma siamo generosi e diciamo che è 1/100 di secondo. È piuttosto lento per gli standard di oggi. Anche in questo caso, significa che il tempo di attraversamento dell'otturatore sull'intera immagine non è superiore a 10 ms. In altre parole, il centro del tempo di esposizione varia di 10 ms attraverso l'immagine. Ciò sarà vero indipendentemente dalla velocità dell'otturatore.

Tuttavia, questo ritardo di 10 ms viene distribuito nell'immagine. Il centro è a soli 5 ms di distanza da entrambi i bordi, ad esempio. Ho guardato l'immagine qui sopra e la pala del mulino a vento in questione ha una larghezza di soli 12 pixel al massimo. Un'immagine a piena risoluzione su quella fotocamera è di circa 3900 pixel, quindi il tempo di inclinazione sulla larghezza del manufatto è 10ms (12/3900) = 215 ns. Questo è molto piccolo rispetto al tempo di esposizione, ma l'aggiunta dei due risulta comunque inferiore a 1,6 ms.

Ora diciamo che il mulino a vento ruotava a 1 Hz. Sarebbe davvero dannatamente veloce per una macchina così grande. 1,6 ms sarebbero solo .6 gradi di rotazione. Considerando un raggio di 12 pixel, ciò significherebbe un movimento di .12 pixel sulla punta della lama, che rappresenta la dimensione massima che può essere qualsiasi artefatto dell'otturatore sul piano focale in questo caso. Semplicemente non è quello che sta succedendo.

La mia ipotesi (come scienziato di imaging, telerilevamento) è che ciò che potresti vedere è un artefatto dell'effetto Fresnel. La luce è un'onda elettromagnetica e l'acqua di mare è un conduttore (acqua salata). Vi è interferenza tra la luce che raggiunge l'obiettivo, con parte di essa che si riflette sull'acqua (o meno).

Anche la trama della superficie ha un ruolo e lo stato del mare influirà sui coefficienti dell'effetto Fresnel.

A volte gli effetti di Fresnel hanno una durata molto breve nel tempo e il nostro occhio li compensa. Tuttavia in una fotografia non lo farà. Inoltre, il percorso dal mulino a vento all'obiettivo è diverso per ogni mulino a vento, con trame di superficie costantemente variabili, con proprietà riflettenti e polarizzanti in costante variazione.

Un esempio pratico dell'effetto Fresnel è quando si viaggia ai margini di una stazione radio FM, il segnale "picchetterà" dove si dissolverà dentro e fuori rapidamente. Un altro esempio è un miraggio, in cui il miraggio è più persistente della staccionata sulla stazione radio.

Ora, potrei sbagliarmi, e lo sono spesso, ma la mia opinione ponderata è che questo non è un artefatto indotto dall'otturatore. La proposta di influenza atmosferica di @Olin Lathrop non è in contrasto con l'effetto di Fresnel e può contribuire ad essa. Tieni presente che la riflessione, la rifrazione e i dielettrici possono svolgere un ruolo con l'effetto Fresnel.

In conclusione, direi che la spiegazione più probabile della lama apparentemente extra sulla turbina sinistra è che si tratta di un artefatto creato da Fresnel Effect e di quella distanza, angolo basso rispetto a un mezzo conduttore (acqua salata) e la scena che cambia nel tempo (di cui la fotocamera ha catturato un breve istante) sono tutti fattori che contribuiscono.

Vedendo la scarsa qualità dell'immagine, può essere solo un artefatto che la mente legge come una lama.

Due mulini a vento allineati? Uno dietro l'altro?